一种用于喷墨色浆纳米级的环保型颜料黄150的制备方法与流程

本发明涉及有机颜料，具体涉及一种用于喷墨色浆纳米级的环保型颜料黄150的制备方法。

背景技术：

1、颜料黄150（c.i. pigment yellow 150，cas: 68511-62-6）是一种含镍的杂环偶氮金属络合物颜料，化学名称为5,5'-偶氮双巴比妥酸镍配合物，呈绿光黄色，具有优异的透明度、耐光性（7-8级）和耐热性（可达260℃），是高端喷墨打印墨水的理想黄色颜料。

2、随着数码印刷、纺织印花、陶瓷装饰等领域的快速发展，喷墨打印技术对颜料提出了越来越严格的要求。同时，环保法规对重金属含量的限制日益严格，特别是用于食品包装和儿童用品的油墨，要求产品中游离镍含量≤200ppm，生产废水中镍离子浓度≤1.0mg/l。

3、传统的颜料黄150制备方法通常采用氨基胍碳酸盐重氮化、与巴比妥酸缩合、再与镍盐络合的工艺路线。为确保络合反应完全，通常使用过量5%-15%的氯化镍，这导致最终产品中游离镍含量高达500-1000ppm，远超环保要求；同时生产废水中镍离子浓度超过10mg/l，需要额外的废水处理成本。

4、公开专利cn109762361a公开了一种采用铁/锌/镍多金属同时络合的方法制备颜料黄150。该方法通过引入铁、锌等金属部分替代镍，在一定程度上减少了镍的使用量。但该方法存在不足：铁、锌均为过渡金属，与镍竞争络合，可能导致色相不稳定；铁离子易氧化，影响产品储存稳定性和色光一致性。

5、因此，现有技术难以同时满足喷墨色浆对低游离镍含量和高分散稳定性的核心指标要求，亟需开发一种新的制备方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的问题，本发明提供了一种用于喷墨色浆纳米级的环保型颜料黄150的制备方法，使制得的颜料同时满足纳米级粒径、低游离镍含量和高分散稳定性，所得产品可直接应用于喷墨打印墨水和喷墨色浆的制备，无需再分散处理。

2、本发明通过以下技术方案实施：

3、一种用于喷墨色浆纳米级的环保型颜料黄150的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）制备偶氮巴比妥酸：将氨基胍碳酸盐进行重氮化反应，然后与巴比妥酸进行缩合反应，得到偶氮巴比妥酸；

5、（2）镍/钙分步络合反应：

6、第一阶段：将步骤（1）所得偶氮巴比妥酸与六水氯化镍、三聚氰胺、乳化剂在90-95℃进行络合反应2-3小时；

7、第二阶段：在第一阶段完成后补加氯化钙继续反应0.5-1小时，得到络合产物；

8、（3）纳米研磨：将步骤（2）所得络合产物加入高分子分散剂后进行湿法纳米研磨，得到颜料黄150分散浆，喷雾干燥，即得颜料黄150干粉。

9、进一步地，步骤（2）中，六水氯化镍与偶氮巴比妥酸中巴比妥酸配位单元的摩尔比为（0.45-0.49）：1。

10、进一步地，步骤（2）中，氯化钙与偶氮巴比妥酸中巴比妥酸配位单元的摩尔比为（0.01-0.07）：1。

11、进一步地，偶氮巴比妥酸的分子结构中包含两个巴比妥酸配位单元。在配位络合反应中，每个巴比妥酸单元可作为独立的配位位点与金属离子发生配位键合。因此，本发明中所述的“与偶氮巴比妥酸中巴比妥酸配位单元的摩尔比”，是指金属盐或三聚氰胺与巴比妥酸配位单元的物质的量之比，而非与偶氮巴比妥酸分子的物质的量之比。例如，10g偶氮巴比妥酸（分子量约282g/mol）相当于0.0355mol偶氮巴比妥酸分子，包含0.071mol巴比妥酸配位单元（即0.0355×2=0.071mol）。

12、进一步地，步骤（2）中，第一阶段的络合反应温度为92-95℃，反应时间为2-3小时；第二阶段的反应温度为92-95℃，反应时间为0.5-1.5小时。

13、进一步地，步骤（3）中，高分子分散剂为聚羧酸类分散剂或聚氨酯类分散剂，高分子分散剂的用量为络合产物中颜料干基质量的3%-8%。

14、进一步地，步骤（3）中，湿法纳米研磨采用卧式砂磨机或高能球磨机，研磨介质为粒径0.1-0.3mm的氧化锆珠，研磨时间2-6小时。

15、进一步地，步骤（3）中，研磨过程的浆料固含量为15-25%，研磨温度为20-40℃。

16、本发明还公开了上述方法制备的纳米级环保型颜料黄150。

17、本发明还公开了所述的纳米级环保型颜料黄150在制备喷墨打印墨水、数码印花墨水或纺织喷墨墨水中的应用。

18、本发明的有益效果：

19、1.本发明在络合工艺中，镍离子作为3d8构型的过渡金属离子，其d轨道可通过sp3d2或dsp2杂化形成空的杂化轨道，能够接受配体的孤对电子，与偶氮巴比妥酸分子中的偶氮基团氮原子、羰基氧原子、烯醇式羟基氧原子形成稳定的八面体或平面四方型螯合配位键，这种金属-配体络合物的d-d跃迁和金属-配体电荷转移跃迁共同决定了颜料黄150特征的绿光黄色。通过精确控制第一阶段镍离子的投加量（理论络合量的90%-98%），确保镍离子优先、充分地络合进入颜料晶格形成目标色相的颜料主体结构，同时避免过量镍的残留，从根本上解决了传统工艺游离镍含量高的问题。

20、2.本发明在络合工艺中引入的钙离子作为碱土金属离子，其配位能力明显弱于过渡金属镍，主要通过离子键合作用与残余的未络合配位点反应。钙离子在颜料体系中发挥三重作用：一是消耗残余配位点，与少量未被镍络合的偶氮巴比妥酸发生键合反应，确保反应完全；二是在颜料颗粒表面形成钙盐保护层，降低颗粒表面能，改善颗粒的分散性能，为后续的纳米研磨创造有利条件；三是起到ph缓冲作用，维持体系ph稳定。由于钙的配位能力远弱于镍，不会进入颜料核心晶格取代已经络合的镍离子，因此这种分步络合策略既保证了颜料色相的稳定性，又实现了低游离镍含量和良好的表面性质。同时，钙盐保护层的存在使得颜料颗粒表面能降低，在研磨过程中更容易被破碎至纳米级，减少了研磨过程中的重新团聚。

21、3.本发明通过镍/钙分步络合与纳米研磨分散技术的组合，在实现纳米级粒径、低游离镍含量、高分散稳定性三重目标的同时，保持了颜料黄150优异的色彩性能，解决了传统工艺存在的环保隐患和喷墨适用性问题，为颜料型喷墨墨水的发展提供了一条技术可行、经济合理的新路径。

1.一种用于喷墨色浆纳米级的环保型颜料黄150的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，六水氯化镍与偶氮巴比妥酸中巴比妥酸配位单元的摩尔比为（0.45-0.49）：1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，氯化钙与偶氮巴比妥酸中巴比妥酸配位单元的摩尔比为（0.01-0.07）：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，第一阶段的络合反应温度为92-95℃，反应时间为2-3小时；第二阶段的反应温度为92-95℃，反应时间为0.5-1.5小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，高分子分散剂为聚羧酸类分散剂或聚氨酯类分散剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，高分子分散剂的用量为络合产物中颜料干基质量的3%-8%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，湿法纳米研磨采用卧式砂磨机或高能球磨机，研磨介质为粒径0.1-0.3mm的氧化锆珠，研磨时间2-6小时。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，研磨过程的浆料固含量为15%-25%，研磨温度控制在20-40℃。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述方法制备的纳米级环保型颜料黄150。

10.根据权利要求9所述的纳米级环保型颜料黄150在制备喷墨打印墨水、数码印花墨水或纺织喷墨墨水中的应用。