《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》是黃山加佳科技有限公司、黃山佳彩科技有限公司於2010年2月10日申請的發明專利，該專利申請號為2010101136142，公布號為CN101787100A，專利公布日為2010年7月28日，發明人是王濟民、唐禮亮、汪崇建、孫克明、王劍秋、丁習虎、汪躍東、汪海明。
《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》涉及螢光顏料領域，具體涉及一種水乳型螢光顏料的合成工藝，主要包括乳化工序、種子乳液合成工序、滴加反應工序和後處理工序；該發明首先是通過乳化工序製備乳化液；再將製備的乳化液取其總量的5％-20％合成種子乳液，然後再進行滴加反應工序和後處理工序，這樣有助於保證整個水乳型螢光顏料的合成工藝的穩定，降低了產品的粘度，提高了樹脂的透明度和產品的螢光度，所以由該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的粘度低，螢光度好。
2021年8月16日，《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種水乳型螢光顏料的合成工藝
- 公布號：CN101787100A
- 公布日：2010年7月28日
- 申請號： 2010101136142
- 申請日：2010年2月10日
- 申請人：黃山加佳科技有限公司、黃山佳彩科技有限公司
- 地址：安徽省黃山市徽州區永佳大道169號
- 發明人：王濟民、唐禮亮、汪崇建、孫克明、王劍秋、丁習虎、汪躍東、汪海明
- Int.Cl.：C08F236/10(2006.01)I、C08F212/08(2006.01)I、C08F220/06(2006.01)I、C08F220/14(2006.01)I
- 類別：發明專利
- 專利代理機構：合肥誠興智慧財產權代理有限公司
- 代理人：湯茂盛
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
螢光顏料多數為固體粉末狀，在紡織漿料、紙張塗料等套用領域中，先要把固體粉狀產品經過分散、砂磨等工序製成螢光顏料漿，然後才能使用，而且現在使用的都是含有有毒有害的化學物質，既不方便也不環保；隨著環境保護越來越受到重視，水乳型螢光顏料應運而生，水乳型螢光顏料可以直接套用於紡織漿料、紙張塗料、水性油墨、螢光墨水等，使用方便，不會沉澱，同時不含有毒有害物質，安全環保。傳統的水乳型螢光顏料的合成工藝是直接將反應原料進行乳化，乳化所得乳化液直接加入引發劑進一步繼續反應，即得水乳型螢光顏料成品，但是由這種合成工藝製備的水乳型螢光顏料的粘度高、螢光度差。
發明內容
專利目的
該發明的目的是提供一種水乳型螢光顏料的合成工藝，由該合成工藝製備的水乳型螢光顏料的粘度低，螢光度好。
技術方案
《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》包括以下步驟：
a、乳化工序：將去離子水和乳化劑加入乳化釜中，加熱至完全溶解後，再加入反應單體和螢光染料，攪拌均勻後，乳化得乳化液備用；
b、種子乳液合成工序：取上述所得乳化液總量的5％-20％合成種子乳液，先將占總量的5％-20％的乳化液加入反應釜中升溫至60-90℃，再加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，待反應完全即得種子乳液；
c、滴加反應工序：待上述種子乳液合成後，將剩餘的乳化液加入至種子乳液的反應釜中繼續反應，並控制反應溫度在60-90℃之間；
d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液在反應釜中完全反應後，將反應液冷卻至室溫後用調節劑調節pH至7-9之間，即可得螢光顏料。
改善效果
《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》的上述技術方案主要是針對水乳型螢光顏料，對於水乳型螢光顏料的常用組分如下：反應單體包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丁二烯、丙烯腈、異戊二烯、甲基丙烯醯胺、氯乙烯等；乳化劑包括聚氧乙烯烷基酚、聚氧乙烯多元醇羧酸酯、烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉等；調節劑包括氫氧化鉀、三乙胺、三乙醇胺等；引發劑包括過硫酸氨、過硫酸鉀等；螢光染料包括鹼性螢光黃、鹼性螢光紅、鹼性螢光紫等；在實際生產的過程中，螢光顏料的組分如反應單體、乳化劑、調節劑、引發劑和螢光染料是根據客戶的需求以及實際情況來選擇不同的配方，該發明主要是對水乳型螢光顏料的合成工藝進行了改進，首先是製備乳化液；再將製備的乳化液取其總量的5％-20％加入反應釜中合成種子乳液，這樣有助於整個合成工藝的穩定，降低了產品的粘度，提高了樹脂的透明度和產品的螢光度；待種子乳液合成完全後再滴加剩餘的乳化液進行反應，待反應完全後冷卻至室溫後調節pH至7-9之間即可得螢光顏料，由於合成螢光顏料的整個反應過程是放熱反應，所以在合成螢光顏料時要控制反應溫度在60-90℃之間，這樣可保證整個合成工藝的順利進行，確保了該發明合成工藝的穩定性，所以由該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的粘度低，螢光度好。
技術領域
《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》涉及螢光顏料領域，具體涉及一種水乳型螢光顏料的合成工藝。
權利要求
1.《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》包括以下步驟：a、乳化工序：將去離子水和乳化劑加入乳化釜中，加熱至完全溶解後，再加入反應單體和螢光染料，攪拌均勻後，乳化得乳化液備用；b、種子乳液合成工序：取上述所得乳化液總量的5％-20％合成種子乳液，先將占乳化液總量的5％-20％的乳化液加入反應釜中升溫至60-90℃，再加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，待反應完全即得種子乳液；c、滴加反應工序：待上述種子乳液合成後，將剩餘的乳化液加入至種子乳液的反應釜中繼續反應，並控制反應溫度在60-90℃之間；d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液在反應釜中完全反應後，將反應液冷卻至室溫後用調節劑調節pH至7-9之間，即可得螢光顏料。
2.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的乳化工序中採用的乳化設備為高剪下乳化頭。
3.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的乳化工序中將去離子水和乳化劑加入釜中，加熱的溫度小於等於60℃。
4.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的種子乳液合成工序和滴加反應工序中的乳化液是採用計量泵勻速加入至反應釜中。
5.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的滴加反應工序中剩餘的乳化液是在2-4小時內勻速加入至反應釜中。
6.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的後處理工序中剩餘的乳化液在反應釜中完全反應後，還包括脫除殘留反應單體步驟。
7.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的後處理工序中採用的調節劑為氫氧化鈉。
8.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的後處理工序中，控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液在反應釜中完全反應，具體的是先將剩餘的乳化液在反應釜中保溫反應1小時，然後再加入引發劑，繼續保溫反應2小時至反應完全。
9.根據權利要求1所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的後處理工序中，將反應液冷卻至室溫後用調節劑調節pH至7-9之間，然後還包括採用螢光染料調節螢光顏料的色相步驟。
10.根據權利要求6所述的水乳型螢光顏料的合成工藝，其特徵在於：所述的脫除殘留反應單體步驟是採用真空泵脫除殘留反應單體。
實施方式
《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》的水乳型螢光顏料的合成工藝，所述的乳化工序中採用的乳化設備為高剪下乳化頭。且優選的乳化工序中將去離子水和乳化劑加入釜中，加熱的溫度小於等於60℃。採用高剪下乳化頭進行乳化，乳化後物料的粒徑細，不易沉澱，保證了所合成的螢光顏料的穩定性；加熱時的溫度小於等於60℃有利於原料的溶解且又不會使部分有機原料揮發。該發明的水乳型螢光顏料的合成工藝，所述的種子乳液合成工序和滴加反應工序中的乳化液是採用計量泵勻速加入至反應釜中。其中所述的滴加反應工序中剩餘的乳化液是在2-4小時內勻速加入至反應釜中。採用這樣的技術方案保證了反應的穩定進行，確保了引發劑的活性，使乳化液能夠充分與其進行反應，保證了螢光顏料的色度。該發明的水乳型螢光顏料的合成工藝，所述的後處理工序中，優選的是將剩餘的乳化液在反應釜中先保溫反應1小時，然後加入引發劑，再保溫反應2小時，這樣可確保所得螢光顏料的穩定性好；待反應完全後，再脫除殘留的反應單體，一般優選的是採用真空泵脫除殘留反應單體，這樣可提高螢光顏料的純度，降低螢光顏料的氣味，進一步保證其穩定性；然後再將反應所得物冷卻至室溫，採用氫氧化鈉作為調節劑調節pH至7-9之間，同時還可根據不同的需要採用螢光染料調節螢光顏料的色相。
下面結合實施例對該發明的水乳型螢光顏料的合成工藝進行詳細的說明：
- 實施例1
a、乳化工序：將去離子水和乳化劑投入乳化釜中，加熱至60℃溶解完全後，加入反應單體丁二烯、苯乙烯、丙烯酸和螢光染料，攪拌均勻，採用高剪下乳化頭乳化得乳化液備用；b、種子乳液合成工序：取上述備用乳化液總量的15％合成種子乳液，用計量泵將15％乳化液泵入反應釜中，攪拌，加熱到60-90℃，加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，聚合反應1小時得種子乳液；c、滴加反應工序：用計量泵將剩下的乳化液在2小時內勻速加入反應釜中進行反應，且控制反應溫度在60-90℃之間；d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液滴加完全後，保溫反應1小時，然後加入引發劑，再保溫反應2小時，待反應完全後，啟動真空泵真空脫除體系中的殘留反應單體，然後將體系溫度降至室溫，再用調節劑調節體系pH至7，再根據客戶要求調整產品色相，過濾包裝即得螢光顏料成品。
- 實施例2
原料 | 重量 | 原料 | 重量 |
|---|---|---|---|
甲基丙烯酸甲酯 | 55 | 乳化劑 | 8.7 |
甲基丙烯酸丁酯 | 45 | 調節劑 | 0.3 |
丙烯酸 | 7.9 | 引發劑 | 0.2 |
去離子水 | 140 | 螢光染料 | 6.3 |
a、乳化工序：將去離子水和乳化劑投入乳化釜中，加熱至50℃溶解完全後，加入反應單體甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸和螢光染料，攪拌均勻，乳化2個小時得乳化液備用；b、種子乳液合成工序：取上述備用乳化液總量的5％合成種子乳液，用計量泵將5％乳化液泵入反應釜中，攪拌，加熱到60-90℃，加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，聚合反應完全後得種子乳液；c、滴加反應工序：用計量泵將剩下的乳化液在4小時內勻速加入反應釜中進行反應，且控制反應溫度在60-90℃之間；d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液滴加完全後，首先保溫反應1小時，然後加入引發劑，再保溫反應2小時，待反應完全後，啟動真空泵真空脫除體系中的殘留單體，然後將體系溫度降至室溫，再用調節劑調節體系pH至9，再根據客戶要求調整產品色相，過濾包裝即得螢光顏料成品。
- 實施例3
原料 | 重量 | 原料 | 重量 |
|---|---|---|---|
甲基丙烯酸甲酯 | 67 | 乳化劑 | 9.4 |
丙烯腈 | 33 | 調節劑 | 0.3 |
丙烯酸 | 8.6 | 引發劑 | 0.2 |
去離子水 | 130 | 螢光染料 | 7.1 |
a、乳化工序：將去離子水和乳化劑投入乳化釜中，加熱溶解完全後，加入反應單體甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸和螢光染料，攪拌均勻，乳化得乳化液備用；b、種子乳液合成工序：取上述備用乳化液總量的20％合成種子乳液，用計量泵將20％乳化液泵入反應釜中，攪拌，加熱到60-90℃，加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，聚合反應2小時得種子乳液；c、滴加反應工序：用計量泵將剩下的乳化液在3小時內勻速加入反應釜中，且控制反應溫度在60-90℃之間；d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液滴加完全後，保溫反應1小時，然後加入引發劑，再保溫反應2小時，待反應完全後，啟動真空泵真空脫除體系中的殘留單體，然後將體系溫度降至室溫，再用調節劑調節體系pH至8，再根據客戶要求調整產品色相，過濾包裝即得螢光顏料成品。
- 實施例4
原料 | 重量 | 原料 | 重量 |
|---|---|---|---|
甲基丙烯酸甲酯 | 42 | 乳化劑 | 7.6 |
甲基丙烯醯胺 | 58 | 調節劑 | 0.3 |
丙烯酸 | 7.8 | 引發劑 | 0.2 |
去離子水 | 100 | 螢光染料 | 5.9 |
a、乳化工序：將去離子水和乳化劑投入乳化釜中，加熱溶解完全後，加入反應單體和螢光染料，攪拌均勻，乳化得乳化液備用；b、種子乳液合成工序：取上述備用乳化液總量的15％合成種子乳液，用計量泵將15％乳化液泵入反應釜中，攪拌，加熱到60-90℃，加入引發劑進行反應，並控制反應溫度在60-90℃之間，聚合反應1小時得種子乳液；c、滴加反應工序：用計量泵將剩下的乳化液在3小時內勻速加入反應釜中，且控制反應溫度在60-90℃之間；d、後處理工序：控制反應溫度在60-90℃之間至剩餘的乳化液滴加完全後，保溫反應1小時，然後加入引發劑，再保溫反應2小時，待反應完全後，啟動真空泵真空脫除體系中的殘留單體，然後將體系溫度降至室溫，再用調節劑調節體系pH至7.5，再根據客戶要求調整產品色相，過濾包裝即得螢光顏料成品。
- 對比實施例
原料 | 重量 | 原料 | 重量 |
|---|---|---|---|
丁二烯 | 44 | 乳化劑 | 9.2 |
苯乙烯 | 56 | 調節劑 | 0.2 |
丙烯酸 | 7.2 | 引發劑 | 3 |
去離子水 | 120 | 螢光染料 | 5.1 |
將去離子水和乳化劑投入拌攪釜中，溶解完全後，加入反應單體丁二烯、苯乙烯、丙烯酸及螢光染料，攪拌均勻，再高速攪拌0.5小時；用泵將乳化液勻速加入反應釜中，要求在2-4小時內加完，同時滴加引發劑；保持反應溫度在60-90℃範圍內，乳化液加完後繼續保溫反應1小時，再加入引發劑，保溫反應2小時，將體系溫度降至40℃以下，用調節劑調節pH值在7-9之間，根據客戶要求，調整產品色相，過濾，包裝。該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的固含量檢測方法：取2克產品於稱量瓶中，在105℃烘箱中烘3小時，冷卻至室溫，稱量並計算固含量；該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的pH值用pHB-4pH計進行檢測；該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的粘度按照《GB6753.4塗料流出時間的測定ISO流量杯法》方法，採用4號杯進行檢測；該發明的合成工藝製備的水乳型螢光顏料的色差用color i5色差儀進行檢測。
實施例1-4所得水乳型螢光顏料的外觀均為均勻液體，無沉澱。
固含量 | pH | 粘度 | 色差（△E） | |
|---|---|---|---|---|
對比實例 | 45.90% | 7.4 | 217S | 3.57 |
實施例1 | 46.70% | 7.8 | 41S | 0.71 |
實施例2 | 43.90% | 8.1 | 38S | 0.45 |
實施例3 | 45.20% | 7.5 | 47S | 0.56 |
實施例4 | 51.60% | 8.4 | 65S | 0.28 |
榮譽表彰
2021年8月16日，《一種水乳型螢光顏料的合成工藝》獲得安徽省第八屆專利獎優秀獎。
