CN111500097A - 一种环保美术颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保美术颜料，其是由以下重量份配比的原料制成：颜料粉20‑26份、调和剂20‑30份、粘合剂20‑35份、过硫酸钾9‑14份、乳糖1.2‑2份、抑菌剂1‑2.5份、水30‑35份；所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、浓度为40％的氢氧化钠溶液56％；所述粘合剂是由甲基丙烯酸辛酯、N‑羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。本发明制备得到的美术颜料，不含有有毒重金属或甲醛等对人体有害的物质，安全环保，并且颜料质量稳定，着色力强，色泽鲜艳。

Description

一种环保美术颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及颜料生产工艺技术领域，具体地说是涉及一种环保美术颜料及其制备方法。
背景技术
从古至今，绘画是一门素养很高的艺术。绘画要用到颜料，颜料质量的好坏直接影响画卷品质的高低。颜料也是美术设计中常用的材料，有很多种类。颜料按来源分类主要为矿物源颜料、植物源颜料、动物源颜料和现代化工合成颜料；从化学组成来分，可分为无机颜料和有机颜料，其中的无机颜料主要是包括金属氧化物、铬酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硫化物等。美术用的颜料基本要求颗粒越细腻越好，颜色越鲜艳越好，越持久不变色越好。目前市场上常见颜料的缺点是颜色不够自然，绘画颜料存在干湿色差较大，存在长时间保存出现褪色问题，同时保存不当容易出现霉变等问题，这就对艺术品造成了损伤；还有一些有机颜料和合成颜料中含有甲醛，具有一定的毒性，不够健康环保，不便于实际使用，特别是当儿童使用时危害更大；并且现有的一些颜料的制作工艺较为复杂，导致颜料的生产效率较低，因此不能够满足实际的使用需求。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提出一种环保美术颜料，以及该环保美术颜料的制备方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种环保美术颜料，其是由以下重量份配比的原料制成：颜料粉20-26份、调和剂20-30份、粘合剂20-35份、过硫酸钾9-14份、乳糖1.2-2份、抑菌剂1-2.5份、水30-35份；
所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、浓度为40％的氢氧化钠溶液56％；
所述粘合剂是由甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。
优选的，所述颜料粉选用天然植物色素，颜料粉是经超微粉碎，过800目筛后得到。
优选的，所述抑菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
一种环保美术颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、脂肪醇聚氧乙烯醚、浓度为40％的氢氧化钠溶液；先将聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、氢氧化钠溶液放入高速分散机分散后得到预反应液，将预反应液装入高压水热反应釜中预反应，预反应结束后再向高压水热反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升高高压水热反应釜内压力，进行水热反应，反应完成后过滤得到调和剂；
(2)按等量重量份配比称取甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺，将甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺混匀，得到粘合剂；
(3)按重量份配比称取颜料粉、步骤(1)制得的调和剂、步骤(2)制得的粘合剂、过硫酸钾、乳糖、抑菌剂和水；先将颜料粉、过硫酸钾、调和剂与粘合剂混合，然后投入装配有搅拌器、回流冷凝器、滴液装置的蒸汽加热反应釜中，启动搅拌器，控制搅拌速度350-400转/分钟，升温至40-50℃，预乳化0.5-1小时；然后降低搅拌速度至180-200转/分钟，再加热至74-85℃，引发聚合反应，并进行聚合反应0.5-1小时；
(4)反应完成后滴加水、乳糖和抑菌剂，边加边搅拌，滴加完后转移至蒸发皿中，并对蒸发皿加热处理，处理完成后冷却至室温，即制得所述的美术颜料。
优选的，步骤(1)中：预反应压力为常压，温度为40-50℃，预反应时间为7-8h；水热反应压力为4MPa，温度为280-300℃，水热反应时间为18h。
优选的，步骤(4)中：加热温度为55-65℃。
本发明的有益技术效果及原理如下：
本发明制备得到的美术颜料，不含有有毒重金属或甲醛等对人体有害的物质，安全环保，并且颜料质量稳定，着色力强，色泽鲜艳。本发明美术颜料的制备方法简单合理，颜料的生产效率高，能够满足实际的使用需求。
本发明制备的调和剂能够对颜料粉进行很好的调和，调和剂中的脂肪醇聚氧乙烯醚可以作为非离子表面活性剂，通过分子间作用力吸附在颜料小分子的表面起到分散作用，阻碍颜料小分子在长期储存过程中发生的团聚，提高了颜料的着色性能；颜料的堆塑性、弹性、坚固性、粘附性等四项性能是由作为颜料粘合剂的乳液来实现的，本发明利用过硫酸钾使甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺发生聚合反应，在相对充裕的调和剂脂肪醇聚氧乙烯醚存在下进行聚合，生成数量足够多，粒径足够小的乳胶液。聚合法有利于改善乳液的流变性，再结合高速搅拌协同实现，使制得的乳液几乎无凝块，使颜料具有更佳粘合力、拉伸强度、堆积力、屈服力、假塑性、耐久性、耐老化、耐光性等特性；且加入的乳糖可以作为增亮剂，能有效提高颜料的光泽度；所用的抑菌剂2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮是一种高活性的杀菌剂，对细菌、霉菌、酵母菌、藻类都有极强的杀灭和抑制作用，而且在酸性和氧化性环境下比较稳定。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保美术颜料，其是由以下重量份配比的原料制成：
颜料粉20份、调和剂20份、粘合剂20份、过硫酸钾9份、乳糖1.2份、抑菌剂1份、水30份。
所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、质量百分比浓度为40％的氢氧化钠溶液56％。
所述粘合剂是由甲基丙烯酸正辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。
颜料粉超微粉碎，过800目筛；所用水选纯净水。
所述环保美术颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、浓度为40％的氢氧化钠溶液放入高速分散机分散后得到预反应液；将预反应液装入高压水热反应釜中预反应，预反应压力为常压，温度为40℃，预反应时间为8h。预反应结束后再向高压水热反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升高高压水热反应釜内压力至4MPa，在280℃下继续水热反应18h，过滤得调和剂。
(2)将所述甲基丙烯酸正辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺按等重量混匀，即为粘合剂。
(3)将颜料粉、过硫酸钾、步骤(1)中的调和剂与步骤(2)中的粘合剂混合，然后投入装配有搅拌器、回流冷凝器、计量滴液装置的蒸汽加热反应釜中，启动搅拌，控制搅拌速度350转/分钟，升温至40℃预乳化0.5小时；然后降低搅拌速度至180转/分钟，再加热至74℃，引发聚合反应，并进行聚合反应0.5小时。
(4)反应完成后滴加相应的水、乳糖、抑菌剂，边加边搅拌，滴加完转移至蒸发皿中，并将蒸发皿放入恒温箱中对蒸发皿加热处理，加热温度为55℃，加热时间为7h，处理完成后冷却至室温，即制得所述的美术颜料。
实施例2
一种环保美术颜料，其是由以下重量份配比的原料制成：
颜料粉23份、调和剂25份、粘合剂27份、过硫酸钾11份、乳糖1.5份、抑菌剂2份、水33份。
所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠盐11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、质量百分比浓度为40％的氢氧化钠溶液56％。
所述粘合剂是由甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。
颜料粉超微粉碎，过800目筛；所用水选蒸馏水。
所述环保美术颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取相应的聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、氢氧化钠溶液放入高速分散机分散后得到预反应液；将预反应液装入高压水热反应釜中预反应，预反应压力为常压，温度为50℃，预反应时间为7h。预反应结束后再向高压水热反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升高高压水热反应釜内压力至4MPa，在300℃下继续水热反应18h，过滤得调和剂。
(2)将所述甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量混匀，即得粘合剂。
(3)将颜料粉、过硫酸钾、步骤(1)中制得的调和剂与步骤(2)中制得的粘合剂混合，然后投入装配有搅拌器、回流冷凝器、计量滴液装置的蒸汽加热反应釜中，启动搅拌，控制搅拌速度400转/分钟，预升温至50℃预乳化1小时。然后降低搅拌速度至200转/分钟，再加热至85℃，引发聚合反应，并进行聚合反应1小时。
(4)反应完成后滴加相应的水、乳糖、抑菌剂，边加边搅拌，滴加完转移至蒸发皿中，并对蒸发皿加热处理，加热温度为65℃，加热时间为5h，处理完成后冷却至室温，即制得所述的美术颜料。
实施例3
一种环保美术颜料，其是由以下重量份配比的原料制成：
颜料粉26份、调和剂30份、粘合剂35份、过硫酸钾14份、乳糖2份、抑菌剂2.5份、水35份。
所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、质量百分比浓度为40％的氢氧化钠溶液56％。
所述粘合剂是由甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。
颜料粉超微粉碎，过800目筛；所用水选去离子水。
所述环保美术颜料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取相应的聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、氢氧化钠溶液放入高速分散机分散后得到预反应液；将预反应液装入高压水热反应釜中预反应，预反应压力为常压，温度为45℃，预反应时间为7h。预反应结束后再向高压水热反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升高高压水热反应釜内压力至4MPa，在290℃下继续水热反应18h，过滤得调和剂。
(2)将所述甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量混匀，即得粘合剂。
(3)将颜料粉、过硫酸钾、步骤(1)中制得的调和剂与步骤(2)中制得的粘合剂混合，然后投入装配有搅拌器、回流冷凝器、计量滴液装置的蒸汽加热反应釜中，启动搅拌，控制搅拌速度375转/分钟，预升温至45℃预乳化0.75小时。然后降低搅拌速度至190转/分钟，再加热至80℃，引发聚合反应，并进行聚合反应0.75小时。
(4)反应完成后滴加相应的水、乳糖、抑菌剂，边加边搅拌，滴加完转移至蒸发皿中，并对蒸发皿加热处理，加热温度为60℃，加热时间为8h，加热处理完成后冷却至室温，即制得所述的美术颜料。
上述实施例中的颜料粉为天然植物色素，选自栀子蓝、柠檬黄、紫草红、植物炭黑、金櫻子棕等中的一种或多种组合。
性能实验
采用本发明实施例1-3制备所得的美术颜料与市售美术颜料进行分散性、耐光性、耐水性、耐热性、防霉变性和环保性检测，分散性参照标准GB/T 21867.2-2008，耐光性参照标准GB/T1710-2008，耐热性参照标准GB/T1711-89，防霉变性参照标准GB/T 1741-2007，耐水性参照标准GB/T5211.5-85，环保性参照标准GB/T23994-2009，其性能测试结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0002539389040000051
从表1中可见，经分散性、耐光性、耐水性、耐热性、防霉变性和环保性检测试，与市售颜料相比，实施例1～3制备的美术颜料的研磨细度均小于15μm，说明颜料分散性性能更好、更加细腻；耐光性在6级以上、耐水性在5级以上，说明本发明的颜料耐光性和耐水性能都更好。且可以从表1中看出本发明的颜料具有很好的耐热性、环保性和防霉变性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种环保美术颜料，其特征在于是由以下重量份配比的原料制成：颜料粉20-26份、调和剂20-30份、粘合剂20-35份、过硫酸钾9-14份、乳糖1.2-2份、抑菌剂1-2.5份、水30-35份；
所述调和剂是由以下重量百分比的原料制成：聚羧酸钠11％、过氧化苯甲酰12％、脂肪醇聚氧乙烯醚21％、浓度为40％的氢氧化钠溶液56％；
所述粘合剂是由甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺等量配比制成。
2.根据权利要求1所述的一种环保美术颜料，其特征在于：所述颜料粉选用天然植物色素，颜料粉是经超微粉碎，过800目筛后得到。
3.根据权利要求1所述的一种环保美术颜料，其特征在于：所述抑菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
4.一种如权利要求1-3中任一权利要求所述环保美术颜料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、脂肪醇聚氧乙烯醚、浓度为40％的氢氧化钠溶液；先将聚羧酸钠、过氧化苯甲酰、氢氧化钠溶液放入高速分散机分散后得到预反应液，将预反应液装入高压水热反应釜中预反应，预反应结束后再向高压水热反应釜中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，升高高压水热反应釜内压力，进行水热反应，反应完成后过滤得到调和剂；
(2)按等量重量份配比称取甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺，将甲基丙烯酸辛酯、N-羟乙基丙烯酰胺混匀，得到粘合剂；
(3)按重量份配比称取颜料粉、步骤(1)制得的调和剂、步骤(2)制得的粘合剂、过硫酸钾、乳糖、抑菌剂和水；先将颜料粉、过硫酸钾、调和剂与粘合剂混合，然后投入装配有搅拌器、回流冷凝器、滴液装置的蒸汽加热反应釜中，启动搅拌器，控制搅拌速度350-400转/分钟，升温至40-50℃，预乳化0.5-1小时；然后降低搅拌速度至180-200转/分钟，再加热至74-85℃，引发聚合反应，并进行聚合反应0.5-1小时；
(4)反应完成后滴加水、乳糖和抑菌剂，边加边搅拌，滴加完后转移至蒸发皿中，并对蒸发皿加热处理，处理完成后冷却至室温，即制得所述的美术颜料。
5.根据权利要求4所述的一种环保美术颜料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：预反应压力为常压，温度为40-50℃，预反应时间为7-8h；水热反应压力为4MPa，温度为280-300℃，水热反应时间为18h。
6.根据权利要求4所述的一种环保美术颜料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中：加热温度为55-65℃。
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