[发明专利]一种化纤着色炭黑及其制备方法

说明书

本发明公开了一种化纤着色炭黑的制备方法，包括以下步骤：步骤1、对炭黑材料进行粉碎和活化处理，得到活性纳米炭黑；步骤2、使用聚烯丙基胺对活性纳米炭黑进行改性处理，得到聚烯丙基胺/纳米炭黑；步骤3、将4‑羧基苯硼酸与氯化亚砜进行酰氯化反应，得到4‑甲酰氯苯硼酸；步骤4、使用4‑甲酰氯苯硼酸与聚烯丙基胺/纳米炭黑进行缩合反应，得到化纤着色炭黑。本发明制备了一种化纤着色炭黑，该化纤着色纤维具有更好的分散性，能够更加容易分散在介质材料中，同时能够更加容易对化纤材料上色，从而使化纤材料的着色更加均匀。此外，还能够使得上色后的化纤材料在长期使用的过程中保持较好的色牢度。

技术领域

本发明涉及炭黑材料领域，具体涉及一种化纤着色炭黑及其制备方法。

背景技术

色素炭黑一般都能较好的给塑料着色，可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑，着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。购买色素炭黑做着色用的时候我们一般会看其稳定性能是不是达标，色素炭黑的稳定性如果不能满足使用的要求，会直接影响塑料制品的性能。目前影响炭黑色素稳定性常见的问题有：(1)色相不好，导致塑料制品的黑度不足，偏棕色，光泽差。这与炭黑色素的粒径有关系，一般来说，色素炭黑的黑度与其自身的原始粒径的大小有着最为直接的关系，原始粒径越小，其自身的黑度也就越高，但是粒径越小分散性也越差；粒径较大的炭黑产品，结构高、表面活性好、流动性强、分散性好，但是其自身的黑度却不如小粒径。(2)“絮凝”、“返粗”、“团聚”是炭黑色素使用中最常见的一些分散问题。它们是因为色素炭黑粒子之间的布朗运动产生的。(3)为了增加黑度会添加大量的炭黑色素，炭黑添加量过多会导致塑料粘度高，而且添加量较大时，可能会导致塑料过热。温度过高会对热敏性聚合物产生不良反应，造成体系过热，引起凝胶的产生；还会降低色素炭黑的分散质量和体系的稳定性。因此，设计一种在化纤中分散性好以及对化纤着色性好的炭黑色素显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种在化纤中分散性好以及对化纤着色性好的化纤着色炭黑及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种化纤着色炭黑的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、对炭黑材料进行粉碎和活化处理，得到活性纳米炭黑；

步骤2、使用聚烯丙基胺对活性纳米炭黑进行改性处理，得到聚烯丙基胺/纳米炭黑；

步骤3、将4-羧基苯硼酸与氯化亚砜进行酰氯化反应，得到4-甲酰氯苯硼酸；

步骤4、使用4-甲酰氯苯硼酸与聚烯丙基胺/纳米炭黑进行缩合反应，得到化纤着色炭黑。

优选地，所述步骤1中，炭黑材料的型号为Vulcan XC-72。

优选地，所述步骤1中，粉碎处理后，炭黑材料的粒径为50～100nm。

优选地，所述步骤1中，活化处理为是使用NaOH溶液对粉碎后炭黑材料进行处理。

优选地，所述NaOH溶液的质量分数为10％，粉碎后炭黑材料与NaOH溶液的质量比为1:10～20。

优选地，所述步骤2中，将聚烯丙基胺溶于无水乙醇中后再与活性纳米炭黑反应，其中，聚烯丙基胺、活性纳米炭黑与无水乙醇的质量比为0.12～0.24:1:10～20。

优选地，所述步骤2中，改性处理的温度为室温，时间为8～12h。

优选地，所述步骤3中，酰氯化反应的过程中，以4-羧基苯硼酸与氯化亚砜作为反应物、N,N-二甲基甲酰胺作为引发剂、二氯甲烷作为溶剂进行反应，其中，4-羧基苯硼酸、N,N-二甲基甲酰胺、氯化亚枫与二氯甲烷的质量比为0.18～0.22:0.01～0.03:0.23～0.28:10～20。