一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法

摘要

一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，属于精细化工合成技术领域。它以2‑氨基‑4‑氯‑5‑甲基苯磺酸铵盐为原料，在酸性、低温条件下经重氮化反应，与1‑（3’‑磺酸苯基）‑3‑甲基‑5‑吡唑啉酮进行偶合反应，再进行包覆剂处理，合成的食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法。本发明通过采用2B酸铵盐合成PY191:1，不添加任何色淀盐及非食品级助剂，可以得到较为纯正的晶型，使产品完全符合行业安全标准，可广泛应用于食品包装塑胶着色。

权利要求

1.一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于包括如下步骤：

1）酸性条件下，在5℃～10℃温度下2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与亚硝酸钠发生重氮化反应搅拌1小时后得到重氮化乳液；

2）向偶合反应釜中加水、氨水与1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液，2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮的投料重量比为100:110～150；

3）偶合反应：在步骤2）的偶合反应釜中加入表面活性剂后，在50-60℃温度下将步骤1）所得重氮化乳液加到偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用稀氨水维持pH在6.0-6.5之间，反应结束后搅拌0.5小时，所述的表面活性剂是HLB值=12-16的非离子型脂肪醇与环氧乙烷缩合物，2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与步骤2）和步骤3）中的氨水总重量的投料重量比为100:80～160；

4）颜料化处理：将包覆剂水溶液加入到步骤3）的偶合反应釜中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，再降温至55-65℃，过滤，滤饼在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1，所述的包覆剂为超分散剂CH系列。

2.根据权利要求1所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的表面活性剂为O-15、O-9、MOA-4、MOA-9中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与表面活性剂的投料重量比为100:5～10。

4.根据权利要求1所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与包覆剂的投料重量比为

100:2～10。

5.根据权利要求1所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于步骤3）中的稀氨水浓度为8%。

6.根据权利要求1所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于步骤4）中所述的包覆剂包括CH-7、CH-7A、CH-M8、CH-2C。

说明书

一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业

化生产方法

技术领域

[0001] 本发明属于精细化工合成技术领域，具体涉及一种以2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐为原料，在酸性、低温条件下经重氮化反应，与1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮进行偶合反应，再进行包覆剂处理，合成的食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法。

背景技术

[0002] 2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐（简称2B酸铵盐）是一种重要的有机颜料中间体。其作为重氮组分合成的 C.I.P.Y.191 (颜料黄191)色粉呈红光黄色，是一款单偶氮色淀类、红光黄颜料，属于吡唑酮类颜料，由于其无联苯胺可作为P.Y.83的代用品，由于其优异的耐热性和耐候性能， 在1/3标准深度的高密度聚乙烯（HDPE）着色过程中，其热稳定性可达300℃，而且不发生尺寸变化，耐光牢度达7～8级，适用于要求在较高的温度下加工的塑料（如工程塑料ABS、HDPE等）着色。可广泛应用于PP，PE，PVC，RPVC（硬质聚氯乙烯），PS，ABS等塑料中着色。塑胶吹塑、注塑、电线厂、板材、家电外壳、化纤、工程塑胶原料、抽粒料、染色、涂料厂、皮革厂、硅橡胶、氟塑材料等领域。

[0003] 但是由于目前随着中国国内“食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准（GB9685-2008）”实施，安环环保是食品塑料包装的重要指标，为防止食品污染、变质，不仅要求食品包装外形美观、实用性强，更重要的是要提高质量，以确保食品安全，这无疑对食品塑料包装制品提出了更高的要求。普通钙盐色淀颜料PY191不能满足在中国销售的食品包装接触的塑胶制品着色要求；而铵盐沉淀的颜料黄PY191:1是GB9685-2008中指定可以使用的食品包装塑料着色剂。

[0004] 传统红光黄色淀颜料191的工业化生产方法是：将2B酸/2B酸钠盐（铵盐）化清后，在低温下与盐酸酸析成盐，加入亚硝酸钠水溶液重氮化，其重氮盐与偶合组分3SPMP在弱酸性介质中进行偶合反应，再与氯化钙作用，转变成钙盐色淀，热处理、过滤，水洗，干燥。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法。它通过特殊的配方设计，一改传统色淀黄颜料PY191的合成方式，选择2B酸铵盐合成PY191:1，不添加任何色淀盐及非食品级助剂，可以得到较为纯正的晶型，使产品完全符合行业安全标准：中国GB9685-2008（针对食品包装物品着色标准），可广泛应用于食品包装塑胶着色。

[0006] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于包括如下步骤：

[0007] 1）酸性条件下，在5℃～10℃温度下2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与亚硝酸钠发生重氮化反应搅拌1小时后得到重氮化乳液；

[0008] 2）向偶合反应釜中加水、氨水与1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液；

[0009] 3）偶合反应：在步骤2）的偶合反应釜中加入表面活性剂后，在50-60℃温度下将步骤1）所得重氮化乳液加到偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用稀氨水维持pH在6.0-6.5之间，反应结束后搅拌0.5小时；

[0010] 4）颜料化处理：将包覆剂水溶液加入到步骤3）的偶合反应釜中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，再降温至55-65℃，过滤，滤饼在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1。

[0011] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮的投料重量比为100:110～150。

[0012] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1工业化生产方法，其特征在于步骤3）中所述的表面活性剂是HLB值=12-16的非离子型脂肪醇与环氧乙烷缩合物。

[0013] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的表面活性剂为O-15、O-9、MOA-4、MOA-9中的任意一种。

[0014] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与表面活性剂的投料重量比为100:5～10。

[0015] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于步骤4）中所述的包覆剂为超分散剂CH系列，包括CH-7、CH-7A、CH-M8、CH-2C，本发明所用的超分散剂CH系列都由上海三正高分子材料公司提供。

[0016] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于所述的2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与包覆剂的投料重量比为100:2～10。

[0017] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐与步骤2）和步骤3）中的氨水总重量的投料重量比为100:80～160。

[0018] 所述的一种食品塑料包装用安全环保型红光黄颜料PY191:1的工业化生产方法，其特征在于步骤3）中的稀氨水浓度为8%。

[0019] 本发明合成的红光黄颜料PY191:1，其反应方程式如下：

[0020]

[0021] 通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0022] 1）本发明通过本发明限定的配方设计，选择2B酸铵盐合成PY191:1，不引入任何碱金属或碱土金属，颜料大分子以铵盐形式沉淀下来，能得到较为纯正的晶型，使产品完全符合行业安全标准：中国GB9685-2008（针对食品包装物品着色标准），可广泛应用于食品包装塑胶着色；

[0023] 2）本发明偶合反应时添加了限定量的表面活性剂处理，有利于降低颜料结晶表面的极性，从而降低颜料的亲水性，颜料结晶颗粒更细小，偶合后用超分散剂对颜料进行表面包覆，可以很好的改善料块分散性，并使其良好的分散稳定性；

[0024] 3）本发明在合成工艺过程中，通过严格控制对流偶合pH值范围，使反应发生在较窄的pH值区间内，提高反应效率，增强分子结构致密性，从而得到的颗粒大小更加均匀、粒径分布更为集中，使得产品应用性能得到大大的提高，具有高耐热性能、优异的耐候性能等特点；

[0025] 4）本发明在生产中采用带式烘干工艺，快速烘干，减少聚集，使得产品具有良好的耐溶剂性、耐迁移性、分散性和耐加工性，其关键性能指标已经达到甚至超越进口产品标准，可以替代进口产品，为企业降低成本，提高产品竞争力。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但实施例不限制本发明的保护范围。

[0027] 实施例1：

[0028] 1）将200Kg 2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐加入反应釜，加1700Kg水，升温至40～45℃，搅拌反应15分钟后，5～10分钟内加入270Kg浓盐酸，搅拌反应30min以上；然后在5～10℃下缓慢加入30%亚硝酸钠水溶液400Kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液；

[0029] 2）向反应釜中加入1400Kg水，170Kg氨水与220Kg 1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液；

[0030] 3）在偶合反应釜中加入12Kg MOA-4在50-60℃温度下将重氮液注入该偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用8%稀氨水800Kg维持pH=6.0-6.5，反应结束后搅拌0.5小时；再将5Kg CH-8M（由上海三正高分子材料公司提供，以下实施例的超分散剂也由该公司提供）加300Kg水与5Kg冰醋酸升温溶清后，加到该反应液中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，降温、压滤、水洗，在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1，产量：459Kg，产率：102.68%，颜料外观鲜亮、料块松软，易研磨分散。颜料应用性能：耐热300℃，耐迁移性能达到5级，客户检测PP介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为99.993%，PVC介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为97.506%，且表征有机颜料分散性指标的过滤压力值FPV检测为8.799，标准Ciba HRPA的过滤压力值检测为9.554，显示其分散性比标准好。

[0031] 上述实施例中，所述的表面活性剂用O-15、O-9、MOA-4代替MOA-9；所述的包覆剂用CH-7、CH-7A或CH-2C代替CH-M8，均能取得同样的技术效果。

[0032] 实施例2

[0033] 1）将200Kg 2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐加入反应釜，加1700Kg水，升温至40～45℃，搅拌反应15分钟后，5～10分钟内加入270Kg浓盐酸，搅拌反应30min以上；然后在5～10℃下缓慢加入30%亚硝酸钠水溶液400Kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液；

[0034] 2）向反应釜中加入1500Kg水，180Kg氨水与230Kg 1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液；

[0035] 3）在偶合反应釜中加入15Kg MOA-9后，在50-60℃温度下将重氮液注入该偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用8%稀氨水700Kg维持pH=6.0-6.5，反应结束后搅拌0.5小时；再将7Kg CH-7A加400Kg水与7Kg冰醋酸升温溶清后，加到该反应液中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，降温、压滤、水洗，在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1，产量：467Kg，产率：104.47%，颜料外观鲜亮、料块松软，易研磨分散。颜料应用性能：耐热290℃，耐迁移性能达到5级，客户检测PP介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为100.910%，PVC介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为99.987%，且表征有机颜料分散性指标的过滤压力值FPV检测为8.631，标准Ciba HRPA的过滤压力值检测为9.629，显示其分散性比标准好。

[0036] 实施例3

[0037] 1）将200Kg 2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐加入反应釜，加1700Kg水，升温至40～45℃，搅拌反应15分钟后，5～10分钟内加入270Kg浓盐酸，搅拌反应30min以上；然后在5～10℃下缓慢加入30%亚硝酸钠水溶液400Kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液；

[0038] 2）向反应釜中加入1500Kg水，200Kg氨水与250Kg 1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液；

[0039] 3）在偶合反应釜中加入11Kg O-15后，在50-60℃温度下将重氮液注入该偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用8%稀氨水600Kg维持pH=6.0-6.5，反应结束后搅拌0.5小时；再将8Kg CH-2C加400Kg水与4Kg冰醋酸升温溶清后，加到该反应液中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，降温、压滤、水洗，在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1，产量：462Kg，产率：103.35%，颜料外观鲜亮、料块松软，易研磨分散。颜料应用性能：耐热300℃，耐迁移性能达到5级，客户检测PP介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为101.116%，PVC介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为100.675%，且表征有机颜料分散性指标的过滤压力值FPV检测为8.472，标准Ciba HRPA的过滤压力值检测为9.539，显示其分散性比标准好。

[0040] 实施例4：

[0041] 1）将200Kg 2-氨基-4-氯-5-甲基苯磺酸铵盐加入反应釜，加1700Kg水，升温至40～45℃，搅拌反应15分钟后，5～10分钟内加入270Kg浓盐酸，搅拌反应30min以上；然后在5～10℃下缓慢加入30%亚硝酸钠水溶液400Kg，进行重氮化反应搅拌1小时，过量的亚硝酸钠用氨基磺酸除去得到重氮液；

[0042] 2）向反应釜中加入2000Kg水，200Kg氨水与280Kg 1-（3’-磺酸苯基）-3-甲基-5-吡唑啉酮，在30～35℃温度下搅拌，得到澄清液；

[0043] 3）在偶合反应釜中加入18Kg O-9后，在50-60℃温度下将重氮液注入该偶合反应釜中进行偶合反应，反应过程中用8%稀氨水600Kg维持pH=6.0-6.5，反应结束后搅拌0.5小时；再将5Kg CH-7加300Kg水与5Kg冰醋酸升温溶清后，加到该反应液中，搅拌反应10min后，再将该反应液升温至98-100℃，保温反应1小时，降温、压滤、水洗，在110～115℃下烘干，得到红光黄颜料PY191:1，产量：455Kg，产率：101.79%，颜料外观鲜亮、料块松软，易研磨分散。颜料应用性能：耐热290℃，耐迁移性能达到5级，客户检测PP介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为100.324%，PVC介质中的着色力均与标准Ciba HRPA接近为99.961%，且表征有机颜料分散性指标的过滤压力值FPV检测为8.835，标准Ciba HRPA的过滤压力值检测为
9.574，显示其分散性比标准好。