一种有色金属颜料的制备方法与流程

1.本发明涉及颜料制备方法技术领域，特别是一种有色金属颜料的制备方法。


背景技术：

2.金属光泽颜料具明亮的金属光泽和颜色，因此被用于装饰性颜料，应用于汽车、油墨、纺织、彩妆、塑料、陶瓷等领域。现有的带有光泽的颜料主要采用云母材料，但光泽度一般。
3.在金属上包覆着色颜料可以获得具有金属光泽且色彩鲜艳的颜料。采用片状铝粉、锌粉或其合金为基材，不仅色彩鲜艳，而且具有良好的金属光泽。成份简单可控，无毒副作用。但金属粉难以着色，利用高分子聚合反应对金属粉包裹反应条件复杂，操作繁琐，且难以保证高分子和金属的结合，包裹后颜料的色泽和光泽程度。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种有色金属颜料的制备方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：
6.1)将金属粉分散于亲水性溶剂中，加入硅烷偶联剂，用三乙醇调节ph值，在温度40～80℃中搅拌1～8h，过滤，用亲水性溶剂清洗1～2次；
7.2)加入亲水性溶剂、聚丙烯酸、有机酸，在40～80℃中搅拌1～8h，得到包覆聚丙烯酸的金属粉；
8.3)将着色剂加入溶剂油与胺反应，加入包覆聚丙烯酸的金属粉，在40～80℃加热搅拌1～8h，得有色金属粉；
9.4)将有色金属粉包覆保护层处理，用亲水性溶剂清洗1～2次，在160～200℃下进行热处理1～4h，得到有色金属颜料。
10.作为本发明的进一步改进：所述步骤1)中金属粉采用铝粉或锌粉或其合金粉。
11.作为本发明的进一步改进：所述步骤1)中所述硅烷偶联剂选用乙烯基、氨基、环氧基、巯基硅烷偶联剂或钛烷偶联剂中一种或多种。
12.作为本发明的进一步改进：所述步骤1)中三乙醇调节ph值至8-10。
13.作为本发明的进一步改进：所述步骤2)中有机酸为乙二酸、柠檬酸、酒石酸、丁烷四羧中一种或多种。
14.作为本发明的进一步改进：所述步骤3)中着色剂为偶氮类颜料、酞菁类颜料、as色酚类颜料、苯并咪唑酮类颜料、苝系列和芘酮类颜料、异吲哚啉酮系颜料、喹酞酮类颜料中至少一种。
15.作为本发明的进一步改进：所述步骤3)中溶剂油为二甲苯或乙酸乙酯中的一种。
16.作为本发明的进一步改进：所述步骤3)中胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨
水、乙二胺、叔丁胺、正丁胺中一种或两种。
17.作为本发明的进一步改进：所述步骤4)中包覆保护层处理包括以下步骤：将有色金属粉加入乙醇中，缓慢加入配制好的a、b溶液，40-60℃加热搅拌8-16h，过滤；a溶液为正硅酸乙酯的乙醇溶液，b溶液为水、有机胺和乙醇的复配溶液。作为本发明的进一步改进：包括以下制备步骤：
18.(1)称取30g al粉加入三颈烧瓶中，称取异丙醇200g分散铝粉，用三乙醇胺调节ph值8-10，缓慢加入12g乙烯基三乙氧基硅烷，50℃加热搅拌5h，反应结束后过滤，用醇清洗1～2次，得第一步产物；
19.(2)将第一步产物加入至含200g异丙醇的三颈烧瓶中，缓慢加入混合溶液：18.0g聚丙烯酸、2.0g丁烷四羧酸及适量的异丙醇；80℃加热搅拌6h，采用旋转蒸发仪将溶剂蒸发，得包覆聚丙烯酸的铝粉，在160℃加热30min，得第二步产物；
20.(3)将12g酞青蓝加入含200g溶剂油的三颈烧瓶中，缓慢加入2g乙二胺和6g正丁胺，在80℃下搅拌4h,再加入第二步产物，继续搅拌12h，过滤，将过滤后的粉末在200℃下烘4h,得第三步产物；
21.(4)配置a溶液：取10.0g正硅酸四乙酯，加入到40.0g异丙醇中，搅拌均匀；配置b溶液：取3.0g一水合乙二胺加入25.0g异丙醇中，加入75.0g水，搅拌均匀；
22.(5)将第三步产物加入含200g异丙醇的三颈烧瓶中，加热到40℃，在搅拌下同时滴加a溶液和b溶液，滴加完a、b溶液后40℃下继续搅拌12h后过滤，200℃下烘1.5h，得有色金属颜料。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1)包覆的高分子聚合物无色透明，采用聚丙烯酸为原料，加入一定量的酸，过程不发生聚合反应，仅产生缩合脱水反应。表面膜层薄，不影响金属粉的光泽；
25.2)包覆的高分子聚合物不需要进行聚合反应，简单易控；
26.3)金属粉引入羧基，有机着色剂引入胺基，使着色剂能够紧密包覆在金属粉表面；
27.4)正硅酸乙酯水解在表面形成sio2保护层，防止着色剂脱附。
附图说明
28.为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式中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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明有色金属颜料的制备原理图；
30.图2为对比例及本发明制备所得的有色金属颜料在显微镜下示意图；
31.图3为本发明有色金属颜料的结构示意图
32.图4为对比例颜料的sem图；
33.图5为本发明有色金属颜料的sem图。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：
36.一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：
37.1)将金属粉分散于亲水性溶剂中，加入硅烷偶联剂，用三乙醇调节ph值，在温度40～80℃中搅拌1～8h，过滤，用亲水性溶剂清洗1～2次；
38.2)加入亲水性溶剂、聚丙烯酸、有机酸，在40～80℃中搅拌1～8h，得到包覆聚丙烯酸的金属粉；
39.3)将着色剂加入溶剂油与胺反应，加入包覆聚丙烯酸的金属粉，在40～80℃加热搅拌1～8h，得有色金属粉；
40.4)将有色金属粉包覆保护层处理，用亲水性溶剂清洗1～2次，在160～200℃下进行热处理1～4h，得到有色金属颜料。
41.作为本发明的一种实施例，所述步骤1)中金属粉采用片状铝粉或锌粉或其合金粉；所述硅烷偶联剂选用乙烯基、氨基、环氧基、巯基硅烷偶联剂或钛烷偶联剂中一种或多种；三乙醇调节ph值至8-10。
42.作为本发明的一种实施例，所述步骤2)中有机酸为乙二酸、柠檬酸、酒石酸、丁烷四羧中一种或多种。
43.作为本发明的一种实施例，所述步骤3)中着色剂为偶氮类颜料、酞菁类颜料、as色酚类颜料、苯并咪唑酮类颜料、苝系列和芘酮类颜料、异吲哚啉酮系颜料、喹酞酮类颜料中至少一种；所述溶剂油为二甲苯或乙酸乙酯中的一种；所述胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、乙二胺、叔丁胺、正丁胺中一种或两种。
44.作为本发明的一种实施例，所述步骤4)中包覆保护层处理包括以下步骤：将有色金属粉加入乙醇中，缓慢加入配制好的a、b溶液，40-60℃加热搅拌8-16h，过滤；a溶液为正硅酸乙酯的乙醇溶液，b溶液为水、有机胺和乙醇的复配溶液。
45.如图3所示，本发明的有色金属颜料的结构包括保护层1、着色层2、聚合物层3和金属层4。
46.实施案例一：
47.一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：
48.1)称取30g al粉加入三颈烧瓶中；
49.2)称取异丙醇200g分散铝粉，用三乙醇胺调节ph值8-10，缓慢加入12g乙烯基三乙氧基硅烷；
50.3)50℃加热搅拌5h，反应结束后过滤，用醇清洗1～2次，得第一步产物；
51.4)将第一步产物加入至含200g异丙醇的三颈烧瓶中，缓慢加入混合溶液：18.0g聚丙烯酸、2.0g丁烷四羧酸及适量的异丙醇；
52.5)80℃加热搅拌6h，采用旋转蒸发仪将溶剂蒸发，得包覆聚丙烯酸的铝粉；
53.6)热处理：160℃，加热30min；
54.7)将12g酞青蓝加入含200g溶剂油的三颈烧瓶中，缓慢加入2g乙二胺和6g正丁胺；
55.8)在80℃下搅拌4h,再加入将上述第二步产物，继续搅拌12h；
56.9)过滤，将过滤后的粉末在200℃下烘4h,得蓝色粉末；
57.10)配置a溶液：取10.0g正硅酸四乙酯，加入到40.0g异丙醇中，搅拌均匀；
58.11)配置b溶液：取3.0g一水合乙二胺加入25.0g异丙醇中，加入75.0g水，搅拌均匀；
59.12)将上述第三步产物加入含200g异丙醇的三颈烧瓶中，加热到40℃，在搅拌下同时滴加a溶液和b溶液；
60.13)滴加完a、b溶液后40℃下继续搅拌12h后过滤，200℃下烘1.5h，得蓝色金属颜料。
61.其中步骤1)中al粉为60μ片状铝粉。
62.如图1所示为本发明有色金属颜料的制备原理图，在铝表面形成一层含有羧基的包覆层，以硅烷偶联剂作为“桥梁”，一端与铝粉结合，一端与含羧基的聚合物树脂结合，同时引入羧基，提高粉末的表面活性，将着色剂与胺反应，引入胺基，再将两者进行反应，羧基与胺基反应活性大，使着色剂包覆在铝粉表面，最后再包覆一层保护层，防止着色剂脱附。
63.实施案例二：
64.一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：
65.步骤7)将12g颜料红202加入含200g溶剂油的三颈烧瓶中，缓慢加入2g乙二胺和6g正丁胺；
66.其余操作步骤如实施案例一；
67.得红色金属颜料。
68.实施案例三：
69.一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：
70.1)称取15g 45μ片状锌粉加入三颈烧瓶中；
71.其余操作步骤如实施案例一；
72.得蓝色金属颜料。
73.如图2所示，对比例中未使用聚丙烯，加入着色剂与金属粉包覆颜料上色情况如图中左上角所示，本发明制备所得的有色金属颜料如右下角所示，图2为对比例及本发明制备所得的有色金属颜料在显微镜下示意图，又观察所得，对比例的颜料并未上色，发明制备所得的有色金属颜料使用聚丙烯后上色效果良好。
74.本发明的主要功能：包覆的高分子聚合物无色透明，采用聚丙烯酸为原料，加入一定量的酸，过程不发生聚合反应，仅产生缩合脱水反应，表面膜层薄，大约120nm左右，不影响金属粉的光泽；包覆的高分子聚合物不需要进行聚合反应，简单易控；金属粉引入羧基，有机着色剂引入胺基，使着色剂能够紧密包覆在金属粉表面；正硅酸乙酯水解在表面形成sio2保护层，防止着色剂脱附。
75.综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

技术特征：
1.一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：1)将金属粉分散于亲水性溶剂中，加入硅烷偶联剂，用三乙醇调节ph值，在温度40～80℃中搅拌1～8h，过滤，用亲水性溶剂清洗1～2次；2)加入亲水性溶剂、聚丙烯酸、有机酸，在40～80℃中搅拌1～8h，得到包覆聚丙烯酸的金属粉；3)将着色剂加入溶剂油与胺反应，加入包覆聚丙烯酸的金属粉，在40～80℃加热搅拌1～8h，得有色金属粉；4)将有色金属粉包覆保护层处理，用亲水性溶剂清洗1～2次，在160～200℃下进行热处理1～4h，得到有色金属颜料。2.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中金属粉采用铝粉或锌粉或其合金。3.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述硅烷偶联剂选用乙烯基、氨基、环氧基、巯基硅烷偶联剂或钛烷偶联剂中一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中三乙醇调节ph值至8-10。5.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中有机酸为乙二酸、柠檬酸、酒石酸、丁烷四羧中一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中着色剂为偶氮类颜料、酞菁类颜料、as色酚类颜料、苯并咪唑酮类颜料、苝系列和芘酮类颜料、异吲哚啉酮系颜料、喹酞酮类颜料中至少一种。7.根据权利要求6所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中溶剂油为二甲苯或乙酸乙酯中的一种。8.根据权利要求7所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水、乙二胺、叔丁胺、正丁胺中一种或两种。9.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中包覆保护层处理包括以下步骤：将有色金属粉加入乙醇中，缓慢加入配制好的a、b溶液，40-60℃加热搅拌8-16h，过滤；a溶液为正硅酸乙酯的乙醇溶液，b溶液为水、有机胺和乙醇的复配溶液。10.根据权利要求1所述的一种有色金属颜料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)称取30g铝粉加入三颈烧瓶中，称取异丙醇200g分散铝粉，用三乙醇胺调节ph值8-10，缓慢加入12g乙烯基三乙氧基硅烷，50℃加热搅拌5h，反应结束后过滤，用醇清洗1～2次，得第一步产物；(2)将第一步产物加入至含200g异丙醇的三颈烧瓶中，缓慢加入混合溶液：18.0g聚丙烯酸、2.0g丁烷四羧酸及适量的异丙醇；80℃加热搅拌6h，采用旋转蒸发仪将溶剂蒸发，得包覆聚丙烯酸的铝粉，在160℃加热30min，得第二步产物；(3)将12g酞青蓝加入含200g溶剂油的三颈烧瓶中，缓慢加入2g乙二胺和6g正丁胺，在80℃下搅拌4h,再加入第二步产物，继续搅拌12h，过滤，将过滤后的粉末在200℃下烘4h,得第三步产物；
(4)配置a溶液：取10.0g正硅酸四乙酯，加入到40.0g异丙醇中，搅拌均匀；配置b溶液：取3.0g一水合乙二胺加入25.0g异丙醇中，加入75.0g水，搅拌均匀；(5)将第三步产物加入含200g异丙醇的三颈烧瓶中，加热到40℃，在搅拌下同时滴加a溶液和b溶液，滴加完a、b溶液后40℃下继续搅拌12h后过滤，200℃下烘1.5h，得有色金属颜料。

技术总结
一种有色金属颜料的制备方法，包括以下制备步骤：将金属粉分散于亲水性溶剂中，加入硅烷偶联剂，调节pH值；加入亲水性溶剂、聚丙烯酸、有机酸，得到包覆聚丙烯酸的金属粉；将着色剂加入溶剂油与胺反应，加入包覆聚丙烯酸的金属粉，得有色金属粉；将有色金属粉包覆保护层处理，得到有色金属颜料。包覆的高分子聚合物无色透明，采用聚丙烯酸为原料，加入一定量的酸，过程不发生聚合反应，仅产生缩合脱水反应，表面膜层薄，大约120nm左右，不影响金属粉的光泽；包覆的高分子聚合物不需要进行聚合反应，简单易控；金属粉引入羧基，有机着色剂引入胺基，使着色剂能够紧密包覆在金属粉表面；正硅酸乙酯水解在表面形成保护层，防止着色剂脱附。附。附。


技术研发人员：翁应全 林杰生 刘挺
受保护的技术使用者：汕头市龙骅材料技术有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/20