【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及炭黑基顏料，具體涉及一種抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料及其制備工藝。
技術介紹
1、炭黑用于造紙工業，作為黑色顏料以生產黑色、灰色、或深色的紙和硬紙板炭黑和其他有機顏料比，其價格相對便宜，耐光性和化學物質性好，且著色性和遮光性好，還可使紙張具有導電性，因此用炭黑著色的紙張，常用于裝潢材料、避光包裝材料(如感光膠片用包裝紙)、各種圖冊用紙、高壓電纜用紙等；普通的色素炭黑的粒徑只有8-100納米，粒子表面能高，易自聚，難潤濕，是顏料中最難分散的品種。炭黑是親油疏水的，炭黑很難穩定地分散在水性的體系中。如果直接用粉狀或粒狀炭黑造紙，由于常用的炭黑有憎水性，在水性紙漿中難以混合和分散，而且容易污染設備和環境。因此需要對炭黑色粉進行后處理，以滿足炭黑在水性紙漿中的使用需求。
2、傳統工藝下的炭黑，都屬于疏水親油型的產品，無法直接用于造紙或其他水性環境的產品配色。為解決炭黑應用問題，常見的辦法是將傳統炭黑改性，制備具有親水性的炭黑產品。目前國內外對炭黑的親水性改性研究很多，主要集中在兩大方向，一是通過強氧化等方式增加炭黑的表面親水性基團，提高炭黑的親水性；二是在水性環境下添加大量的炭黑分散劑、潤濕劑、離子型界面活性劑、消泡劑等原料，經研磨工藝制備成炭黑色漿，再經烘干、破碎、研磨等工藝制得親水性炭黑。
3、但是，上述兩種方式都存在炭黑原材料單一、且生產的炭黑在抗紫外效果一般和阻燃效果差的缺點，同時很大程度上提高了親水性炭黑的原材料和生產成本。
技術實現思路
2、現有技術一般通過添加纖維、固體潤滑劑及其他特種納米功能填料來實現，但是其在填充上述填料后，其拉伸強度和韌性都下降，很難實現高承載能力與高的斷裂伸長率。
3、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
4、一種抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，組分包括質量比為100:(1-2):(5-8)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2-4)；
5、其中，氧化物凝膠的組分包括質量比為1:(1-2)：(3-5)：(10-15)的ce(no3)3、fe(no3)3、檸檬酸和聚乙二醇；改性水滑石粉的組分包括質量比為(10-20)：(1-3)：(2-5)的水滑石、偶聯劑和改性劑。
6、在本專利技術更進一步的方案中：炭黑基顏料的組分包括質量比為100:(1.2-1.8):(6-7)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2.5-3.5)；
7、其中，氧化物凝膠的組分包括質量比為1:(1.2-1.8)：(3.5-4.5)：(11-14)的ce(no3)3、fe(no3)3、檸檬酸和聚乙二醇；改性水滑石粉的組分包括質量比為(12-18)：(1.5-2.5)：(3-4)的水滑石、偶聯劑和改性劑。
8、在本專利技術更進一步的方案中：炭黑基顏料的組分包括質量比為100:1.5:6.5的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:3；
9、其中，氧化物凝膠的組分包括質量比為1:1.5：4：13的ce(no3)3、fe(no3)3、檸檬酸和聚乙二醇；改性水滑石粉的組分包括質量比為15：2：3.5的水滑石、偶聯劑和改性劑。
10、在本專利技術更進一步的方案中：所述偶聯劑選自雙四硫化物、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一種。
11、在本專利技術更進一步的方案中：所述改性劑包括二甲基亞砜、甲苯二異氰酸酯和二丁基二月桂酸錫。
12、在本專利技術更進一步的方案中：所述膠黏劑為松油醇。
13、一種如上所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料的制備工藝，包括以下步驟：
14、(1)制備炭黑粉：將炭黑材料進行納米粉碎處理，得到炭黑粉；
15、(2)制備氧化物凝膠；以去離子水為溶劑，按照質量比加入ce(no3)3、fe(no3)3、檸檬酸和聚乙二醇，得到混合溶液，在80℃的水浴條件下持續攪拌混合溶液2-4h，得到透明溶膠；
16、(3)制備改性水滑石粉：將水滑石研磨成粉末狀后按照質量比同偶聯劑和改性劑一起加入反應釜中，密封抽真空并充氮氣，然后以磁力攪拌6-8h，真空干燥后得到改性水滑石粉；
17、(4)制備炭黑基顏料：按照質量比將炭黑粉、氧化物凝膠和改性水滑石粉一起加入反應釜中，混合均勻后再加入膠黏劑繼續攪拌均勻，最終得到炭黑基顏料。
18、在本專利技術更進一步的方案中：步驟(1)中，碳黑粉粒徑小于1500目。
19、在本專利技術更進一步的方案中：在步驟(4)中，反應釜的溫度為60-120℃，攪拌時間為3-6h。
20、本專利技術的有益效果：
21、(1)本專利技術中選用的水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物，經過改性后，水滑石表面的偶氮基被引出，使其形成含偶氮基的反應性水滑石，再通過加入膠黏劑，與納米炭黑進行接枝反應，可以使納米炭黑粒子間的分散性變好，同時也可以提高納米炭黑的親水性；
22、(2)本專利技術工藝中的炭黑聚集體具有開放式結構，而且炭黑本身也屬于多孔物質，以凝膠的形式在炭黑空隙中引入鐵和鈰，由于的超細氧化鈰具有強的紫外線吸收性能，同時氧化鐵也是優秀黑色顏料，所以該體系可與納米炭黑配合來加強紫外線吸收效果，起到增強炭黑著色強度的作用。
23、(3)在本專利技術工藝中，由于水滑石和復合氧化物凝膠都有極強的阻燃特性，其在對紙漿進行染色的過程中，可在其表面形成一層抗氧化的阻燃層，增強造紙的阻燃效果。
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1.一種抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:(1-2):(5-8)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2-4)；
2.根據權利要求1所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:(1.2-1.8):(6-7)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2.5-3.5)；
3.根據權利要求2所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:1.5:6.5的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:3；
4.根據權利要求1-3任一所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，所述偶聯劑選自雙四硫化物、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一種。
5.根據權利要求1-3任一所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，所述改性劑包括二甲基亞砜、甲苯二異氰酸酯和二丁基二月桂酸錫。
<...【技術特征摘要】
1.一種抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:(1-2):(5-8)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2-4)；
2.根據權利要求1所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:(1.2-1.8):(6-7)的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:(2.5-3.5)；
3.根據權利要求2所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于，組分包括質量比為100:1.5:6.5的炭黑粉、氧化物凝膠以及改性水滑石粉的混合粉，還包括膠黏劑，混合粉與膠黏劑的質量比為100:3；
4.根據權利要求1-3任一所述的抗紫外線高阻燃造紙用炭黑基顏料，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐彬，張志景，冉霞飛，李科科，
申請(專利權)人：安徽黑貓新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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