專利名稱：纖維和涂料著色用超微色漿及制備方法
技術領域：
本發明涉及纖維和涂料著色用超微色漿及其制備方法，屬于精細化工中顏料的加工使用領域。
背景技術：
色漿的應用范圍很廣泛，可以作為著色劑應用于纖維(包括粘膠纖維、滌綸、腈綸等)、油漆、涂料等產品中。
在上述纖維中，以粘膠纖維為例說明超微色漿的應用。粘膠纖維是以天然纖維素為原料生產出的一種人造纖維，它具有手感柔軟、吸濕透氣、染色鮮艷、滑爽、垂懸性好、抗靜電等優點，是天然纖維---棉花和蠶絲的最佳代用品。然而近些年來，受合成纖維的沖擊和環保壓力的雙重影響，粘膠纖維的生存與發展受到了嚴重的威脅，迫切需要開發新工藝、增加新品種來促進粘膠纖維行業的發展。
粘膠纖維傳統的著色方法是后染法，這種方法受多種條件影響，容易出現浮色、內外色差、色牢度差、耐氣候性不好等問題，最為嚴重的是，染色法會產生大量的廢水，對環境會造成嚴重污染，污水治理費用巨大，因此，粘膠纖維的原漿著色技術受到了足夠的重視，取得巨大進展。原漿著色就是利用顏料色漿對粘膠纖維的原漿進行著色，然后抽絲，一次性制得有色纖維，這樣就省去了后染色的步驟，既降低了著色成本，又避免的污水的產生，一舉兩得。另外，由于顏料的化學穩定性、耐氣候性和色澤鮮艷度均優于染料，所以原漿著色法生產粘膠纖維比染色法更具有優勢。除粘膠纖維外，滌綸、腈綸等也具有相同的問題。
另外，當前纖維的發展趨勢是超細化、差別化和功能化。隨著纖維纖度的下降，纖維的直徑已從幾十微米下降到十幾甚至幾微米。這樣，就對原漿著色法有越來越高的要求，以雜質狀態存在的顏料粒子的粒徑，必須達到亞微米甚至納米尺度才不會對纖維的力學性能產生明顯的影響。這樣細度的顏料，其團聚力十分巨大，用常規方法是無法生產出這樣細度的色漿的。
在涂料領域，也面臨這同樣的問題。隨著人們生活水平的提高，人們對于各種涂料的質量要求也日益提高。如用于室內裝飾用的涂料，除了越來越高的環保要求外，還有色彩種類、特別是質量的提高。這些都對色漿的粒度和色漿內部顆粒的單分散性提出更高的要求。
而目前國內色漿的生產都是采用高攪、砂磨、球磨等分散手段，所制得的色漿顏料顆粒粗，一般粒徑都在微米以上，顏料的粒度分布也不均勻，只能用在一些低中端產品上。在高端產品如細旦纖維和高級涂料用的所需要的超細色漿方面，則很少有人涉及。
本發明的目的就是適應這種客觀的社會需要，利用先進的超微細化分散技術，開發出應用于纖維和涂料著色用的超微色漿，以滿足社會的需求。

發明內容
本發明提供了一種實用的超微色漿的加工方法，并確定出這種色漿的工業化生產的配方和工藝條件。
本發明根據不同纖維和涂料的生產特點，色漿選用不同顏料作為著色劑，以水為分散介質，表面活性劑為助分散劑。其組分包括選用不同顏料作為著色劑含量為5-45份，水54.8-94.8份，表面活性劑0.2-3份。
為了使顏料的粒徑達到細旦、超細旦纖維以及高檔涂料的要求，色漿的加工方法采用傳統的加工手段與高壓液流超微分散手段相結合。其制法為將顏料、水、表面活性劑經過研磨和攪拌，利用50-250MPa的高壓下產生的超音速和接近超音速的液流對其進行破碎，分散后制成。
本發明的優點與效果是，用該方法所生產出的色漿粒度小，可控在50-1000納米之間，粒度分布窄，顆粒均勻，單分散性好，色澤鮮艷，著色力高，不易褪色，漿料穩定性，使用方便，工藝簡短，生產效率高，可以進行工業化生產，可以滿足各種規格纖維的原漿和涂料著色之用。
具體實施例方式實施例一選用15％(重量)的14號黃顏料、1％(重量)的陽離子表面活性劑，84％(重量)的去離子水，加入高速攪拌器中，分散30分鐘，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法細化分散兩遍，分散壓力為80MPa，分散方式為剪切式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
實施例二選用20％(重量)的色素碳黑、2％(重量)的陽離子表面活性劑+非離子表面活性劑，78％(重量)的去離子水，加入球磨機中，分散20小時，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法分散兩遍，分散壓力為100MPa，分散方式為剪切式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
實施例三選用20％(重量)的色素碳黑、2％(重量)的陽離子表面活性劑+非離子表面活性劑，78％(重量)的去離子水，簡單攪拌后，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法破碎分散兩遍，分散壓力為150MPa，分散方式為碰撞式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
實施例四選用20％(重量)的酞菁藍153、2％(重量)的陽離子表面活性劑+非離子表面活性劑，78％(重量)的去離子水，加入砂磨機中，研磨分散兩次后，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法分散兩遍，分散壓力為100MPa，分散方式為剪切式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
實施例五選用20％(重量)的酞菁藍153、2％(重量)的陽離子表面活性劑+非離子表面活性劑，78％(重量)的去離子水，用高速攪拌分散30分鐘，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法分散兩遍，分散壓力為150MPa，分散方式為碰撞式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
實施例五選用15％(重量)的BRN紅顏料、1％(重量)的陽離子表面活性劑，84％(重量)的去離子水，用高速攪拌分散30分鐘，用100目篩網過濾，調節PH＝9，用高壓液流超微方法分散兩遍，分散壓力為150MPa，分散方式為碰撞式。再經325目過濾，即得到成品色漿。
用上述實施例所生產的色漿，經測定色牢度在7級以上(14號黃除外)，粒徑在100-1000納米之間，存放6個月無絮凝，無返粗，不分層，底部少量沉淀經攪拌即可恢復初始狀態，對色漿整體性質無明顯影響。所得色漿經某化纖集團試用，完全滿足纖維的紡絲和后加工的條件，可以進行工業化推廣。所得色漿經某建筑企業試用，完全滿足在裝飾領域的應用，可以進行工業化推廣。
權利要求
1.一種用于纖維和涂料著色的超微色漿及其制備方法，其特征在于(1)超微色漿選用著色劑顏料、水、溶劑和表面活性劑；著色劑顏料為碳黑、紅、黃、蘭、綠等顏色的有機或無機顏料中的一種或者為其混合物，其組分為5-45份；水可以是一般的自來水，也可以是經過過濾處理的純凈水、蒸餾水或去離子水及其混合物，其組分為54.8-94.8份；表面活性劑為陰離子、陽離子和非離子表面活性劑中的一種或數種的混合物，其組分為0.2-3份；(2)制備方法可以分為粗色漿的制備和高壓超微細化分散兩個步驟制成，步驟一為粗色漿的制備，可以是球磨、砂磨、高速攪拌分散等方法中的一種或幾種的組合；在步驟一的基礎上，采用超高壓液流沖擊所產生的巨大剪切力，使液流中的顏料破碎規整為均勻的顆粒，同時或或者利用超高壓產生的超音速或接近超音速的高速液流與固定的靶或者液流之間碰撞，從而達到顏料顆粒細化分散成均勻穩定的漿料；(3)制備方法也可以采用高壓超微細化分散方法直接制成。
2.根據權利要求1所述的色漿，其特征在于，經過超微處理后的色漿的粒徑為50-1000納米。
3.根據權利要求1所述的色漿，其特征在于，經過超微處理后的色漿的粒徑為150-800納米。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中的高壓或超高壓的壓力范圍可以是50-250MPa。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中的高壓或超高壓的壓力范圍可以是50-120MPa。
6.根據權利要求1所述的應用領域，其纖維可以是5旦以上的普通纖維，也可以是細旦或超細旦纖維。
7.根據權利要求1所述的應用領域，其纖維可以是粘膠纖維，也可以是滌綸或腈綸纖維。
8.根據權利要求1所述的應用領域，其涂料，可以是水性涂料，也可以是非水性涂料。
全文摘要
本發明涉及纖維和涂料著色用超微色漿及其制備方法，屬于精細化工中顏料的加工使用領域。本發明提供了一種實用的超微色漿的加工方法，并確定出這種色漿的工業化生產的配方和工藝條件，其組分包括選用不同顏料作為著色劑含量為5－45份，水54.8－94.8份，表面活性劑0.2－3份。其制法為將顏料、水、表面活性劑經過研磨和攪拌，利用50－250MPa的高壓下產生的超音速和接近超音速的液流對其進行破碎，分散后制成。本發明的特點是所生產的色漿的顏料粒度小，可控制備，一般在50－1000納米范圍內；顆粒均勻；單分散性好。可以應用于各種規格纖維的原漿和涂料著色。
文檔編號D01F1/10GK1493624SQ0214605
公開日2004年5月5日 申請日期2002年10月28日 優先權日2002年10月28日
發明者馬孟周, 米鶴都, 陳海龍 申請人:北京華京五方實用納米科技開發有限公司, 北京華京五方實用納米科技開發有限公