一種鐵棕顆粒狀顏料及其製造方法
2023-06-10 06:56:21
專利名稱：一種鐵棕顆粒狀顏料及其製造方法
技術領域：
本發明屬於化工顏料領域，涉及一種顏料及其製造方法，更進一步說，具體是一種
鐵棕顆粒狀顏料及其製造方法。
背景技術：
氧化鐵系列顏料是塗料、水泥、瀝青等工業中被廣泛應用的重要著色原料。傳統的這些原料都是微細的粉末產品，在使用中極易飛揚，嚴重影響環境和工人的身體健康，並且在現代化生產作業中，由於它的流動性差，不易準確計量和自動投料，在工業自動化生產線上很難推廣應用。因此，迫切需要開發一種能解決粉塵汙染的環保型顏料。針對這些技術問題，申請人通過大量的研究和試驗，提出申請並獲得了名稱為"顆粒狀氧化鐵紅顏料及其製造方法"的發明專利(專利號ZL03103924. 3)，該專利技術通過將傳統的氧化鐵紅粉末原料製造成一定直徑的顆粒狀，在不改變產品性能和使用效果的基礎上，較好地解決了原先粉末原料的粉塵汙染問題，從而解決了粉末狀鐵紅顏料的替代問題，遏止了塵肺職業病在接觸人群中的蔓延趨勢。同時，該專利技術改善了產品的良好流動性，解決了現代工業生產中難以自動計量的難題，使得投料準確、方便。 但是，由於ZL03103924. 3號發明專利只解決了氧化鐵紅粉末顏料的傳統問題，並沒有解決將氧化鐵系列其它著色原料或鈦白粉著色原料作為顏料主體的技術問題，諸如當鐵棕作為著色原料主體時，如何解決其粉塵飛揚、自動計量困難的同時，又能很好地保障產品的性能問題。事實上，解決鐵棕顏料的上述系列問題，需要對鐵棕的性能作深入的分析，特別是對主體顆粒包覆層的添加劑成份組合以及優選方案、顆粒直徑的最佳選擇以及對應的製造方法進行研究，從而提出具有實際意義的解決方案。
發明內容
本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述不足，提出一種環保安全、計量方便、性能穩定的鐵棕顏料和相應的製造方法，具體提供一種鐵棕顆粒狀顏料及其製造方法。 氧化鐵棕(簡稱鐵棕)化學式為mFe^+nFe^,即氧化鐵黑(簡稱鐵黑，Fe3Q4)與氧化鐵紅(簡稱鐵紅，Fe203)按適當的比例配製而成，是一種高質量的無機顏料，棕色顏料中產量最大的無機顏料品種是氧化鐵棕。氧化鐵棕還可以用氧化鐵紅、氧化鐵黃(簡稱鐵黃，Fe203 H20)、氧化鐵黑三種拼色或者用氧化鐵黑、氧化鐵黃二種拼色而成，即通過選擇不同的組份及配比可以拼出多種色光的氧化鐵棕。主要用於塗料、建築、橡膠、塑料的著色、水泥著色、配製木器漆、色漆以及皮革上色等用途。鐵棕拼混產品具有氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑的特性，鐵棕還具有顏色範疇大，適應性強等主要特點，與氧化鐵紅、鐵黃、鐵黑相比適用範圍更加廣泛，更能適用於用戶。 本發明所涉的鐵棕顆粒狀顏料，包括主體成份鐵棕，主體成份鐵棕外有添加劑包覆層，主體成份鐵棕與包覆層結合在一起構成顆粒狀顏料。
上述所涉的主體成份鐵棕是將鐵黑粉與鐵紅粉按適當比例配製而成，也可以是鐵紅粉、鐵黃粉、鐵黑粉三種或者鐵黑粉、鐵黃粉二種按適當比例拼色而成，包覆層添加劑的成分是羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、矽酸鈉、明膠、木質素磺酸鈉、硫酸亞鐵、木質素磺酸鈣、六偏磷酸鈉、聚丙烯酸、硬脂酸鈉中任意一種或一種以上組份的組合。 作為一種優選，包覆層添加劑的成分是矽酸鈉、明膠中任意一種或兩種組份的組合。 作為一種優選，包覆層添加劑的成分是硬脂酸鈉、六偏磷酸鈉中任意一種或兩種組份的組合。 更進一步優選，包覆層添加劑的成分是木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇中任意一種或一種以上組份的組合。 本發明所涉鐵棕顆粒直徑為4毫米 0. 15毫米。
作為一種優選，顆粒直徑為1. 40毫米 0. 3毫米。 本發明所涉的鐵棕顆粒狀顏料製造方法，通過以下步驟實現a)取羧甲基纖維素
鈉、聚乙烯醇、矽酸鈉、明膠、木質素磺酸鈉、硫酸亞鐵、木質素磺酸鈣、六偏磷酸鈉、聚丙烯
酸、硬脂酸鈉中任意一種或一種以上組份的組合作為添加劑，各種組份之間的配比可以是
任意配比，將添加劑配製成0. 1 30% (重量比)的水溶液，加熱30 IO(TC ;b)根據鐵
棕顏色的實際需要情況，將鐵黑粉與鐵紅粉以適當配比放入混合機混勻，再通過高速粉碎
機磨合製成鐵棕備用，也可以將鐵紅粉、鐵黃粉、鐵黑粉三種或者鐵紅粉、鐵黃粉二種組份
按適當的比例混合備用；按重量份，取鐵棕100份 200份，送入造粒機，將15份 60份添
加劑水溶液均勻噴淋到粉料上，可以選用噴淋罐進行噴淋，並採用壓縮空氣加壓，所用的壓
力一般控制在O. 6Mpa內，逐漸形成小顆粒，這些顆粒可以是球狀，也可以是圓柱狀或其他
形狀；c)將步驟b)製得的顆粒用振動篩篩選，振動篩所選用的孔徑為4毫米 0. 15毫米，
優選孔徑為1. 40毫米 0. 3毫米，並將所得粒徑物料進行烘乾即得成品。 從理論上講，作為原料的鐵棕粉末，配製鐵棕粉末的鐵黑粉與鐵紅粉的配比可以
是任意的，如果選用鐵紅粉、鐵黃粉、鐵黑粉三種或者鐵紅粉、鐵黃粉二種拼色時，這些組份
之間的配比也可以是任意的，實際操作中，將根據成品鐵棕顏料色著的需要，按適當的比例
將鐵黑粉與鐵紅粉混合或者將鐵紅粉、鐵黃粉、鐵黑粉三種或者鐵黑粉、鐵黃粉二種組份按
適當的比例混合，以滿足工業上的不同需求。當然，也可以根據實際情況，從市場直接購入
已配製好的鐵棕，供製造鐵棕顆粒狀顏料備用。 作為一種優選，取硬脂酸鈉、六偏磷酸鈉中任意一種或兩種組份的組合作為添加
劑，用自動計量輸送機送入直徑1500mm 3000mm圓盤造粒機，製得小球狀顆粒。 作為一種優選，取木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇中任意一種或一種以上
組份的組合作為添加劑，用自動計量輸送機送入直徑1500mm 3000mm圓盤造粒機，並製得
小球狀顆粒。 本發明的有益效果至少包括 1、由於本發明將傳統的粉末狀鐵棕著色原料製造成覆蓋有添加劑的較大顆粒狀顏料，使得該產品在空氣中沉降速度快，不易擴散，從而有效遏止粉塵汙染，這種顆粒狀顏料很好地替代了傳統粉末狀鐵棕顏料，解決了因使用傳統粉末狀鐵棕顏料所引起的職業病問題。
4
2、因本發明所得的產品呈現一定大小的顆粒狀，從而改善了產品的流動性能，解
決了在現代工業化生產中難以自動計量的難題，實現了方便、準確投料的目的。 3、本發明所涉的鐵棕顆粒狀顏料製造技術，與已有的造粒技術相比，具有突出的
實質性特點和顯著的進步，從而大大提高了所得鐵棕顆粒狀顏料的產品使用性能 (1)採用已有的造粒技術，雖然也可以得到鐵棕顆粒顏料，但是產品的使用性能也
受到很大的影響，在塗料、水泥、瀝青等物料中應用時不易分散、易結塊等難題。本發明所涉
的鐵棕顆粒狀顏料製造方法，不僅僅是簡單的造料過程，同時採用了有效的噴淋包覆手段，
選擇合適的顆粒大小，在保證了產品應有性能的基礎上，提高了產品應用中的保色性能； (2)有針對性選擇適用包覆層添加劑的成份和組合，是本發明的重大貢獻之一 ①選擇矽酸鈉、明膠作為添加劑，可提高鐵棕顆粒顏料產品的流動性； ②選擇木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇作為添加劑，可提高鐵棕顆粒顏料
產品的分散性； ③選擇硬脂酸鈉、六偏磷酸鈉作為添加劑，所製造的產品可以用在油性裡面，大大提高了它的分散性； ④本發明所提出的添加劑，可以通過任意配比的組合，也可以是單一的任何一種添加劑，這就可以更好地滿足產品在不同應用領域中對產品性能所提出的不同要求，同時也真正做到有針對性降低產品的使用成本。
具體實施方式
[實施例1] 本實施例所描述的鐵棕顆粒狀顏料的製造方法，包括以下步驟來實現 a)稱取羧甲基纖維素鈉0. 03Kg、硫酸亞鐵0. OlKg，混合後作為添加劑，加入到
40Kg水中，加熱至3(TC，待添加劑完全溶解，所得的添加劑水溶液備用； b)通過自動計量輸送機，將100Kg鐵棕粉料送入到直徑1500mm的圓盤造粒機中，
用裝有步驟a)所得的添加劑水溶液的噴液罐噴淋到粉料上，控制添加劑水溶液的使用量
為15Kg，噴淋所採用的壓力為0. 1Mpa，逐漸形成包覆有添加劑的鐵棕小顆粒； c)將步驟b)製得的顆粒用20目振動篩篩選，所得粒徑物料進行烘乾； d)將烘乾的粒徑物料，進行分級分離即得成品。 上述鐵棕的組份和配比稱取鐵黑粉20Kg與鐵紅粉80Kg，將兩種粉末顏料放入混合機混勻，再通過高速粉碎機磨合而成。 採用上述方法所製造的鐵棕顆粒狀顏料，在其主體成份鐵棕外有添加劑包覆層，主體成份鐵棕與包覆層結合在一起構成顆粒狀顏料。本實施例中所用的添加劑成份羧甲基纖維素鈉(簡稱CMC-Na)無毒、無臭、無味，屬陰離子型線型水溶性聚合物，能溶於水(宜用冷水溶解)生成抗鹽和有一定穩定性的粘性溶液，可用作水溶性膠粘劑的增稠劑；硫酸亞鐵(FeS04*7H20)系天藍色或綠色的單斜晶繫結晶體，在工業上可用於製造鐵鹽、墨水、氧化鐵紅和靛青等。由於採用了上述羧甲基纖維素鈉和硫酸亞鐵作為添加劑，在保證對粉末狀鐵棕顏料進行有效造粒的同時，也維持了主體成份鐵棕的穩定性，這些顆粒狀顏料可少有效地減少粉塵汙染，同時又保障了顏料的產品性能。
[實施例2]
本實施例所描述的鐵棕顆粒狀顏料的製造方法，包括以下步驟來實現 a)將40Kg水加熱到5(TC後，加入矽酸鈉4Kg、明膠2Kg，攪拌，直至完全溶解，製得
添加劑水溶液； b)通過自動計量輸送機，將100Kg鐵棕粉料送入到直徑3000mm的圓盤造粒機中，
用裝有步驟a)所得的添加劑水溶液的噴液罐噴淋到粉料上，控制添加劑水溶液的使用量
為30Kg，噴淋壓力為0. 2Mpa，逐漸形成包覆有添加劑的鐵棕小顆粒； c)將步驟b)製得的顆粒用50目振動篩篩選，所得粒徑物料進行烘乾； d)將烘乾的粒徑物料，進行分級分離即得成品。 其中，鐵棕的組份和配比為稱取鐵黑粉70Kg與鐵紅粉30Kg，將兩種粉末顏料放入混合機混勻，再通過高速粉碎機磨合而成。
[實施例3] 取4Kg矽酸鈉作為單一添加劑，其它步驟及條件與實施例2相同，製造得到鐵棕顆粒狀顏料。 由於實施例2和實施例3中選用了矽酸鈉和明膠兩種組分或矽酸鈉單一組份作為添加劑，特別是矽酸鈉(Na2Si03)添加劑，呈透明的無色或談黃色到微紅色粘稠液體，易溶於水，能有效提高產品鹼度、硬度和強度，使得所製造的產品具有更好的流動性。
[實施例4] 本實施例所描述的鐵棕顆粒狀顏料的製造方法，包括以下步驟來實現 a)將50Kg水加熱到5(TC後，加入硬脂酸鈉10Kg、六偏磷酸鈉5Kg，攪拌，直至完全
溶解，製得添加劑水溶液； b)通過自動計量輸送機，將200Kg鐵棕粉料送入到直徑1500mm的圓盤造粒機中，用裝有步驟a)所得的添加劑水溶液的噴液罐噴淋到粉料上，控制添加劑水溶液的使用量為60Kg，噴淋壓力為0. 5Mpa，逐漸形成包覆有添加劑的鐵棕小顆粒； c)將步驟b)製得的顆粒先用14目振動篩篩選，讓小於1.40毫米的顆粒漏過，再將漏過的顆粒在50目振動篩篩選(即讓小於0.3毫米的顆粒漏過)，在50目篩網中留下的即為-14目 +50目的顆粒，即所製得的顆粒直徑為1.40毫米 0.3毫米，再對這些顆粒進行烘乾，分級即得成品。 上述鐵棕的組份和配比稱取鐵黑粉100Kg與鐵紅粉100Kg，將兩種粉末顏料放入混合機混勻，再通過高速粉碎機磨合而成。 採用本實施例的方法所製造的鐵棕顆粒狀顏料，由於選用了硬脂酸鈉、六偏磷酸鈉作為添加劑，其中六偏磷酸鈉具有較強的吸溼性能，易溶於水，具有良好的絡合金屬離子的能力；硬脂酸鈉(C17H35C00Na)具有優良的乳化、滲透作用。上述添加劑將大大提高了產品的分散性，所製造的產品可以應用在油性裡面。另外，通過分級篩選，將顆粒直接控制在1. 40毫米 0. 3毫米範圍內，這些顆粒狀顏料不但能夠很好地減少粉塵的汙染，並且能夠更好地保證產品的分散性和融合性，作為塗料、水泥、瀝青等物質的顏料產品，這種大小合適的顆粒和添加劑的選用，能夠有效地改善物料之間的親融性。
[實施例5] 本實施例所描述的鐵棕顆粒狀顏料的製造方法，包括以下步驟來實現 a)稱取木質素磺酸鈉O. 5Kg、木質素磺酸f丐0. 2Kg、聚乙烯醇0. 1Kg，加入到5(TC的40Kg熱水中，再加熱熱水到90°C ，快速溶解全部添加劑，製得添加劑水溶液；
b)通過自動計量輸送機，將150Kg鐵棕粉料送入到直徑2000mm的圓盤造粒機中， 用裝有步驟a)所得的添加劑水溶液的噴液罐噴淋到粉料上，添加劑水溶液的用量為30Kg， 噴淋所採用的壓力為0. lMpa，逐漸形成包覆有添加劑的鐵棕小顆粒； c)將步驟b)製得的顆粒用5目(篩孔尺寸為4. 00毫米)振動篩篩選，所得粒徑 物料進行烘乾處理後即得成品。 上述鐵棕的組份和配比稱取鐵黑粉30Kg與鐵紅粉120Kg，將兩種粉末顏料放入 混合機混勻，再通過高速粉碎機磨合而成。 由於本實施例中選用了木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇作為產品的添 加劑，如木質素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑，能減緩產品的沉降速率，提高了產品的分散 性，投入到水和其它溶劑中均能很容易分散，產品的色相與標準樣比較色差也很小，Da < +0. 7 ;Db < +0. 6 ;DL-O. 4-0. 7 ;著色率98-102%。顯然，採用本實施例造粒方法所製得 的產品完全適合工業上的使用要求。 [OO59][實施例6] 選用木質素磺酸鈉0. 7Kg、木質素磺酸f5 0. 1Kg作為添加劑，稱取從市場購得備用 的鐵棕粉料150Kg，選用篩孔尺寸為0. 15毫米(標準目數為100目)的振動篩篩選，並採用 實施例5所述的步驟和其餘條件進行操作，所製得的細顆粒狀鐵棕顏料同樣符合工業使用 要求。[實施例7] 選用六偏磷酸鈉1. 2Kg作為添加劑，其他步驟與條件同實施例6，製造得到鐵棕顆
粒狀顏料。[實施例8] 將木質素磺酸鈉0. 6Kg、硫酸亞鐵0. 2Kg、木質素磺酸f5 1. OKg、六偏磷酸鈉0. 5Kg、 明膠0. 2Kg混合均勻，加入到45t:的40Kg熱水中，再加熱到60°C，直至加入的添加劑全部 溶解，所得添加劑水溶液備用；鐵棕的組份和配比鐵黑粉100Kg、鐵黃粉20Kg與鐵紅粉 30Kg ;其他與實施例5相同。
[實施例9] 選用木質素磺酸鈣1. 2Kg、六偏磷酸鈉0. 2Kg、聚丙烯酸0. 1Kg混合物作為添加劑， 用40目振動篩篩選，鐵棕的組份和配比鐵黑粉100Kg、鐵黃粉50Kg ;並採用實施例8所述 的步驟和其餘條件進行操作，製得顆粒狀鐵棕顏料。 當然，以上列舉的僅僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限於以上實施例， 還可以有許多變形，本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所 有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
一種鐵棕顆粒狀顏料，包括主體成份鐵棕，其特徵在於，主體成份鐵棕外有添加劑包覆層，主體成份鐵棕與包覆層結合在一起構成顆粒狀顏料。
2. 根據權利要求1所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，包覆層添加劑的成分是羧甲 基纖維素鈉、聚乙烯醇、矽酸鈉、明膠、木質素磺酸鈉、硫酸亞鐵、木質素磺酸鈣、六偏磷酸 鈉、聚丙烯酸、硬脂酸鈉中任意一種或一種以上組份的組合。
3. 根據權利要求2所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，包覆層添加劑的成分是矽酸 鈉、明膠中任意一種或兩種組份的組合。
4. 根據權利要求2所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，包覆層添加劑的成分是硬脂 酸鈉、六偏磷酸鈉中任意一種或兩種組份的組合。
5. 根據權利要求2所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，包覆層添加劑的成分是木質 素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、聚乙烯醇中任意一種或一種以上組份的組合。
6. 根據權利要求1或2或3或4或5所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，顆粒直徑為 4毫米 0. 15毫米。
7. 根據權利要求6所述的鐵棕顆粒狀顏料，其特徵在於，顆粒直徑為1. 25毫米 0. 3 毫米。
8. 根據權利要求1所述的一種鐵棕顆粒狀顏料的製造方法，其特徵在於，所述方法包 括以下步驟a) 取羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、矽酸鈉、明膠、木質素磺酸鈉、硫酸亞鐵、木質素磺酸 鈣、六偏磷酸鈉、聚丙烯酸、硬脂酸鈉中任意一種或一種以上組份的組合作為添加劑，將添 加劑配製成0. 1 30% (重量比)的水溶液，加熱30 IO(TC ;b) 按重量份，稱取鐵棕100份 200份，送入造顆機，將15份 60份添加劑水溶液均 勻噴淋到粉料上，逐漸形成小顆粒；c) 將步驟b)製得的顆粒用振動篩篩選，所得粒徑物料進行烘乾即得成品。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，取硬脂酸鈉、六偏磷酸鈉中任意一種或兩 種組份的組合作為添加劑，造粒機為直徑1500mm 3000mm的圓盤造粒機；其中，步驟c)的篩選方式為先用14目振動篩篩選，讓小於1.40毫米的顆粒漏過，再 將漏過的顆粒在50目振動篩篩選(即讓小於0.3毫米的顆粒漏過)，在50目篩網中留下的 即為-14目 +50目的顆粒，即所製得的顆粒直徑為1.40毫米 0.3毫米。
10. 根據權利要求8所述的製造方法，其特徵在於，取木質素磺酸鈉、木質素磺酸鈣、 聚乙烯醇中任意一種或一種以上組份的組合作為添加劑，用自動計量輸送機送入直徑 1500mm 3000mm圓盤造粒機。
全文摘要
本發明屬於化工顏料領域，具體涉及一種鐵棕顆粒狀顏料及其製造方法，所涉及的鐵棕顆粒狀顏料，包括主體成份鐵棕，主體成份鐵棕外有添加劑包覆層，主體成份鐵棕與包覆層結合在一起構成顆粒狀顏料；該顏料通過以下步驟實現先配製添加劑水溶液，加熱30～100℃；將鐵棕送入造粒機，並將配備的添加劑水溶液均勻噴淋到粉料上，逐漸形成小顆粒，再把製得的顆粒用振動篩篩選、烘乾即得成品。採用本發明所製得的顆粒狀顏料不易擴散，從而有效遏止粉塵汙染，保色性能高，流動性和分散性好，成本低，適合工業上廣泛應用。
文檔編號C09C1/24GK101693787SQ20091015357
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月20日 優先權日2009年10月20日
發明者曹位明 申請人:杭州蕭湘顏料化工有限公司;