[发明专利]一种具有金属光泽的纳米炭黑及其制备方法

说明书

本发明公开了一种通过将纳米炭黑与三丁基乙烯基锡氧化偶联的技术方法，制备出具有闪烁金属光泽的纳米炭黑，同时具备催化效果，对于各种黑色油墨厚层印刷涂布时有后固化作用，能提高固化效率以及固化后的硬度与附着力，同时能提高纳米炭黑储存稳定性，有效防止团聚，增强纳米炭黑的分散性能。

技术领域

本发明涉及纳米炭黑改性技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有金属光泽的纳米炭黑及其制备方法。

背景技术

纳米炭黑具有优异的着色性、耐候性和化学稳定性，且来源丰富、价格低廉，是重要的着色剂之一，但由于纳米炭黑粒子粒度小、比表面积大、易团聚等特性，以及在油墨体系中呈现的颜色效果极为单一，这些缺陷导致了纳米炭黑油墨的稳定性不佳，制备的油墨外观单一，美观性低。

同时，由于纳米炭黑比表面积大，储存的时候极容易发生团聚，造成粒子体积增大，在实际使用时需要长时间、高强度剪切或砂磨才能分散，生产效率低，能耗高。

在纳米炭黑实际应用中，光固化、湿气固化、热固化体系黑色油墨大量使用，但热固化体系黑色油墨存在厚层油墨印刷时由于导热慢而导致固化慢、光固化和湿气固化体系黑色油墨在厚层油墨印刷时由于表层阻止了紫外光或湿气而导致底层难以固化的问题，这极大的限制了黑色油墨的应用范围，对黑色油墨固化能耗、固化后硬度和附着力等均形成不利影响。

发明内容

本发明提供一种具有金属光泽的纳米炭黑及其制备方法，通过氧化偶联工艺，获得的纳米炭黑具有金属光泽，应用于油墨体系时经印刷、刷涂后具有天然的拉丝效果；而且具备催化性能，适用于光固化、湿气固化、热固化的厚层油墨体系，具有后催化固化性能，对提高黑色油墨交联度、固化后硬度和附着力等具有显著的作用；同时配合硅油能提高纳米炭黑储存稳定性，有效防止团聚，增强纳米炭黑的分散性能。

一种具有金属光泽的纳米炭黑，所述纳米炭黑的制备方法为：

(1)将纳米炭黑分散于其质量倍数3-5倍的THF中，并搅拌均匀；

(2)加入纳米炭黑质量0.5-1.0％的三丁基乙烯基锡，分散均匀；

(3)减压蒸馏，得到吸附有三丁基乙烯基锡的纳米炭黑，并回收THF；

(4)将第(3)步得到的吸附有三丁基乙烯基锡的纳米炭黑加入流化床反应器，通入臭氧:空气体积比为1-3:100的混合气体，反应1-2h，总通气量为每千克纳米炭黑1-2m³；

(5)反应完成后，以喷淋方式继续加入纳米炭黑质量0.3-0.5倍的体积分数为1-2％的硅油甲苯溶液，分散均匀后，减压喷雾干燥，回收甲苯，所得即为具有金属光泽的纳米炭黑；

(6)密封包装，防水储存，备用。

进一步的，所述纳米炭黑粒径为20nm-60nm。

进一步的，所述硅油为甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油的一种或多种。

进一步的，第(3)步减压蒸馏工艺为真空度-0.06MPa～-0.08MPa，温度为55-60℃。

进一步的，第(5)步减压喷雾干燥工艺为真空度-0.07MPa～-0.09MPa，温度为75-80℃。

进一步的，所述具有金属光泽的纳米炭黑可用于喷墨油墨、丝印油墨、柔印油墨、胶印油墨。

进一步的，所述具有金属光泽的纳米炭黑可用于油性涂料或油性油墨。

进一步的，所述具有金属光泽的纳米炭黑适用于光固化、湿气固化、热固化的厚层油墨体系。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过将纳米炭黑与三丁基乙烯基锡经臭氧氧化偶联，偶联效率高，避免了稀有金属催化剂的应用；