一种美术用防水颜料及其加工工艺的制作方法

本发明属于颜料制备领域，具体涉及一种美术用防水颜料及其加工工艺。

背景技术：

颜料是指能使物体染上颜色的物质，颜料有可溶性的和不可溶性的，有无机的和有机的区别，无机颜料一般是矿物性物质，人类很早就知道使用无机颜料，利用有色的土和矿石，在岩壁上作画和涂抹身体，有机颜料一般取自植物和海洋动物，如茜蓝、藤黄和古罗马从贝类中提炼的紫色，在东方，传统中国绘画的颜料生产有着悠久的历史，尽管早期绘画的遗存较少，但从当时的社会经济文化发展程度和青铜、陶瓷、漆器及纺织业等达到的成就，大致可以推测到其颜料和染料使用的水平，常用的美术颜料在颜料干燥后，长时间受到潮湿空气的影响，会出现颜料颜色脱落的现象，且在受到光照时，颜料会出现颜色发生改变的现象，甚至部分颜料发生脱落，使得产品的美观性下降，部分颜料由于混合分散不彻底，使得颜料的着色力和色光较差，影响了美术颜料的产品质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种美术用防水颜料及其加工工艺。

本发明要解决的技术问题：

常用的美术颜料在干燥后，长时间受到潮湿空气的影响，会出现颜料颜色脱落的现象，且在受到光照时，颜料会出现颜色发生改变的现象，严重影响了使用者的使用；

常用的美术颜料在制备过程中需要进行搅拌分散，传统的搅拌分散装置，分散效果一般，使得颜料的着色力和色光较差，影响了美术颜料的产品质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种美术用防水颜料，由如下重量份原料制成：颜料粉30-60份、防水乳胶10-15份、润湿剂2-5份、防腐剂3-5份、分散剂1-3.5份、增稠剂3-5份、滑石粉1.5-3份、高岭土粉1.5-3份、去离子水10-12份；

该美术用防水颜料由如下步骤制备：

步骤s1：分别将颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入烘干机中，在温度为80-90℃的条件下，进行烘干得到干燥的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s2：将步骤s1得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入研磨机中进行研磨，过100-120目筛网，得到研磨后的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s3：将步骤s2得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉加入第一加料仓中，将防水乳胶、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入第二加料仓中，开启第一加料口和第二加料口内部的阀门，开启第一电机和第三电机，第一电机带动搅拌轴转动，搅拌轴带动搅拌叶片以1500-2000r/min的转速进行混合30-60min，静置5-8h后，继续混合1-1.5小时，开启第三电机，第三电机带动凸型轴，凸型轴带动连接杆55上下运动，连接杆带动u型杆上下运动，u型杆带动第三电机上下运动，混合完毕后开启第二电机和下料口内的阀门，第二电机带动第二传动轮转动，第二传动轮带动第二研磨辊轴和第一传动轮转动，第二研磨辊轴带动第二研磨辊转动，第一传动轮带动第一研磨辊轴转动，第一研磨辊轴带动第一研磨辊转动，对混合物进行研磨，经过筛板筛选，达到细度为500-600目的颜料进入集料仓由出料口收集，制得美术用防水颜料。

进一步，所述的润湿剂为甘油和磺化油中的一种或两种任意比例混合，防腐剂为异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮中的一种或两种任意比例混合，增稠剂为甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或两种任意比例混合，分散剂为明胶和藻酸钠中的一种或两种任意比例混合。

进一步，所述的防水乳胶由如下步骤制备：

a1：将十二烷基苯磺酸钠和去离子水加入搅拌釜中，在转速为1000-1500r/min，温度为80-90℃的条件下，进行搅拌5-10min至十二烷基苯磺酸钠完全溶解后，降温至50-60℃，制得十二烷基苯磺酸钠溶液；

a2：将2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和乙醚加入回流反应釜中，在转速为1000-1500r/min的条件下，搅拌至2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮完全溶解后，加入三氯化铝并通入一氯甲烷气体充满反应釜，在转速为300-400r/min，温度为40-50℃的条件下，进行回流反应1-1.5h，制得中间体a；

反应过程如下：

a3：将中间体a和乙醇加入反应釜中，在转速为1000-1500r/min的条件下，搅拌至中间体a完全溶解后，加入液溴，在转速为300-400r/min的光照条件下，进行反应40-60min，制得中间体b，向反应釜中加入氢氧化钠溶液，在温度为70-90℃的条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体c；

反应过程如下：

a4：将甲基丙烯酸、中间体c、氢氧化钠、去离子水、4-二甲氨基吡啶加入反应釜中，在温度为80-90℃的条件下，进行反应6-8h，制得中间体d，将步骤a1制得的十二烷基苯磺酸钠溶液和中间体d加入搅拌釜中，通入氮气充满搅拌釜，在转速为200-300r/min的条件下，搅拌20-30min后，加入过硫酸铵，继续搅拌1-1.5h，制得防水乳胶。

反应过程如下：

进一步，步骤a2所述的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和三氯化铝的用量质量比为1：2，步骤a3所述的中间体a、液溴、氢氧化钠溶液的用量比为1g：1.5ml：10ml,步骤a3所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠质量分数为10％，步骤a4所述的甲基丙烯酸、中间体c、氢氧化钠、去离子水、4-二甲氨基吡啶的用量比为10ml：5g：0.5g：5ml：0.3g。

进一步，步骤s3所述的颜料混合研磨装置，包括底座，底座的上端设有仓体，仓体的内部固定有隔板，隔板将仓体分隔成搅拌仓和集料仓，隔板的中心处设有下料口，集料仓的底端设有出料口，仓体的外部顶端中心处固定有第一电机，第一电机的输出轴伸上固定有搅拌轴，搅拌轴穿过仓体，搅拌轴与仓体的侧壁转动连接，搅拌轴与仓体的侧壁滑动连接，搅拌轴上固定有若干搅拌叶片，搅拌叶片位于搅拌仓内部，第一电机的两侧固定有电机滑杆，第一电机的上端设有u型杆，u型杆的端头与电机滑杆固定连接，第一电机的两侧还设有限位板，限位板靠近第一电机的侧壁上开有电机滑槽，电机滑杆与电机滑槽相配合，集料仓的内部设有研磨仓，研磨仓顶端中心处与下料口底端固定连接，研磨仓与下料口内部连通，研磨仓的底端设有筛板，研磨仓的内部设有第一研磨辊和第二研磨辊，仓体的外部两侧顶端分别设有第一加料仓和第二加料仓，第一加料仓靠近仓体的一侧底端设有第一加料口，第一加料口的底端与仓体固定连接，第一加料口与仓体内部连通，第二加料仓靠近仓体的一侧底端设有第二加料口，第二加料口的底端与仓体固定连接，第二加料口与仓体内部连通，第一加料仓和第二加料仓之间固定有连接板，连接板的中心处开有方形通孔，方形通孔的两侧设有第三电机和竖板，第三电机和连接板之间固定有电机垫板，竖板与连接板固定连接，第三电机的输出轴伸上固定有凸型轴，凸型轴的端头与竖板转动连接，凸型轴与u型杆之间安装有连接杆。

进一步，所述的底座上表面固定有四个均匀分布的支撑柱，支撑柱的内部设有伸缩杆，伸缩杆的顶端固定有连接滑杆，伸缩杆上套接有弹簧，弹簧的一端与支撑柱的内壁固定连接，弹簧的另一端与第一连接滑杆固定连接，支撑柱的侧壁上开有滑槽，连接滑杆与滑槽相配合，连接滑杆与仓体的侧壁固定连接。

进一步，所述的研磨仓包括第一仓室和第二仓室，第一仓室与第二仓室内部连通，第一研磨辊位于第一仓室的内部，第二研磨辊位于第二仓室的内部，第一研磨辊与第二研磨辊相贴合，第一研磨辊的顶端固定有第一研磨辊轴，第一研磨辊轴穿过第一仓室的顶壁，第一研磨辊轴与第一仓室转动连接，第一研磨辊轴的顶端固定有第一传动轮，第二研磨辊的顶端固定有第二研磨辊轴，第二研磨辊轴穿过第二仓室的顶壁，第二研磨辊轴与第二仓室转动连接，第二研磨辊轴的顶端固定有第二传动轮，第二传动轮与第一传动轮之间安装有传动带，第二传动轮的上端设有第二电机，第二电机的输出轴伸与第二传动轮固定连接，第二电机与隔板之间固定有固定杆。

进一步，所述的下料口、出料口、第一加料口、第二加料口的内部均设有阀门，连接杆的两端固定有连接头，一个连接头与u型杆的中心端转动连接，另一个连接头与凸型轴的中心端转动连接。

本发明的有益效果：本发明在制备一种美术用防水颜料的过程中制备了一种防水乳胶，该防水乳胶分子结构中存在分子内氢键，苯环上的羟基和羰基氧之间形成的分子内氢键构成一个螯合环，当颜料受到光照时，分子发生热振动，氢键破裂，螯合环打开，将光能转变成热能释放出，有效保护了颜料不因光照，发生光化学反应，且该防水乳胶类似与丙烯酸乳胶的高分子化合物，该防水乳胶分子在颜料干燥后，会在颜料表面形成一层防水膜，同时该防水乳胶含有卤素原子，使得防水乳胶分子的憎水性提高，进而增强了颜料的防水性，在美术用防水颜料制备过程中使用了颜料混合研磨装置，该装置在对原料进行混合研磨时为完全密闭的空间，有效的防止了外界对原料的污染，且搅拌叶片在搅拌的同时在搅拌仓的内部上下运动，使得搅拌叶片在搅拌原料时不会出现死角，提升了原料混合的效率，使得颜料混合分散更充分，进而提升了颜料产品的使用质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明美术用防水颜料及其加工工艺中颜料混合研磨装置的结构示意图；

图2为本发明美术用防水颜料及其加工工艺中颜料混合研磨装置的俯视图；

图3为图1中a的结构示意图；

图4为图1中b的结构示意图；

图5为研磨仓的俯视图。

图中：1、底座；11、支撑柱；12、伸缩杆；13、弹簧；14、连接滑杆；2、仓体；21、隔板；211、下料口；22、搅拌仓；23、集料仓；24、出料口；25、第一电机；251、搅拌轴；252、搅拌叶片；253、电机滑杆；254、u型杆；26、限位板；261、电机滑槽；27、研磨仓；271、筛板；272、第一仓室；273、第二仓室；274、第一研磨辊；2741、第一研磨辊轴；2742、第一传动轮；275、第二研磨辊；2751、第二研磨辊轴；2752、第二传动轮；276、传动带；28、第二电机；281、固定杆；3、第一加料仓；31、第一加料口；4、第二加料仓；41、第二加料口；5、连接板；51、方形通孔；52、第三电机；521、电机垫板；53、竖板；54、凸型轴；55、连接杆；551、连接头。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种美术用防水颜料，由如下重量份原料制成：颜料粉30份、防水乳胶10份、润湿剂2份、防腐剂3份、分散剂1份、增稠剂3份、滑石粉1.5份、高岭土粉1.5份、去离子水10份；

该美术用防水颜料由如下步骤制备：

步骤s1：分别将颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入烘干机中，在温度为80℃的条件下，进行烘干得到干燥的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s2：将步骤s1得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入研磨机中进行研磨，过100目筛网，得到研磨后的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s3：将步骤s2得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉和防水乳胶、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入颜料混合研磨装置中，在转速为1500r/min的条件下，进行混合30min，静置5h后，继续混合1小时，进行研磨过500目筛网，制得美术用防水颜料。

所述的防水乳胶由如下步骤制备：

a1：将十二烷基苯磺酸钠和去离子水加入搅拌釜中，在转速为1000r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌5min至十二烷基苯磺酸钠完全溶解后，降温至50℃，制得十二烷基苯磺酸钠溶液；

a2：将2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和乙醚加入回流反应釜中，在转速为1000r/min的条件下，搅拌至2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮完全溶解后，加入三氯化铝并通入一氯甲烷气体充满反应釜，在转速为300r/min，温度为40℃的条件下，进行回流反应1h，制得中间体a；

a3：将中间体a和乙醇加入反应釜中，在转速为1000r/min的条件下，搅拌至中间体a完全溶解后，加入液溴，在转速为300r/min的光照条件下，进行反应40min，制得中间体b，向反应釜中加入氢氧化钠溶液，在温度为70℃的条件下，进行反应1h，制得中间体c；

a4：将甲基丙烯酸、中间体c、氢氧化钠、去离子水、4-二甲氨基吡啶加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，进行反应6h，制得中间体d，将步骤a1制得的十二烷基苯磺酸钠溶液和中间体d加入搅拌釜中，通入氮气充满搅拌釜，在转速为200r/min的条件下，搅拌20min后，加入过硫酸铵，继续搅拌1h，制得防水乳胶。

实施例2

一种美术用防水颜料，由如下重量份原料制成：颜料粉45份、防水乳胶13份、润湿剂3.5份、防腐剂4份、分散剂2份、增稠剂4份、滑石粉2份、高岭土粉2份、去离子水11份；

该美术用防水颜料由如下步骤制备：

步骤s1：分别将颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入烘干机中，在温度为85℃的条件下，进行烘干得到干燥的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s2：将步骤s1得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入研磨机中进行研磨，过110目筛网，得到研磨后的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s3：将步骤s2得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉和防水乳胶、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入颜料混合研磨装置中，在转速为1750r/min的条件下，进行混合45min，静置6h后，继续混合1.2小时，进行研磨过550目筛网，制得美术用防水颜料。

实施例3

一种美术用防水颜料，由如下重量份原料制成：颜料粉60份、防水乳胶15份、润湿剂5份、防腐剂5份、分散剂3.5份、增稠剂5份、滑石粉3份、高岭土粉3份、去离子水12份；

该美术用防水颜料由如下步骤制备：

步骤s1：分别将颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入烘干机中，在温度为90℃的条件下，进行烘干得到干燥的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s2：将步骤s1得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉分别放入研磨机中进行研磨，过120目筛网，得到研磨后的颜料粉、滑石粉、高岭土粉；

步骤s3：将步骤s2得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉和防水乳胶、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入颜料混合研磨装置中，在转速为2000r/min的条件下，进行混合60min，静置8h后，继续混合1.5小时，进行研磨过600目筛网，制得美术用防水颜料。

对比例1

本对比例与实施例1相比未加入防水乳胶，其余制备方法同实施例1。

对比例2

本对比例为市场上常见的美术用颜料。

对实施例1-3和对比例1-2制备的颜料进行性能测试，测试结果如下表1所示；

耐水性：根据gb/t5211.5-1985对实施例1-3和对比例1-2制备的颜料进行耐水性检测；

耐光性：将实施例1-3和对比例1-2制备的颜料分别均匀涂布在600×450mm的画板上，将画板置于5000-10000lx的光照强度下放置100天，观察颜料颜色变化；

放干时间：将实施例1-3和对比例1-2制备的颜料分别均匀涂布在600×450mm的画板上，从涂布完毕开始计时至颜料完全干燥，记录干燥时间。

表1

由上表1可以看出实施例1-3制备的颜料的耐水性、耐光性均比对比例1-2好，且实施例1-3制备的颜料的放干时间比对比例1-2的时间短，因此本发明制备的防水颜料的耐水性和耐光性更好，且能有快速变干。

请参阅图1-5所示，上述实施例中使用的颜料混合研磨装置，包括底座1，底座1的上端设有仓体2，仓体2的内部固定有隔板21，隔板21将仓体2分隔成搅拌仓22和集料仓23，隔板21的中心处设有下料口211，集料仓23的底端设有出料口24，仓体2的外部顶端中心处固定有第一电机25，第一电机25的输出轴伸上固定有搅拌轴251，搅拌轴251穿过仓体2，搅拌轴251与仓体2的侧壁转动连接，搅拌轴251与仓体2的侧壁滑动连接，搅拌轴251上固定有若干搅拌叶片252，搅拌叶片252位于搅拌仓22内部，第一电机25的两侧固定有电机滑杆253，第一电机25的上端设有u型杆254，u型杆254的端头与电机滑杆253固定连接，第一电机25的两侧还设有限位板26，限位板26靠近第一电机25的侧壁上开有电机滑槽261，电机滑杆253与电机滑槽261相配合，集料仓23的内部设有研磨仓27，研磨仓27顶端中心处与下料口211底端固定连接，研磨仓27与下料口211内部连通，研磨仓27的底端设有筛板271，研磨仓27的内部设有第一研磨辊274和第二研磨辊275，仓体2的外部两侧顶端分别设有第一加料仓3和第二加料仓4，第一加料仓3靠近仓体2的一侧底端设有第一加料口31，第一加料口31的底端与仓体2固定连接，第一加料口31与仓体2内部连通，第二加料仓4靠近仓体2的一侧底端设有第二加料口41，第二加料口41的底端与仓体2固定连接，第二加料口41与仓体2内部连通，第一加料仓3和第二加料仓4之间固定有连接板5，连接板5的中心处开有方形通孔51，方形通孔51的两侧设有第三电机52和竖板53，第三电机52和连接板5之间固定有电机垫板521，竖板53与连接板5固定连接，第三电机52的输出轴伸上固定有凸型轴54，凸型轴54的端头与竖板53转动连接，凸型轴54与u型杆254之间安装有连接杆55。

所述的底座1上表面固定有四个均匀分布的支撑柱11，支撑柱11的内部设有伸缩杆12，伸缩杆12的顶端固定有连接滑杆14，伸缩杆12上套接有弹簧13，弹簧13的一端与支撑柱11的内壁固定连接，弹簧13的另一端与第一连接滑杆14固定连接，支撑柱11的侧壁上开有滑槽，连接滑杆14与滑槽相配合，连接滑杆14与仓体2的侧壁固定连接。

所述的研磨仓27包括第一仓室272和第二仓室273，第一仓室272与第二仓室273内部连通，第一研磨辊274位于第一仓室272的内部，第二研磨辊275位于第二仓室273的内部，第一研磨辊274与第二研磨辊275相贴合，第一研磨辊274的顶端固定有第一研磨辊轴2741，第一研磨辊轴2741穿过第一仓室272的顶壁，第一研磨辊轴2741与第一仓室272转动连接，第一研磨辊轴2741的顶端固定有第一传动轮2742，第二研磨辊275的顶端固定有第二研磨辊轴2751，第二研磨辊轴2751穿过第二仓室273的顶壁，第二研磨辊轴2751与第二仓室273转动连接，第二研磨辊轴2751的顶端固定有第二传动轮2752，第二传动轮2752与第一传动轮2742之间安装有传动带276，第二传动轮2752的上端设有第二电机28，第二电机28的输出轴伸与第二传动轮2752固定连接，第二电机28与隔板21之间固定有固定杆281。

所述的下料口211、出料口24、第一加料口31、第二加料口41的内部均设有阀门，连接杆55的两端固定有连接头551，一个连接头551与u型杆254的中心端转动连接，另一个连接头551与凸型轴54的中心端转动连接。

本发明中颜料混合研磨装置的工作过程及原理：将步骤s2得到的颜料粉、滑石粉、高岭土粉加入第一加料仓3中，将防水乳胶、润湿剂、防腐剂、分散剂、增稠剂、去离子水加入第二加料仓4中，开启第一加料口31和第二加料口41内部的阀门，开启第一电机25和第三电机52，第一电机25带动搅拌轴251转动，搅拌轴251带动搅拌叶片252进行搅拌，第三电机52带动凸型轴54，凸型轴54带动连接杆55上下运动，连接杆55带动u型杆254上下运动，u型杆254带动第三电机52上下运动，搅拌叶片252在搅拌的同时在搅拌仓22的内部上下运动，使得搅拌叶片252在搅拌原料时不会出现死角，提升了原料混合的效率，混合完毕后开启第二电机28，第二电机28带动第二传动轮2752转动，第二传动轮2752带动第二研磨辊轴2751和第一传动轮2742转动，第二研磨辊轴2751带动第二研磨辊275转动，第一传动轮2742带动第一研磨辊轴2741转动，第一研磨辊轴2741带动第一研磨辊274转动，对混合物进行研磨，经过筛板271筛选，合格的颜料进入集料仓23由出料口24收集。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。