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一种具有核壳结构的有机中黄制备方法

阅读：161发布：2021-02-23

IPRDB可以提供一种具有核壳结构的有机中黄制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，首先在有机中黄表面吸附多层聚电解质，随后采用溶胶‑凝胶法在有机中黄表面包覆一层SiO2；在此基础上，再次吸附一层5~20nm的SiO2纳米粒子，制备得到具有两层SiO2包覆的有机中黄颜料粒子。本发明采用两次包覆的方法，制备的SiO2壳层表面粗糙，使得产物对水的润湿性得到极大提高，从而改善了有机中黄在水中的分散能力。，下面是一种具有核壳结构的有机中黄制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：

步骤1：颜料色浆的制备，称取一定量的聚苯乙烯磺酸钠粉末(PSS)加入到去离子水中使其溶解，随后加入有机中黄粉末，搅拌粉末充分润湿，放入氧化锆钢珠，在研磨机中研磨制备得到分散均匀的有机中黄色浆；

步骤2：颜料粒子表面处理，将上述颜料色浆进行离心分离，去离子水洗涤三次，然后再分散到去离子水中，将聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液加入有机颜料分散液中，超声分散

30min，离心分离，去离子水洗涤三次；重复上述步骤，制备得到表面交替吸附多层PSS-PAH聚电解质，且表面带正电的颜料粒子；

步骤3：颜料粒子一次包覆，将表面带正电的颜料颗粒分散到乙醇溶液中，加入适量的水，搅拌条件下逐步加入氨水调节溶液PH值9～10，然后在1小时内滴加入硅酸四乙酯(TEOS)和乙醇的混合溶液，随后，在室温下继续搅拌24小时，用水洗涤离心三次，得一次包覆有机颜料粒子；

步骤4：颜料粒子二次包覆，将上述一次包覆颜料粒子分散在水中，加入聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)，超声分散30min，随后水洗涤离心三次；将洗涤离心后的颜料粒子，分散在水中，随后加入粒径5～20nm纳米二氧化硅溶胶，搅拌吸附60min，用水洗涤离心三次，得到二次包覆的颜料粒子，干燥后即为产物具有核壳结构的有机中黄。

2.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，其特征在于：所述步骤1中有机中黄、PSS、水的投料比为m有机中黄：mPSS：m水＝0.5～1:0.5～1:100。

3.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，其特征在于：所述步骤2中，有机中黄、PAH、PSS、水的投料比为m有机中黄：mPAH：mPSS：m水＝0.5～1:0.5～1:0.5～1:

100，表面处理PSS-PAH聚电解质的吸附层数为3～6层。

4.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，其特征在于：所述步骤3中有机中黄、无水乙醇、水和TEOS乙醇溶液的投料比为m有机中黄：m无水乙醇：m水：mTEOS乙醇溶液＝

0.5:200:20～30:40，TEOS的无水乙醇溶液质量浓度为2％～5％。

5.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，其特征在于：所述步骤4中有机中黄、水、PAH、纳米二氧化硅溶胶的投料比为m 有机中黄：m水：mPAH：mSiO2＝1:100:1:1～2。

说明书全文

一种具有核壳结构的有机中黄制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有核壳结构的有机中黄制备方法，属于有机颜料领域。

背景技术

[0002] 有机中黄是一种优良的环保型有机颜料。它的颜色接近中铬黄，着色力强，耐碱性良好，不含铅，无毒，广泛应用于涂料、油墨及文教用品。但它的耐溶剂和耐热性较差。随着人们对环保意识的增强，代替有机物为溶剂，出现一系列水性油墨、水性涂料等以水为分散相的新型产品。有机中黄在水相中分散性不好，容易团聚，因此人们一直寻找各种方法来改善其在水中的分散能力，其中表面改性处理是一种重要手段。

[0003] 核壳结构的复合材料，根据核、壳的不同性质可以按照我们的需要求进行设计，近年来已经成为研究热点。利用核-壳结构的基本原理，对有机中黄进行包覆处理，可以提高有机中黄的耐溶剂、耐热性能，也可以选择具有亲水性能的壳层物质提高有机中黄颜料对水的润湿性能，从而改善颜料在水相中的分散能力。

发明内容

[0004] 本发明提供一种具有核壳结构的有机种黄制备方法，以有机中黄为核，通过硅酸四乙酯(TEOS)水解、SiO2纳米粒子吸附两次包覆处理，在颜料粒子表面制备一层表面粗糙的SiO2壳层，以期提高有机中黄在水中的分散性能。为达到以上技术效果，本发明包括以下技术步骤：

[0005] 步骤1：颜料色浆的制备，称取一定量的聚苯乙烯磺酸钠粉末(PSS)加入到去离子水中使其溶解，随后加入有机中黄粉末，搅拌粉末充分润湿，放入氧化锆钢珠，在研磨机中研磨制备得到分散均匀的有机中黄颜料粒子色浆；

[0006] 步骤2：颜料粒子表面处理，将上述颜料色浆离心分离，去离子水洗涤三次，然后再分散到去离子水中，此时颜料粒子表面带负电荷。将聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液加入颜料粒子分散液中，超声分散30min，离心分离，去离子水洗涤三次，此时颜料粒子表面带正电荷；重复上述步骤，制备得到表面交替吸附多层PSS-PAH聚电解质，且表面带正电的颜料粒子；

[0007] 步骤3：颜料粒子一次包覆，将表面带正电的颜料颗粒分散到乙醇溶液中，加入适量的水，搅拌条件下逐步加入氨水调节溶液PH值9～10，然后在1小时内滴加入硅酸四乙酯(TEOS)和乙醇的混合溶液；随后，在室温下继续搅拌24小时，用水洗涤离心三次，得一次包覆有机颜料粒子；

[0008] 步骤4：颜料粒子二次包覆，将上述一次包覆颜料粒子分散在水中，加入聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)，超声分散30min，随后水洗涤离心3次；将洗涤离心后的颜料粒子，分散在水中，随后加入粒径5～20nm纳米二氧化硅溶胶，搅拌吸附60min，用水洗涤离心三次，得到二次包覆的颜料粒子，干燥后即为产物具有核壳结构的有机种黄。

[0009] 进一步的，所述步骤1中，有机中黄、PSS、水的投料比为m有机中黄：mPSS：m水＝0.5～1:0.5～1:100。

[0010] 进一步的，所述步骤2中，有机中黄、PAH、PSS、水的投料比为m有机中黄：mPAH：mPSS：m水＝0.5～1:0.5～1:0.5～1:100，表面处理PSS-PAH聚电解质的吸附层数为3～6层。因为颜料颗粒表面通常是惰性的，对聚电解质得吸附能力较弱，单层的吸附量少，不利于后续的包覆处理。

[0011] 进一步的，所述步骤3中，有机中黄、无水乙醇、水、TEOS乙醇溶液的投料比为m有机中黄：m无水乙醇：m水：mTEOS乙醇溶液＝0.5:200:20～30:40，TEOS的无水乙醇溶液质量浓度为2％～5％。制备过程中，可以通过改变体系中水的质量控制TEOS水解速度，改变TEOS溶液浓度调节SiO2包覆的厚度。

[0012] 进一步的，所述步骤4中，有机中黄、水、PAH、纳米二氧化硅溶胶的投料比为m有机中黄：m水：mPAH：mSiO2＝1:100:1:1～2。

[0013] 进一步的，步骤4中所述的第二层包覆，一方面可以增加包覆在有机中黄颜料粒子表面SiO2的厚度，从而增加壳层的稳定性；另一方面20nm的SiO2粒子吸附在第一包覆时次水解制备的SiO2薄膜表面，可以提高表面SiO2的粗糙度，进一步提高核壳结构有机中黄的水润湿性能。

[0014] 基于以上所述，本发明提供一种具有核壳结构的有机种黄制备方法，首先在有机中黄表面吸附多层聚电解质，随后采用溶胶-凝胶法在有机中黄表面包覆一层SiO2；在此基础上，再次吸附一层5～20nm的SiO2纳米粒子，制备得到具有两层SiO2包覆的有机种黄颜料粒子。由于采用两次包覆制备的SiO2壳层表面粗糙，使得产物对水的润湿性得到极大提高，从而改善了有机中黄在水中的分散能力。

具体实施方式

[0015] 下面结合具体实施方式对本发明做详细的说明。

[0016] 实施例1

[0017] 一种具有核壳结构的有机种黄制备方法包括以下步骤：

[0018] 步骤1：颜料色浆的制备，称取0.5g聚苯乙烯磺酸钠粉末(PSS)加入到去100g离子水中使其溶解，随后加入0.5g有机中黄粉末，搅拌粉末充分润湿，放入氧化锆钢珠，在研磨机中研磨制备得到分散均匀的有机中黄色颜料色浆；

[0019] 步骤2：颜料粒子表面处理，将上述颜料色浆离心分离，去离子水洗涤三次，然后再分散到去100g离子水中，此时颜料粒子表面带负电荷。将0.5g聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液加入颜料粒子分散液中，超声分散30min，离心分离，去离子水洗涤三次，此时颜料粒子表面带正电荷。重复上述步骤，制备得到表面交替吸附3层PSS-PAH聚电解质，且表面带正电的颜料粒子；

[0020] 步骤3：颜料粒子一次包覆，步骤2中颜料黄颗粒分散到100g乙醇溶液中，加入适量的10g水，搅拌条件下逐步加入氨水调节溶液PH值9～10，然后在1小时内滴加入20g质量分数2.5％的硅酸四乙酯(TEOS)乙醇溶液；随后，在室温下继续搅拌24小时，用水洗涤离心三次，得一次包覆有机颜料粒子；

[0021] 步骤4：颜料粒子二次包覆，将上述一次包覆颜料粒子分散在水中，加入0.5g聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液，超声分散30min，随后用水洗离心三次；将离心洗涤后的颜料粒子，分散到50g水中，随后加入质量分数20％，粒径20nm的二氧化硅溶胶2.5g，磁力搅拌吸附60min，用水洗涤离心三次，得到二次包覆的颜料粒子，干燥后即为产物具有核壳结构的有机种黄。

[0022] 实施例2

[0023] 一种具有核壳结构的有机种黄制备方法包括以下步骤：

[0024] 步骤1：颜料色浆的制备，称取0.5g聚苯乙烯磺酸钠粉末(PSS)加入到去100g离子水中使其溶解，随后加入0.5g有机中黄粉末，搅拌粉末充分润湿，放入氧化锆钢珠，在研磨机中研磨制备得到分散均匀的有机中黄颜料色浆；

[0025] 步骤2：颜料粒子表面处理，将上述颜料色浆离心分离，去离子水洗涤三次，然后再分散到去100g离子水中，此时颜料粒子表面带负电荷；将0.5g聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液加入颜料粒子分散液中，超声分散30min，离心分离，去离子水洗涤三次，此时颜料粒子表面带正电荷；重复上述步骤，制备得到表面交替吸附3层PSS-PAH聚电解质，且表面带正电的颜料粒子；

[0026] 步骤3：颜料粒子一次包覆，步骤2中颜料黄颗粒分散到100g乙醇溶液中，加入适量的10g水，搅拌条件下逐步加入氨水调节溶液PH值9～10，然后在1小时内滴加入20g质量分数2.5％的硅酸四乙酯(TEOS)乙醇溶液；随后，在室温下继续搅拌24小时，用水洗涤离心三次，得一次包覆有机颜料粒子；

[0027] 步骤4：颜料粒子二次包覆，将上述一次包覆颜料粒子分散在水中，加入0.5g聚烯丙基铵盐酸盐(PAH)溶液，超声分散30min，随后用水洗离心3次；将离心洗涤后的颜料粒子，分散到50g水中，随后加入质量分数20％，粒径5～7nm的二氧化硅溶胶2.5g，磁力搅拌吸附60min，用水洗涤离心三次，得到二次包覆的颜料粒子，干燥后即为产物具有核壳结构的有机种黄。

[0028] 将未做处理的有机种黄和实施例中制备的样品烘干后,用压片机压成圆片然后测量分别进行水的接触角测试，结果如下表所示：

[0029]样品未处理有机中黄实施例1 实施例2
接触角 108.9° 13.2° 5.1°

[0030] 表中数据表明，实施例中制备的样品对水的接触角大幅下降，说明有机中黄被二氧化硅很好的包覆起来，使得有机中黄的水润湿性能变好。其中，实施例2样品的接触角小于实施例1，是因为实施例2中使用的二次包覆时溶胶SiO2的粒径更小，制备的样品壳层更粗糙，所以对水的润湿性能更好。因此，实施例制备的具有核壳结构的有机中黄可以更好的分散在水中。

[0031] 上述实施例中，对本发明进行了详细的描述，但本发明不限于实施例中的内容。对于本行业人员，在不脱离本发明的基本思想情况下，对本发明技术方案所做的任何改动都在本发明的权利要求书所限定的范围内。

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