本發明屬于化工領域,涉及有機顏料中的單偶氮染料,具體為一種環保型顏料黃83的生產方法。
背景技術:
1、顏料黃83,也被稱為永固黃hr或聯苯胺黃hr,是一種紅光黃色的雙偶氮顏料,其化學結構式為2,2'-(3,3'-二氯-1,1'-聯苯-4,4'-雙偶氮)雙[n-(4-氯-2,5-二甲氧基苯基)-3-氧代-丁酰胺],其化學式如下式所示:
2、
3、顏料黃83具有優異的耐熱性、耐曬性和耐溶劑性,使其在各種應用中表現出色。它的化學結構中含有氯、氮、氧、硫等元素。在物理性質方面,顏料黃83的密度為1.6g/cm3,熔點為300℃,沸點為900℃。此外,它還具有耐光性6級、耐熱性300℃、耐酸性5級、耐堿性5級的特性。顏料黃83的應用范圍廣泛,包括用于涂料、印刷油墨、繪畫顏料等領域。它屬于高性能有機顏料,具有鮮艷的顏色和良好的分散性。
4、顏料黃83的制備主要經過重氮化、偶合、制粉、烘干幾個主要步驟。偶合后已經形成黃83產品的粗品,而其性能不穩定,品質較差。顏料黃83顏料的偶合組分分子結構比較復雜而大,在偶合過程中,生成的顏料容易包裹未反應的偶合組分,阻止偶合反應繼續進行;通常的解決辦法是在表面活性劑存在下,酸析偶合組分并在偶合過程中適當提高偶合溫度。cn109651836a公開了一種塑膠用低pcbs環保型黃顏料py83的工業化生產方法,該方法通過在底液制備過程加入os-15,使顏料粒子表面被活性劑分子覆蓋,有效抑制了晶體成長,阻礙了聚集體的產生,使步驟3制備偶合組分粒子的顆粒細小,能有效提高偶合反應速度,抑制副反應的產生,亦能使顏料的透明度增強,流動性和分散性得到改善,從而達到提高顏料鮮艷度、著色力、透明度的目的。同時,還通過在偶合液制備過程加入椰油基二甲基氧化胺(sf-1),在堿性條件下,使偶合液增稠、增泡,增加接觸面積使as-irg析出顆粒更加細膩,提高偶合過程的反應速度。此外,還通過在現有顏料黃83生產方法的基礎上,通過在偶合反應中添加取代烯烴(即羥甲基丙烯酰胺)有效阻止偶合反應過程中生成多氯聯苯的副反應,從而達到去除pcbs的目的,有效控制顏料產物中多氯聯苯胺含量低于環保要求的限制值25ppm以下,解決現有生產方法顏料產物中多氯聯苯胺含量高的環境問題,減少后處理及水洗去除多氯聯苯胺的步驟,降低生產成本。但該方法未解決顏料例子轉晶充分、晶型穩定等問題。
5、隨著人們對環保和安全的逐漸重視,在與人體接觸的顏料應用領域,針對塑料與食品包裝墨使用的顏料,歐盟1935/2004/ec中ap(89)1法規決議中有著嚴格規定顏料中有害物質殘存物質的限量,各限度范圍如下:鉛≤100ppm;銻≤100ppm;砷≤100ppm;鋇≤100ppm;鎘≤100ppm;鉻≤1000ppm;汞≤50ppm。芳香胺≤500ppm。其中芳香胺的控制是關鍵。近幾年來,歐盟、美國幾家先進顏料制造企業有報道將偶氮顏料中有害芳香胺的含量從平均1000-5000ppm左右的水平降低到了500ppm的相應規格顏料品種推向了市場。
6、2008年8月1日,歐盟出于保護人類健康和環境;保持和提高歐盟化學工業的競爭力;增加化學品信息的透明度等目的,正式實施了reach法規。法規規定對進入歐盟市場的產量或進口量超過1噸的所有化學物質需要注冊,年產量或進口量10噸以上的化學物質要求提供化學品安全數據表、安全評估報告、風險評估等一系列的注冊檔案技術文件。隨后,針對顏料領域專門出臺了一項安全法規:ap(89)1,在塑料與食品包裝墨領域顏料中殘存的重金屬以及芳香胺殘留量有了明確的限定要求,凡不符合要求的不能被應用于該領域。中國作為世界顏料的主產國,年產量約為世界總產量的70%。而ap(89)1的法規要求成為進入歐盟領域的貿易壁壘。現有顏料黃83產品由于物料中含有有毒芳香胺、重金屬和鹽分較高,無法達到歐美出口標準和國內食品包裝、家裝裝飾等領域使用要求;此外,現有的顏料黃83產品多應用于傳統的油墨、涂料行業,對環境會產生一定的污染,安全、環保性欠缺的諸多不良影響。
7、因此,在現有顏料黃83的生產方法的基礎上進行改進和提升,實現無重金屬和禁用芳香胺,環境友好且色光鮮艷,耐光耐熱,持久不變色,且自然降解性好,可極大地推動國內環保顏料的生產制造,有助于打破貿易壁壘。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題,本發明的目的是提供一種環保型顏料黃83的生產方法,其中該方法包括如下步驟:
2、s1、重氮化反應
3、將鹽酸和醋酸加水稀釋后,再加入3,3’-二氯聯苯胺鹽酸鹽,攪拌溶解完全后,再加冰降溫至0-3℃,再加入亞硝酸鈉水溶液進行中重氮化反應1小時;反應過程中產生的氣體作為廢氣處理,反應結束后,加入氨基磺酸消除多余的亞硝酸鈉,加入冰和水保持溫度為3-8℃,制得重氮液待用;
4、s2、偶合反應
5、堿加水稀釋后加入4-氯-2,5-雙甲氧基乙酰乙酰苯胺、即色酚as-irg,常溫攪拌溶解完全后,加入水和冰調整溫度至25℃,再加入80%醋酸和58%醋酸鈉經水溶解制得的稀鹽酸溶液,加入乳化劑os,即3-羥基-4,5-雙(羥甲基)-2-(3-甲基丁-2-烯-1-基)苯基2,4-二羥基-6-甲基苯甲酸酯,進行酸析0.5~1.0小時,至ph值為6.0-6.5之間,加入冰和水調整溫度至15-25℃,制得偶合液待用;
6、將所得偶合液加入步驟s1所得重氮液中,進行偶合反應3~3.5小時,反應期間保持反應溫度為20-25℃,用液堿控制反應ph=4-5。偶合結束,攪拌0.5小時后,通過加熱蒸汽升溫至80-85℃,保溫0.5小時,待用;
7、s3、壓濾、洗滌
8、將s2所得偶合產物經壓濾機壓濾將水與所得顏料分離,壓濾產生的廢水進入污水處理站處理,加水至壓濾機漂洗物料至中性,漂洗后產生的廢水進入污水處理站處理,濾餅待用;
9、s4、后處理
10、將s3所得濾餅加入反應釜中,加水定容至反應釜容積的70~80%,,打漿30分鐘,再加入亞硫酸鈉,加液堿調節ph值12-13,密閉反應釜,升溫至110℃-120℃,保溫2小時,降溫至60-70℃,待用;
11、s5、壓濾、精洗
12、將s4所得產物再次經壓濾機壓濾,壓濾產生的廢水進入污水處理站處理,加水至壓濾機漂洗物料至中性,漂洗后吹脫,待用;漂洗吹脫后產生的廢水進入污水處理站處理;
13、s6、干燥、粉碎
14、將s5所得濾餅干燥,干燥溫度為80-85℃,干燥12小時,干燥產生的氣體經除塵處理,收集得到的粉塵與壓濾濾餅混合后進行烘干至干燥水分0.5-1.5%,未被收集的氣體作為廢氣處理;干燥后得到成品顏料黃83。
15、優選地,s1中二氯聯苯胺鹽酸鹽、亞硝酸鈉和鹽酸的投料摩爾比為:1:2~3:4~5,優選為:1:2.2~2.6:4.3~4.8,最佳為1:2.4:4.5。
16、優選地,s2中色酚as-irg與堿的投料摩爾比為:1:1~2,優先為1:1.5~2,最佳為1:1.8。
17、優選地,s2中所用為液堿或純堿,優選為液堿546。
18、優選地,s2中通過鹽酸、液堿調解ph,醋酸穩定ph。
19、優選地,s5中物料漂洗至導電率≤100μs/cm。
20、優選地,s6中濾餅烘干至水分≤1.0%。
21、優選地,s6中所得烘干物再經超微粉碎處理。
22、優選地,亨斯曼l-207和乙酰乙酰苯胺在85-90度,保溫6小時,制得一助劑,該助劑s2偶合反應前添加;其中該助劑的摩爾投料比為0.051。
23、與現有技術相比,本發明提供的一種全新環保型顏料黃83的生產方法,本方法在傳統生產工藝基礎上對偶合反應結束的物料進行壓濾、洗滌,去除有機雜質和鹽分,然后使用專用高速打漿機對濾餅進行高速打漿,在壓力釜中進行高溫、壓力處理,再進一步用純水洗滌,該工藝使得顏料粒子轉晶更充分、晶型更穩定,粒徑分布更窄,得到的顏料黃83耐化學性、耐光性和耐熱性等均高于行業標準,且不含有禁用的芳香胺或有毒物質。性能檢測數據也表明,此外,本發明獨有的助劑可提高顏料黃83在nc體系中增加20%以上的著色力;以及獨特的后處理工藝,可無需通過氣流粉碎即可實現獲得分散性很好,1500目壓濾值小于1的顏料。本發明提供的生產方法所得顏料黃83色光鮮艷,高光澤高透明,耐光、耐熱性好,持久不變色,且顏料中不含重金屬和禁用芳香胺,自然降解性好,可廣泛應用于環保型水性色漿、噴墨、粉末涂料、高檔汽車(船舶)防腐漆等新型領域,尤其是食品領域,對環境安全友好。
24、術語說明
25、當將術語“約”應用于諸如ph、濃度、溫度等的參數時,表明該參數可以變化±10%,并且有時更優選地在±5%之內。如本領域技術人員將理解的,當參數不是關鍵時,通常僅出于說明目的給出數字,而不是限制。