專利名稱：改性顏料及其制備方法及其應用以及納米顏料分散體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性顏料及其制備方法及其應用，以及納米顏料分散體。
背景技術(shù)：
納米顏料是指其粒徑為納米級的顏料，屬納米特殊功能材料，主要應用于液晶顯示器(LCD)中彩色濾光片(Color Filter，以下縮寫為CF)制造以及彩色聚合碳粉(Color Polymerized Toner，以下縮寫為CPT)中所需的納米級高檔顏料。由于納米顏料在媒體中分散時，希望粒徑控制越小越好，將顏料粒徑分散到IOOnm以下的過程中顏料容易團聚，穩(wěn)定性差，因而導致在需要著色的物料上顏料分散不均勻，顏料的遮蓋力差等問題。作為納米級高檔顏料，其穩(wěn)定性的要求也極高。顏料的穩(wěn)定性不好主要是顏料的表面結(jié)構(gòu)與分散的基材的性質(zhì)不同導致的，用少許聚合物對顏料表面進行改性的方法是增強顏料與基材的相容性的一種辦法，目前一般是采用以聚合物對顏料進行簡單的物理包覆的方法，這種物理包覆不僅不能解決在后期使用過程中聚合物脫落等問題，還由于這種包覆的脫落也是導致分散時分散體的穩(wěn)定性不好的原因，難以使顏料分散在水中時的粒徑控制在IOOnm以下，而用化學改性的方法將顏料預聚合物之間通過化學鍵連接起來，能有效的阻止聚合物的脫離。目前最常用的化學改性方法是通過簡單的以小分子的化合對顏料的表面進行處理，使之帶上親水的或者親油的基團，這種小分子的基團難以提供做夠的穩(wěn)定性，難以保證顏料在分散的時候在分散體系中的穩(wěn)定性，也難以保證顏料分散體的長期分散穩(wěn)定性，其水中分散體粒徑也由于化學鍵的連接方式同樣難以得到有效控制，因此不能滿足對著色的要求很高的領(lǐng)域，如彩色聚合碳粉和彩色濾光片等對顏料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種改性效果好、聚合物不易脫落、 工藝簡單、可控性好、生產(chǎn)成本低的改性顏料及其制備方法。本發(fā)明還提供了改性顏料分別在制造液晶顯示器中的彩色濾光片及彩色聚合碳粉中的應用。進一步的，本發(fā)明還提供了含有上述改性顏料的納米顏料分散體。本發(fā)明改性顏料的制備方法為將顏料經(jīng)過表面改性、表面處理、鹽磨四個步驟制得，其中，所述表面改性為將顏料加入到溶劑中，然后在攪拌分散的同時加入表面改性劑進行表面改性，改性完后將產(chǎn)物洗滌、過濾、干燥得到初改性顏料；然后將制得的初改性顏料與聚合性單體、反應催化劑加入到溶劑中，攪拌分散，然后真空抽去反應裝置中的空氣進行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應，即得到聚合物接枝改性的顏料粒子；所述表面處理為將聚合物接枝改性的顏料粒子加入酸性溶液中，進行表面處理， 然后進行洗滌壓濾、干燥得到經(jīng)表面處理后的改性顏料；所述鹽磨為將上述經(jīng)表面處理后的改性顏料與溶劑、食鹽進行研磨，然后再進行洗滌壓濾，干燥即得到改性顏料。所述表面改性劑為氯丙烯酰氯、溴丙烯酰溴或其衍生物中的至少一種。其添加量為0. -5%質(zhì)量百分數(shù)。不可過多或過少，過多則在顏料表面引入的基團過多導致引入的聚合物鏈的量過多而影響了顏料的性質(zhì)，過少則在顏料表面引入的聚合物鏈太少而達不到用聚合物來進行改性的目的。所述制備初改性顏料時進行表面改性時的溶劑可以使用與酰氯和酰溴不反應的各類溶劑，優(yōu)選甲苯、二氯甲烷、四氫呋喃中的至少一種。其添加量為顏料質(zhì)量的2-5倍。所述制備聚合物接枝改性的顏料粒子時進行聚合反應時的溶劑可以使用醇類、酰胺類或者芳香類，優(yōu)選N，N- 二甲基甲酰胺及其衍生物、甲醇、乙醇和碳鏈長度不大于十二的直鏈和支鏈醇中的至少一種。。其添加量為顏料質(zhì)量的2-10倍。所述鹽磨步驟中的溶劑可以脂類、芳香類溶劑溶劑，優(yōu)選甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、 乙酸丁酯中的至少一種。其添加量為顏料質(zhì)量的0. 5-5倍。本發(fā)明先采用表面改性劑對顏料表面進行改性，然后再采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合將顏料與聚合物連接起來是一種有效的對顏料進行改性的方法，用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)可以將聚合物接枝到顏料的表面，利用鍵連接完全避免了采用物理包覆方法帶來的后期使用過程中聚合物脫落等問題，同現(xiàn)有的化學改性方法相比本發(fā)明接枝的量和分子量等都是可控的，引入的基團也是可控的，這就使得我們可以根據(jù)應用的需求對表面進行針對性的改性。本發(fā)明所使用的顏料可以為無機顏料或有機顏料、有機染料的任一種，也可以是其組合?？梢粤信e的青色著色劑有顏料藍15:3、顏料藍15:4、顏料藍15:6等；黃色著色劑有顏料黃74、顏料黃93、顏料黃94、顏料黃155、溶劑黃162、顏料黃180、顏料黃185等；品紅著色劑有顏料紅31、顏料紅122、顏料紅150、顏料紅184、顏料紅185、顏料紅57:1、顏料紅238、顏料紅269、顏料紅254等；顏料綠36、顏料綠17、顏料綠26、顏料綠15 ；黑色有碳黑、磁鐵礦等。本發(fā)明表面改性步驟中所使用的聚合性單體可以列舉出有苯乙烯、α -甲基苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸特丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸特丁酯、甲基丙烯酸正己酯、1，3-丁二烯、1，2-丁二烯等；優(yōu)選苯乙烯、 丙烯酸叔丁酯。其添加量優(yōu)選為顏料質(zhì)量的0. 1-5倍。本發(fā)明表面改性方法中所使用的反應催化劑為過渡金屬化合物與含氮化合物或含磷化合物形成的配合物，過渡金屬化合物可以列舉出Cu、Fe的商化物、硫酸鹽、硝酸鹽或醋酸鹽；含氮化合物可列舉出2，2’ -聯(lián)二吡啶及其衍生物、N, N’ -四甲基乙二胺、N, Ν’， N”-五甲基二乙烯基三胺，含磷化合物為三苯基膦或三丁基膦。其添加量優(yōu)選為聚合單體量的0. 1% -1%質(zhì)量百分數(shù)。催化反應時間優(yōu)選為3-10h，溫度優(yōu)選為50-80°C。所述表面處理步驟中的酸性溶液可以使用濃鹽酸，添加量優(yōu)選為顏料顏料質(zhì)量的 2-5倍，pH值最好為小于1。所述研磨步驟中的食鹽的添加量優(yōu)選為顏料質(zhì)量的1-5倍。研磨時間優(yōu)為5-10h， 溫度控制在50-80°C本發(fā)明改性顏料可作為應用于液晶顯示器(IXD)中彩色濾光片(Color Filter,以下縮寫為CF)制造以及彩色聚合碳粉(Color Polymerized Toner,以下縮寫為CPT)中所需的納米級高檔顏料。如將改性顏料進一步做成納米顏料分散體(Paste)，再進一步做成光敏墨水(Resist ink)供給CF廠商直接生產(chǎn)彩色濾光片；或者將改性顏料與蠟、納米二氧化硅等物質(zhì)一起通過聚合、凝集等工藝過程制得彩色激光打印、彩色數(shù)碼復印所需的關(guān)鍵耗材——彩色聚合碳粉等等。具體制造使用方法為現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不作詳細描述。本發(fā)明分散劑中含有上述改性顏料，除此之外，還可以含有水、分散劑和助分散齊U，將上述原料加入高速分散機中，在5000rpm-20000rpm的轉(zhuǎn)速下分散2_8h，即可得到性能穩(wěn)定的納米顏料分散體，其分散體的粒徑在30-100nm。由于采用了改性原料，分散體中顏料的分散性好，不易團聚，穩(wěn)定性好，需要著色的物料上顏料分散均勻，顏料的遮蓋力好。所述分散劑可以為陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑或者非離子表面活性劑或者其組合物。陽離子表面活性劑為胺鹽型表面活性劑或季銨鹽型表面活性劑中至少一種，胺鹽型表面活性劑如伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽型表面活性劑、羥基胺、二胺或多胺、含酰基的胺、胍衍生物；可以列舉的季銨鹽型表面活性劑有十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基芐基溴化銨、十八烷基二甲基芐基溴化銨、十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、氯化N，N- 二甲基-N-芐基-3-(硬脂酰胺基)丙胺、二芐基二(十八酰胺乙基)氯化銨等。優(yōu)選季銨鹽型表面活性劑，更優(yōu)選烷基二甲基芐基氯化銨。陰離子表面活性劑可以為羧酸鹽類、磺酸鹽類、硫酸酯鹽類和結(jié)構(gòu)混合型表面活性劑中至少一種，也可以是其組合?？梢粤信e的有脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽、硬脂酸鈉、 直鏈烷基苯磺酸鈉、支鏈烷基苯磺酸鈉、二異丙基萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、烷基磺酸鈉、 α -烯烴磺酸鈉、α -磺基脂肪酸酯、直鏈烷基硫酸鹽、支鏈烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等。優(yōu)選直鏈烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽。非離子表面活性劑可以列舉的有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷醇酰胺、聚氧乙烯烷醇酰胺等。優(yōu)選烷基酚聚氧乙烯醚，更優(yōu)選帶有8 10 個碳原子的烷基酚聚氧乙烯醚。所述分散助劑為乙醇、丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、十二醇、乙腈、乙二醇單丁醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丁酮、環(huán)己酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯中的至少一種。所述的納米顏料分散體的固含量為0. 1 50%質(zhì)量，優(yōu)選0. 5 30%質(zhì)量，特別優(yōu)選是5 25%質(zhì)量。所述分散劑含量基于改性顏料的量是0. 70%質(zhì)量，優(yōu)選0.5% 50%質(zhì)量， 特別優(yōu)選5% 40%質(zhì)量百分數(shù)。所述分散助劑的含量基于改性顏料的量是0.01 80%質(zhì)量，優(yōu)選0. 50%質(zhì)量，特別優(yōu)選0. 2% 40%質(zhì)量百分數(shù)。所述水的量是基于改性顏料質(zhì)量的4-15倍。有益效果通過原子轉(zhuǎn)移自由據(jù)聚合對顏料的表面進行改性，將根據(jù)應用需要的聚合物接枝到顏料的表面可以克服小分子化合物對顏料表面改性的局限性，同時對聚合物的鏈段進行設(shè)計也可以對其穩(wěn)定性進行良好的調(diào)控，從而可以很好的解決顏料在分散到納米級別時不能穩(wěn)定的問題。本發(fā)明方法制備的改性顏料具有工藝簡單、可靠性高、在水中分散穩(wěn)定性極高，聚合物不易脫落，將加入分散體中分散到IOOnm以下顏料不易團聚，穩(wěn)定性好，在需要著色的物料上顏料分散均勻，顏料的遮蓋強。用于制造彩色聚合碳粉時具有優(yōu)異的著色性能，用于制造液晶顯示器(IXD)中彩色濾光片中具極其優(yōu)異的對比性和透明性能。
具體實施例方式實施例改性顏料制備例1在5000L的捏合機中加入IOOOkg炭黑、2000L溶劑N，N_ 二甲基甲酰胺中，進行捏合潤濕2小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中， 加入30kg的氯丙烯酰氯，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料IOOOkg加入到反應釜中，然后加入3000kg的乙醇， 然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅0. 6kg和N，N’，N” -五甲基二乙烯基三胺1. 2kg，丙烯酸叔丁酯IOOkg在80°C反應5h得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸， 在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用 50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。將干燥后的顏料IOOOkg投入到7000L的鹽磨機中，加入500L溶劑甲苯、3000kg食鹽(燒付級， 35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨6小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在15000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后用50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于 3 μ s/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需的改性顏料(1)。改性顏料制備例2在8000L的捏合機中加入900kg顏料紅122、4500L溶劑N，N- 二甲基甲酰胺中， 進行捏合潤濕2小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入35kg的溴丙烯酰溴，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、 干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料900kg加入到反應釜中，然后加入9000kg的乙醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅1. 5kg、2，2’ -聯(lián)二吡啶3kg，苯乙烯 3000kg和丙烯酸2-乙基己酯1500kg在80°C反應5h得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。將干燥后的顏料投入到7000L的鹽磨機中，加入2000L溶劑乙酸丁酯、3000kg食鹽(燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨10小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在15000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于3μ s/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需的改性顏料(2)。改性顏料制備例3在5000L的捏合機中加入800kg顏料黃180、3000L溶劑四氫呋喃中，進行捏合潤濕2小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入 35kg的氯丙烯酰氯，在0 10°C下反應池，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料800kg加入到反應釜中，然后加入3000kg的乙醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅1. lkg、2，2’ -聯(lián)二吡啶2. 4kg，丙烯酸叔丁酯 200kg和甲基丙烯酸甲酯150kg在80°C反應證得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。 將干燥后的顏料500kg投入到7000L的鹽磨機中，加入2500L溶劑乙酸乙酯、5000kg食鹽 (燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨15小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L 的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在15000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。 將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于3 μ s/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需的改性顏料(3)改性顏料制備例4在5000L的捏合機中加入1200kg顏料藍15 3、3000L溶劑N，N-二甲基甲酰胺中， 進行捏合潤濕2小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入50kg的氯丙烯酰氯，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、 干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料1200kg加入到反應釜中，然后加入3000kg的甲醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅0. 6kg,2,2'-聯(lián)二吡啶1. ^cg,苯乙烯150kg和丙烯酸2-乙基己酯150kg在80°C反應證得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。將干燥后的顏料IOOOkg投入到10000L的鹽磨機中，加入5000L溶劑乙酸丁酯、3000kg 食鹽(燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨8小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到 15000L的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2 小時。將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于3yS/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需改性顏料0)。將得到的改性顏料 20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇Ikg加入高速分散機中，在16000rpm 的轉(zhuǎn)速下分散4h即得到所需的納米顏料分散體，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為82nm。改性顏料制備例5在5000L的捏合機中加入IOOOkg顏料紅254、3000L溶劑N，N- 二甲基甲酰胺中，進行捏合潤濕3小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入60kg的氯丙烯酰氯，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、 干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料IOOOkg加入到反應釜中，然后加入3000kg的甲醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅0. 6kg、2，2’ -聯(lián)二吡啶1. 2kg，苯乙烯160kg和丙烯酸2-乙基己酯140kg在80°C反應6h得到聚合物接枝改性的顏料粒子。 將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。將干燥后的顏料投入到7000L的鹽磨機中，加入2000L溶劑乙酸丁酯、3000kg食鹽 (燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨8小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L 的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。 將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于3 μ s/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需改性顏料(5)。改性顏料制備例6在5000L的捏合機中加入IOOOkg顏料綠36、3000L溶劑N，N- 二甲基甲酰胺中， 進行捏合潤濕3小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入50kg的氯丙烯酰氯，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、 干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料IOOOkg加入到反應釜中，然后加入3000kg的甲醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅0. 6kg、2，2’ -聯(lián)二吡啶1. 2kg，苯乙烯160kg和丙烯酸叔丁酯140kg在80°C反應6h得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌，加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。 將干燥后的顏料投入到7000L的鹽磨機中，加入2000L溶劑乙酸丁酯、3000kg食鹽(燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨8小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于 3 μ s/cm,然后進行干燥、出料，即得到所需改性顏料(6)。改性顏料制備例7在5000L的捏合機中加入IOOOkg顏料藍15 6、3000L溶劑N，N-二甲基甲酰胺中， 進行捏合潤濕3小時，得到均勻的顏料糊狀料。將上述經(jīng)捏合的糊狀料投入到10000L反應釜中，加入60kg的溴丙烯酰溴，在0 10°C下反應2h，然后將得到的產(chǎn)物進行洗滌、過濾、 干燥得到初改性顏料。將得到的初改性顏料IOOOkg加入到反應釜中，然后加入3000kg的乙醇，然后向反應釜中通入N2, Ih后向其中投入氯化亞銅0. 6kg、N，N’，N”-五甲基二乙烯基三胺1. 4kg，苯乙烯160kg和甲基丙烯酸叔丁酯140kg在80°C反應8h得到聚合物接枝改性的顏料粒子。將上述聚合物接枝改性的顏料粒子放入到15000L表面處理釜中，打開攪拌， 加入3000kg的濃鹽酸，在90°C下攪拌處理5小時，對顏料表面進行處理，同時除去在初始顏料顆粒中包覆的金屬離子等雜質(zhì)。將上述經(jīng)表面處理的顏料放入至壓濾機中壓濾，濾液收集至廢液槽；壓濾干后，用50000L純水反復的洗滌以獲得精制的顏料；壓濾至干，并干燥得到精制的顏料干粉。將干燥后的顏料投入到7000L的鹽磨機中，加入2000L溶劑乙酸丁酯、3000kg食鹽(燒付級，35 40 μ m)，在65 70°C下進行鹽磨8小時。將經(jīng)鹽磨后的顏料投入到15000L的分散機中，加入8000L純水，加熱至75°C，在12000rpm的轉(zhuǎn)速下高速攪拌、分散2小時。將分散后的漿料進行熱壓濾，壓濾干后50000L的純水進行反復的洗滌，直至濾液的電導率小于3 μ s/cm，然后進行干燥、出料，即得到所需改性顏料(7)。分散體制備例1將得到的改性顏料(1) 20kg與水79kg、十二烷基硫酸鈉1kg、丁醇0. 5kg加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散池即得到所需的納米顏料分散體(1)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為85nm。分散體制備例2將得到的改性顏料( 20kg與水78. ^g、十二烷基三甲基氯化銨1. 5kg和正辛醇 Ikg加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散池即得到所需的納米顏料分散體0)， 經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為90nm。分散體制備例3將得到的改性顏料(4) 20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正辛醇Ikg 加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散池即得到所需的納米顏料分散體(3)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為87nm。分散體制備例4將得到的改性顏料(4) 20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇Ikg 加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散4h即得到所需的納米顏料分散體，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為82nm。分散體制備例5將得到的改性顏料( 20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇Ikg 加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散4h即得到所需的納米顏料分散體(5)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為78nm。分散體制備例6將得到的改性顏料(6) 20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇Ikg 加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散池即得到所需的納米顏料分散體(6)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為90nm。分散體制備例7將得到的改性顏料(7) 20kg與水78kg、十二烷基硫酸鈉2kg和正丁醇Ikg加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散他即得到所需的納米顏料分散體(7)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為68nm。分散體制備對比例1將未經(jīng)改性的炭黑20kg與水79kg、十二烷基硫酸鈉1kg、丁醇0. 5kg加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散池即得到所需的比較納米顏料分散體(1)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為161nm。
分散體制備對比例2將未經(jīng)改性的122顏料紅20kg與水78. 5kg、十二烷基三甲基氯化銨1. 5kg和正辛醇Ikg加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散2h即得到所需的比較納米顏料分散體(2)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為213nm。分散體制備對比例3將未經(jīng)改性的180顏料黃20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正辛醇 Ikg加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散2h即得到所需的納米顏料分散體(3)， 經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為257nm。分散體制備對比例4將未經(jīng)改性的15:3顏料藍20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇 Ikg加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散4h即得到比較的納米顏料分散體(4)， 經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為201nm。分散體制備對比例5將未經(jīng)改性的254顏料紅20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇 Ikg加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散4h即得到所需的顏料分散體(5)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為157nm。分散體制備對比例6將未經(jīng)改性的36顏料綠20kg與水78kg、十二烷基三甲基氯化銨2kg和正丁醇Ikg 加入高速分散機中，在ISOOOrpm的轉(zhuǎn)速下分散3h即得到所需的納米顏料分散體(6)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為178nm。分散體制備對比例7將未經(jīng)改性的15 6顏料藍20kg與水78kg、十二烷基硫酸鈉2kg和正丁醇Ikg加入高速分散機中，在16000rpm的轉(zhuǎn)速下分散6h即得到所需的納米顏料分散體(7)，經(jīng)過納米粒度儀測試其粒徑為164nm。表1納米顏料分散體實施例與比較例性能比較。
權(quán)利要求
1.一種改性顏料的制備方法，其特征在于，將顏料經(jīng)過表面改性、表面處理、鹽磨四個步驟制得，其中，所述表面改性為將顏料加入到溶劑中，然后在攪拌分散的同時加入表面改性劑進行表面改性，改性完后將產(chǎn)物洗滌、過濾、干燥得到初改性顏料；然后將制得的初改性顏料與聚合性單體、反應催化劑加入到溶劑中，攪拌分散，然后真空抽去反應裝置中的空氣進行原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應，即得到聚合物接枝改性的顏料粒子；所述表面處理為將聚合物接枝改性的顏料粒子加入酸性溶液中，進行表面處理，然后進行洗滌壓濾、干燥得到經(jīng)表面處理后的改性顏料；所述鹽磨為將上述經(jīng)表面處理后的改性顏料與溶劑、食鹽進行研磨，然后再進行洗滌壓濾，干燥即得到改性顏料。
2.如權(quán)利要求1所述的改性顏料的制備方法，其特征在于，所述表面改性劑為氯丙烯酰氯、溴丙烯酰溴或其衍生物中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的改性顏料的制備方法，其特征在于，所述制備初改性顏料時進行表面改性時的溶劑為甲苯、二氯甲烷、四氫呋喃中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的改性顏料的制備方法，其特征在于，所述制備聚合物接枝改性的顏料粒子時進行聚合反應時的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺及其衍生物、甲醇、乙醇和碳鏈長度不大于十二的直鏈和支鏈醇中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的改性顏料的制備方法，其特征在于，所述鹽磨步驟中的溶劑為甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一種。
6.一種改性顏料，其特征在于，由權(quán)利要求1-5中任一項方法制得。
7.—種納米顏料分散體，其特征在于，含有權(quán)利要求6中所述改性顏料。
8.一種改性顏料，其特征在于，在制造液晶顯示器中的彩色濾光片中的應用。
9.一種改性顏料，其特征在于，在制造彩色聚合碳粉中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性顏料及其制備方法及其應用以及納米顏料分散體，解決了現(xiàn)有改性顏料容易團聚，穩(wěn)定性差，因而導致在需要著色的物料上顏料分散不均勻，顏料的遮蓋力差等問題。本發(fā)明改性顏料經(jīng)過表面改性、表面處理、鹽磨四個步驟制得。得到的改性顏料具有改性效果好、聚合物不易脫落、工藝簡單、可控性好、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點，可用于制備彩色聚合碳粉及制造液晶顯示器中的彩色濾光片。
文檔編號C08F292/00GK102504622SQ201110345868
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者朱雙全, 肖桂林 申請人:湖北鼎龍化學股份有限公司