專利名稱：濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，更具體地說是涉及由凹凸棒黏土和硅類化合物制備類瑪雅藍(lán)染料的方法，屬于天然納米非金屬礦深加工及相關(guān)新材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
瑪雅藍(lán)具有艷麗的色彩和持久的穩(wěn)定性。沸水、高濃度的酸或堿和各種有機溶劑都無法破壞其結(jié)構(gòu)，經(jīng)年累月的氣溫變化和潮濕的空氣也無法使它褪色?，斞潘{(lán)的具體制備方法沒有文獻(xiàn)記載。研究表明，瑪雅藍(lán)是由凹凸棒黏土混合了一種來自植物的靛藍(lán)成分形成的。近年來，瑪雅藍(lán)的成因引起了廣泛關(guān)注，研究集中于成分分析及凹凸棒黏土與靛藍(lán)成分的作用關(guān)系上。Dom6nech等人的研究表明(New J. Chem. , 2009, 33，2371 - 2379),凹凸棒黏土與靛藍(lán)間的氫鍵作用、二者之間的直接作用及凹凸棒黏土中鋁與靛藍(lán)間的作用是其優(yōu)異穩(wěn)定性的關(guān)鍵。目前，類瑪雅藍(lán)染料的制備方法主要是干法。將凹凸棒黏土與合成靛藍(lán)經(jīng)研磨混合后加熱處理得到類瑪雅藍(lán)染料。干法具有工藝簡便和易于生產(chǎn)等特點，但也存在色澤不均一和耐候性不強等缺點。為此，探索濕法制備技術(shù)具有重要的應(yīng)用意義。凹凸棒黏土在水或溶劑中對陽離子染料有很強的吸附能力。經(jīng)吸附后有很強的結(jié)合能力，再通過染料分子與凹凸棒黏土沸石水的置換作用，可將染料分子固定在孔道中或鍵合在凹凸棒黏土棒晶的表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，采用濕法制備類瑪雅藍(lán)染料，色澤均勻，耐候性強，拓展該類復(fù)合顏料的應(yīng)用領(lǐng)域。
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本發(fā)明的原理是利用凹凸棒黏土對陽離子染料的很強的吸附能力，促進(jìn)染料分子與凹凸棒黏土的有效結(jié)合，再經(jīng)過凹凸棒黏土沸石水的交換，使染料分子有效進(jìn)入凹凸棒石內(nèi)部孔道，改善納米復(fù)合顏料的色澤穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是首先將染料大分子溶于水或有機溶劑中，然后加入凹凸棒黏土室溫吸附2h，其次加入硅類化合物和催化劑升溫至6(Tl00°C反應(yīng)4 48h，接著冷卻至室溫過濾、洗滌，最后13(T250°C干燥4 10h得到類瑪雅藍(lán)染料。其中，所述的染料大分子為靛藍(lán)、靛紅、亞甲基藍(lán)、剛果紅、甲基紫、茜素黃，染料大分子用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的廣5%。其中，靛藍(lán)來源于靛藍(lán)類植物的莖葉、人工合成靛藍(lán)、靛紅、吲哚糖苷、吲哚醋酸酯。其中，所述的硅類化合物為硅酸鈉、硅酸鉀、水玻璃、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷及它們的甲氧基和氯代硅烷，其用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的O. f 2%。
其中，所述的催化劑為氨、鹽酸、胺、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉或金屬氧化物，其用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的O. f 2%。其中，所述的有機溶劑為二甲亞砜、氯仿、二氯甲烷、甲苯、乙醇中的一種或二種。與干法制備方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、在制備階段加入溶劑，有利于染料分子進(jìn)入凹凸棒黏土的孔道，溶劑對粗產(chǎn)物進(jìn)行洗滌可以去除粗產(chǎn)物中的游離染料和硅類化合物。2、在130°C以上進(jìn)行干燥，有利于凹凸棒黏土沸石水與染料分子的進(jìn)一步置換，得到性能更穩(wěn)定的類瑪雅藍(lán)染料。3、將染料分子溶解在水或有機溶劑中，然后用凹凸棒黏土進(jìn)行吸附，得到的產(chǎn)物反應(yīng)均一、充分；
4、引入硅類化合物對凹凸棒黏土和靛藍(lán)類吸附產(chǎn)物進(jìn)行包封，改善類瑪雅藍(lán)染料耐酸堿、耐溶劑和耐射線輻照等綜合性能；
具體實施例方式以下通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，本發(fā)明技術(shù)方案不局限于列舉的具體實施例。實施例1 :將O.1g靛藍(lán)溶解于IOOmL乙醇中，在攪拌條件下，加入IOg凹凸棒黏土室溫吸附2h，再加入O. Olg正硅酸乙酯和O. 5mL氨水，升溫至60°C繼續(xù)反應(yīng)48h，冷卻至室溫后過濾，乙醇洗滌，130 °C干燥IOh得到產(chǎn)物。產(chǎn)物穩(wěn)定性見表I。

實施例2 :將O. 2g亞甲基藍(lán)溶解IOOmL水中，在攪拌條件下，加入IOg凹凸棒黏土室溫吸附2h，再加入50mL乙醇、O. 2g硅酸鈉和O. 5mL鹽酸，升溫至80°C繼續(xù)反應(yīng)26h，冷卻至室溫后過濾，乙醇洗滌，190°C干燥7h得到產(chǎn)物。產(chǎn)物穩(wěn)定性見表I。實施例3 :將O. 3g甲基紫溶解于IOOmL甲苯中，在攪拌條件下，加入IOg凹凸棒黏土室溫吸附2h，再加入O. 2g乙烯基三乙氧基硅烷和O. 5mL硼氫化鈉，升溫至90°C繼續(xù)反應(yīng)10h，冷卻至室溫后過濾，乙醇洗滌，220°C干燥5h得到產(chǎn)物。產(chǎn)物穩(wěn)定性見表I。實施例4 :將O. 5g吲哚醋酸酯溶解于IOOmL 二甲亞砜中，在攪拌條件下，加入經(jīng)90MPa高壓均質(zhì)處理的IOg凹凸棒黏土室溫吸附2h，再加入O.1g四乙氧基硅烷和O. 5mL胺，升溫至100°C繼續(xù)反應(yīng)4h，冷卻至室溫后過濾，乙醇洗滌，在250°C干燥4h后得到產(chǎn)物。產(chǎn)物穩(wěn)定性見表I。表I類瑪雅藍(lán)染料的穩(wěn)定性
權(quán)利要求
1.濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，其特征是首先將染料大分子溶于水或有機溶劑中，然后加入凹凸棒黏土室溫吸附2h，其次加入硅類化合物和催化劑升溫至6(T10(TC反應(yīng)4 48h，接著冷卻至室溫過濾、洗滌，最后13(T250°C干燥4 10h得到類瑪雅藍(lán)染料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，其特征是所述的染料大分子為靛藍(lán)、靛紅、亞甲基藍(lán)、剛果紅、甲基紫、茜素黃，染料大分子用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的I 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，其特征是所述的硅類化合物為硅酸鈉、硅酸鉀、水玻璃、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷及它們的甲氧基和氯代硅烷，其 用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的O. f 2%。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，其特征是所述的催化劑為氨、鹽酸、胺、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉或金屬氧化物，其用量為凹凸棒黏土質(zhì)量的O.廣2%。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，其特征是所述的有機溶劑為二甲亞砜、氯仿、二氯甲烷、甲苯、乙醇中的一種或二種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕法類瑪雅藍(lán)染料的制備方法，首先將染料大分子溶于水或有機溶劑中，然后加入凹凸棒黏土室溫吸附2h，其次加入硅類化合物和催化劑升溫至60~100℃反應(yīng)4~48h，接著冷卻至室溫過濾、洗滌，最后130~250℃干燥4~10h得到類瑪雅藍(lán)染料。與干法相比，本發(fā)明方法制備的類瑪雅藍(lán)染料具有色澤均勻、耐酸堿、耐溶劑和耐紫外線等性能，在油漆和文物修復(fù)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C09B67/08GK103044970SQ20121058635
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張俊平, 王愛勤, 尹建軍, 牟斌 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所盱眙凹土應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心