專利名稱：一種水性顏料分散色漿組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于裝飾原紙本體著色的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水性顏料分散色漿組合 物及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，在我國(guó)將多彩的有機(jī)顏料/無(wú)機(jī)顏料用于抄造裝飾紙著色技術(shù)已被采 用，就是說將憎水的有機(jī)顏料用不同種類的表面活性劑及各種相關(guān)添加劑組合在一起相互 作用，分散在水的介質(zhì)中，形成顏料分散色漿，與要造紙抄造的水、紙漿、鈦白粉的混合物進(jìn) 行充分混合。但是所用的顏料由于它本身性質(zhì)，對(duì)纖維素纖維沒有親和性，在不使用表面 活性劑的條件下，該顏料色漿在造紙機(jī)的篩網(wǎng)上會(huì)從形成的纖維網(wǎng)上被水洗掉，而在造紙 機(jī)的循環(huán)回路中富集，造成諸多問題。所以說重要的是顏料必須被絮凝，而造紙常規(guī)添加的 助劑主要是陽(yáng)離子樹脂、助留劑、濕強(qiáng)劑等用于實(shí)現(xiàn)絮凝和更多保留帶陰離子電荷的顏料， 它們與顏料一起通過所謂的橋連而形成帶陽(yáng)離子電荷的絮凝物。助留劑還可以使鈦白粉與 細(xì)纖維組分絮凝，產(chǎn)生的絮凝物通過離子間的相互作用和氫鍵結(jié)合至纖維素的纖維上被保 留，而使裝飾紙纖維和固體添加物被著色。所以分散劑的合理選用對(duì)所組成的色漿和整個(gè) 絮凝過程起著重要作用。在造紙廠的工藝中，造紙機(jī)的工作車速迅速在提升，造紙機(jī)的篩網(wǎng) 上用于顏料的絮凝物的剪切負(fù)荷也相應(yīng)增大，絮凝物有可能部分被破壞，使其著色強(qiáng)度下 降，形成色差，造成紙張顏色前后不一致；同時(shí)循環(huán)回路白水(混水)的顏色加深，浪費(fèi)資 源，造成污染。所以，選好分散劑組成的顏料分散色漿組合物，對(duì)造紙機(jī)高工作車速導(dǎo)致紙 漿的高剪切速率而使產(chǎn)生的絮凝剪切穩(wěn)定尤為重要。用于抄造裝飾紙著色水性分散漿的現(xiàn)有技術(shù)中已知的水性顏料分散色漿還不能 滿足造紙工業(yè)提出的要求，這些水性顏料色漿常包含有陰離子/非離子表面活性劑，在強(qiáng) 烈的剪切負(fù)荷下，除分散組分吸附顏料的牢固度不足外，還會(huì)出現(xiàn)較多的泡沫，造成紙張濕 部成型過程濕紙表面顏色點(diǎn)狀絮聚；需添加相對(duì)較多的消泡劑，進(jìn)行消泡，易造成殘存在干 紙面上形成拒水的凹穴，對(duì)裝飾原紙后續(xù)的深加工產(chǎn)生不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于抄造裝飾紙著色的水性顏料 分散色漿組合物及其制備方法，有效解決在造紙過程中著色方面的耐高剪切穩(wěn)定和產(chǎn)生泡 沫的問題。本發(fā)明提供一種水性顏料分散色漿組合物，該組合物包括按重量份數(shù)計(jì)組分A 有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料的一種或它們的混合物25-70份組分B 分散劑5-20份組分C 潤(rùn)濕劑0. 5-2份組分D 助水溶性物質(zhì)3-20份組分E —股用于含水涂料色漿的添加劑0. 01-1份
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組分F:水 30-70 份。優(yōu)選地，所述有機(jī)顏料選自單偶氮類、雙偶氮類、偶氮縮合類、萘酚AS類、酞青系 列類、吡咯并吡咯二酮類顏料、苯并吡唑酮類或異吲哚淋酮類的一種或兩種以上混合物； 如ci顏料黃1、CI顏料黃3、CI顏料黃14、CI顏料黃17、CI顏料黃18、CI顏料黃62、CI 顏料黃65、CI顏料黃74、CI顏料黃81、CI顏料黃83、CI顏料黃95、CI顏料黃110、CI顏料 黃120、CI顏料黃139、CI顏料黃147、CI顏料黃151、CI顏料黃154、CI顏料黃180等；CI 顏料橙13、CI顏料橙34、CI顏料橙36、CI顏料橙73等；CI顏料紅5、CI顏料紅8、CI顏料 紅22、CI顏料紅23、CI顏料紅31、CI顏料紅112、CI顏料紅122、CI顏料紅144、CI顏料紅 146、CI顏料紅166、CI顏料紅170、CI顏料紅176、CI顏料紅185、CI顏料紅187、CI顏料 紅254等；CI顏料紫19、CI顏料紫23等；CI顏料藍(lán)15:0、CI顏料藍(lán)15:1、CI顏料藍(lán)15:3、 CI顏料藍(lán)15:6、CI顏料藍(lán)60等；CI顏料綠7、CI顏料綠8、CI顏料綠36等。所述無(wú)機(jī)顏 料選自鐵的氧化物、鉻的氧化物、鈷的氧化物、鈦的氧化物或銻的氧化物的一種或兩種以上 混合物，如氧化鐵黃、氧化鐵紅、華蘭、群青、氧化鉻綠、鈦白粉、鋅鋇白或其它混相金屬氧化 物、碳黑等。優(yōu)選地，組分B為以下(bl)、(b2)、(b3)、(b4)中至少一種或兩種以上混合物組 成(bl)萘磺酸鹽甲醛縮合物、酚磺酸甲醛縮合物、或萘磺酸_酚磺酸甲醛縮合物中 的一種或兩種以上混合物；適用的商品如，亞甲基雙萘磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基萘磺 酸甲醛縮合物等。(b2)烷基萘磺酸鹽；如丁基萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、辛基萘磺酸鈉、二辛基 萘磺酸鈉等。(b3)苯乙烯_苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，化學(xué)式為F-O- (CHCH3CH2O) m_ (CH2CH2O) n_XM式中F=苯乙烯-苯酚基團(tuán)，m = 3-12，η = 10-40，X = CH2C00\ SOf，M = K+、
Na\ NH4+ 等；無(wú)論m、η、X和M選自規(guī)定范圍內(nèi)何值，其所表示的產(chǎn)品都是能夠從市場(chǎng)上購(gòu)買得 到，本發(fā)明的具體實(shí)施方式

中所應(yīng)用的都是從市場(chǎng)上購(gòu)買得到的相應(yīng)產(chǎn)品。(b4)水溶性聚苯乙烯_丙烯酸共聚物；是由堿中和乙烯基酸單元而溶解的聚苯 乙烯-丙烯酸共聚物形式的，優(yōu)選為25-40%重量的樹脂水溶液，優(yōu)選地，所用的樹脂基本 組成是由40-60%重量芳族不飽和化合物和40-60%丙烯酸/甲基丙烯酸/ (甲基)丙烯酸 酯組成的共聚物，所述的共聚物的數(shù)均分子量M = lOOO-lOOOOg/mol。優(yōu)選地，用于制備上述共聚物的芳族不飽和化合物苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基 甲苯或丙烯酸芐酯中的一種或兩種以上混合物；丙烯酸/甲基丙烯酸/(甲基)丙烯酸酯 單體為以下酸，或者是以下酸和酯組成，所述酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、衣康 酸、甲基丙烯酸羥丙磺酸鈉的一種或兩種以上，所述酯為順丁烯二酸單酯化物、順丁烯二酸 二酯、反丁烯二酸(二酯)、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯 酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、(甲 基)丙烯酸羥丙酯的一種或兩種以上。
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優(yōu)選地，用于中和的堿為有機(jī)堿或無(wú)機(jī)堿。有機(jī)堿優(yōu)選為氨，如一乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二異丙醇胺、氨基甲基丙醇等。無(wú)機(jī)堿優(yōu)選為氫氧化鈉、 氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化氨等。優(yōu)選地，組分C為末端含酸基團(tuán)的脂肪醇聚氧乙烯醚，化學(xué)式為R(CH2CH2O)n-XM, 其中 R = C4-C20, η = 3-10，X = CH2C00\ SO” M = K+、Na+、NH4+，(無(wú)論 R、η、X 禾口 M 選自規(guī) 定范圍內(nèi)何值，其所表示的產(chǎn)品都是能夠從市場(chǎng)上購(gòu)買得到，本發(fā)明的具體實(shí)施方式

中所 應(yīng)用的都是從市場(chǎng)上購(gòu)買得到的相應(yīng)產(chǎn)品)?；蚪M分C為琥珀酸脂肪酸酯磺酸鈉，其中脂肪 酸酯選擇C4-C^1的脂肪酸。優(yōu)選地，組分D為乙二醇、丙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、乙二醇丁醚、 二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚，乙醇、異丙醇中的一種或兩種以上混合物。優(yōu)選地，組分E為常用于含水涂料色漿的添加劑，如防腐劑、防霉劑、消泡劑的一 種或兩種以上混合物。常用的防腐劑有苯甲酸鈉、華科981，常用的防霉劑有防霉劑GXL、 防霉劑DC-2011，常用的消泡劑有消泡劑F-111、消泡劑ΑΕ-203Ε。優(yōu)選地，組分F為蒸餾水、軟化水、也可用自來水。上述水性顏料分散漿組合物可以通過如下方法制備按上述組分B、C、D、E、F按照所述重量份數(shù)混合，加入所述重量份數(shù)組分A混合打 漿、均化，在冷卻水降溫條件下，使用砂磨機(jī)或珠磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨至0. 5-2 μ m，分離研磨 介質(zhì)得水性顏料分散色漿。其中研磨介質(zhì)使用尺寸d = 0. 4-8mm的硅石英珠粒或鋯氧化物 珠粒。本發(fā)明所具有的有益效果該水性顏料分散色漿按裝飾原紙抄造的常規(guī)方法，將紙板用水高速打漿，加入鈦 白粉或礦物填料，加入本發(fā)明的水性顏料分散色漿，可以與水任意比例混溶，打漿混合均 勻，加入造紙助劑，與常規(guī)的水性色漿對(duì)比具有優(yōu)異的親纖維素纖維，良好的耐高剪切穩(wěn)定 性，產(chǎn)生的絮凝體均勻，使上色率提高5-20%，在應(yīng)用中不產(chǎn)生泡沫，抄出的紙板顏色均勻、 基本無(wú)色差。濾出的水清晰無(wú)色，減少了三廢的污染，降低了消耗，提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施例方式為了理解本發(fā)明，下面以實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。實(shí)施例1組分A 顏料黃8340份組分B 萘磺酸鹽甲醛縮合物 3份和苯乙烯-苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，化學(xué)式為F-O- (CHCH3CH2O) 3_ (CH2CH2O) 15_S03Na，式中 F =苯乙烯-苯酚基團(tuán)。5 份組分C 末端含酸基團(tuán)的脂肪醇聚氧乙烯醚，化學(xué)式為=C9(CH2CH2O)6SO3Na 1份組分D 甘油5份組分E 防腐劑華科9810.2份組分F:軟化水45. 8份合計(jì)100 份 將上述組分B、C、D、E、F按照所述重量份數(shù)混合，加入所述重量份數(shù)組分A混合打
6漿、均化，在冷卻水降溫條件下，使用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨至0. 5-2 μ m，分離研磨介質(zhì)得水 性顏料分散色漿。實(shí)施例2組分A 顏料紅17035份組分B 酚磺酸甲醛縮合物5份苯乙烯-苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，化學(xué)式為F-O- (CHCH3CH2O) 3_ (CH2CH2O) 15CH2C00Na,式中 F =苯乙烯-苯酚基團(tuán)。6 份
組分C 琥珀酸辛酸酯磺酸鈉2份
組分D 丙二醇8份
組分E 消泡劑F-Ill0.2份
組分F:自來水43. 8份
合計(jì)100份
將上述組分B、C、D、E、F按照所述重量份數(shù)混合，加入所述重量份數(shù)組分A混合打 漿、均化，在冷卻水降溫條件下，使用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨至0. 5-2 μ m，分離研磨介質(zhì)得水 性顏料分散色漿。實(shí)施例3組分A 顏料藍(lán)1535份組分B: 二辛基萘磺酸鈉5份苯乙烯-苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，化學(xué)式為F-O- (CHCH3CH2O) 3_ (CH2CH2O) 15S03Na,式中 F =苯乙烯-苯酚基團(tuán)。6 份組分C 末端含酸基團(tuán)的脂肪醇聚氧乙烯醚，化學(xué)式為=C18(CH2CH2O)ltlSO3Na 1份組分D 乙二醇8份組分E 防酶劑DC-20110. 2份組分F:自來水44. 8份合計(jì)100 份將上述組分B、C、D、E、F按照所述重量份數(shù)混合，加入所述重量份數(shù)組分A混合打 漿、均化，在冷卻水降溫條件下，使用砂磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨至0. 5-2 μ m，分離研磨介質(zhì)得水 性顏料分散色漿。以上水性顏料分散色漿具有高的著色強(qiáng)度，良好的流動(dòng)性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性；在造紙 高剪切條件下基本無(wú)泡沫；在造紙中添加10%該水性顏料分散色漿經(jīng)高剪切1小時(shí)與未剪 切紙漿相比僅損失0. 3%著色強(qiáng)度。本發(fā)明的方法已經(jīng)通過具體的實(shí)施例進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本發(fā) 明的內(nèi)容適當(dāng)改變?cè)?、工藝條件等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒有脫離 本發(fā)明的內(nèi)容，所有類似的替換和改動(dòng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都被視為 包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于該組合物包括按重量份數(shù)計(jì)組分A有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料的一種或它們的混合物25 70份，組分B分散劑5 20份，組分C潤(rùn)濕劑0.5 2份，組分D助水溶性物質(zhì)3 20份，組分E一股用于含水涂料色漿的添加劑，0.01 1份，組分F水30 70份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述有機(jī)顏料 選自單偶氮類、雙偶氮類、偶氮縮合類、萘酚AS類、酞青系列類、吡咯并吡咯二酮類顏料、苯 并吡唑酮類或異吲哚淋酮類的一種或兩種以上混合物；所述無(wú)機(jī)顏料選自鐵的氧化物、鉻 的氧化物、鈷的氧化物、鈦的氧化物或銻的氧化物中的一種或兩種以上混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述組分B為 以下bl、b2、b3、b4中至少一種或兩種以上混合物組成b 1 萘磺酸鹽甲醛縮合物、酚磺酸甲醛縮合物、或萘磺酸-酚磺酸甲醛縮合物中的一種 或兩種以上混合物； b2 烷基萘磺酸鹽；b3 苯乙烯_苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯化合物，化學(xué)式為 F-O- (CHCH3CH2O) m- (CH2CH2O) n_XM式中F =苯乙烯-苯酚基團(tuán)，m = 3-12，η = 10-40，X = CH2C00\ S03 M = K+、Na+、NH4+。b4 水溶性聚苯乙烯-丙烯酸共聚物，是由堿中和乙烯基酸單元而溶解的聚苯乙烯-丙 烯酸共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述組分C為 末端含酸基團(tuán)的脂肪醇聚氧乙烯醚，化學(xué)式為R(CH2CH2O)n-XM,其中R = C4-C20,η = 3-10,X =CH2C00_、S03-，M = K+、Na+、NH4+，或?yàn)殓晁嶂舅狨セ撬徕c，其中脂肪酸酯選擇C4-C2tl的 脂肪酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述組分D為 乙二醇、丙二醇、甘油、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、 丙二醇丁醚，乙醇、異丙醇中的一種或兩種以上混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述組分E為 防腐劑、防霉劑、消泡劑一種或兩種以上混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述的用于中 和的堿為有機(jī)堿或無(wú)機(jī)堿，有機(jī)堿為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二 異丙醇胺或氨基甲基丙醇，無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰或氫氧化氨。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所述聚苯乙 烯_丙烯酸共聚物為25-40%重量的樹脂水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種水性顏料分散色漿組合物，其特征在于所用的樹脂基 本組成是由40-60%重量芳族不飽和化合物和40-60%丙烯酸/甲基丙烯酸/(甲基)丙烯 酸酯組成的共聚物，所述的共聚物的數(shù)均分子量M = lOOO-lOOOOg/mol。優(yōu)選地，所述芳族不飽和化合物為苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯或丙烯酸芐酯中 的一種或兩種以上混合物；丙烯酸/甲基丙烯酸/(甲基)丙烯酸酯單體優(yōu)選為以下酸，或 者是以下酸和酯組成，所述酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、衣康酸、甲基丙烯酸羥 丙磺酸鈉的一種或兩種以上，所述酯為順丁烯二酸單酯化物、順丁烯二酸二酯、反丁烯二酸 (二酯)、丙烯酸縮水甘油酯、、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸 2-乙基己酯、丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙 烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥 丙酯的一種或兩種以上。
10.權(quán)利要求1所述的水性顏料分散色漿組合物的制備方法，其特征在于 將上述組分B、C、D、E、F按照所述重量份數(shù)混合，加入所述重量份數(shù)組分A混合打漿、 均化，在冷卻水降溫條件下，使用砂磨機(jī)或珠磨機(jī)進(jìn)行研磨，研磨至0. 5-2 μ m，分離研磨介 質(zhì)得水性顏料分散漿，其中研磨介質(zhì)使用尺寸d = 0. 4-8mm的硅石英珠粒或鋯氧化物珠粒。
全文摘要
一種水性顏料分散色漿組合物及其制備方法，屬于裝飾原紙本體著色的技術(shù)領(lǐng)域，該組合物包括按重量份數(shù)計(jì)，組分A有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料的一種或它們的混合物25-70份；組分B分散劑5-20份；組分C潤(rùn)濕劑0.5-2份；組分D助水溶性物質(zhì)3-20份；組分E一股用于含水涂料色漿的添加劑0.01-1份；組分F水30-70份；本發(fā)明還提供了水性顏料分散色漿組合物的制備方法，該水性顏料分散色漿與常規(guī)的水性色漿對(duì)比具有優(yōu)異的親纖維素纖維，良好的耐高剪切穩(wěn)定性，產(chǎn)生的絮凝體均勻，使上色率提高5-20％，在應(yīng)用中不產(chǎn)生泡沫，抄出的紙板顏色均勻、基本無(wú)色差。
文檔編號(hào)D21H21/14GK101914326SQ2010102852
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者張家義, 閆少甫, 馬衛(wèi)東 申請(qǐng)人:天津市海山化工科技開發(fā)有限公司