BioPigmentebestehen aus kohlenstoffbasierten Verbindungen und werden häufig in Branchen wie der Druck-, Kunststoff-, Textil- und Kosmetikindustrie eingesetzt. Diese Pigmente sind für ihre leuchtenden, lebendigen Farben bekannt und werden oft entweder aus natürlichen Quellen oder durch synthetische Prozesse gewonnen. Hier finden Sie einen Überblick über die Herstellung organischer Pigmente:
1. Quellmaterialien
Organische Pigmente werden aus organischen Verbindungen hergestellt, die hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffatomen bestehen. Diese Verbindungen können aus zwei Hauptquellen stammen:
- Natürliche Quellen: Pigmente können aus Pflanzen (z. B. Indigo aus der Indigopflanze) oder tierischen Quellen (z. B. Karmin aus Cochenille-Insekten) stammen.
- Synthetische Quellen: Die meisten modernen organischen Pigmente werden aus Petrochemikalien synthetisiert. Diese synthetischen Pigmente werden chemisch hergestellt, um Konsistenz, Stabilität und spezifische Farbeigenschaften zu erreichen.
2. Chemische Synthese
Bei synthetischen organischen Pigmenten umfasst der Prozess mehrere chemische Reaktionen, um spezifische Molekülstrukturen zu erzeugen, die für die gewünschte Farbe verantwortlich sind.
Schlüsselprozesse in der Pigmentsynthese:
- Diazotierung: Dieses Verfahren wird bei der Herstellung von Azopigmenten verwendet, die eine der häufigsten Klassen organischer Pigmente darstellen. Dabei wird ein aromatisches Amin mit salpetriger Säure zu einer Diazoniumverbindung umgesetzt.
- Kopplungsreaktion: Die Diazoniumverbindung wird dann mit einer anderen aromatischen Verbindung gekoppelt, was zur Bildung eines Azofarbstoffs oder -pigments führt. Dadurch entstehen die für Azopigmente charakteristischen leuchtenden Farben.
- Kondensationsreaktionen: Andere Arten organischer Pigmente, wie z. B. Phthalocyanine, werden durch Kondensationsreaktionen hergestellt, bei denen sich kleinere Moleküle zu großen, stabilen und hochpigmentierten Molekülen verbinden.
3. Kristallisation
Sobald die chemischen Reaktionen abgeschlossen sind, muss das Pigment abgetrennt und gereinigt werden. Dies geschieht typischerweise durch Kristallisation, bei der die Pigmentmoleküle aus einer flüssigen Lösung feste Kristalle bilden können. Dieser Schritt hilft dabei, die endgültige Partikelgröße, Form und Farbeigenschaften des Pigments zu definieren.
4. Filtration und Waschen
Nach der Kristallisation wird das Pigment filtriert, um überschüssige Flüssigkeiten und Nebenprodukte zu entfernen. Anschließend wird das Pigment gründlich gewaschen, um verbleibende Verunreinigungen zu entfernen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Farbe rein und frei von unerwünschten Chemikalien ist, die ihre Leistung beeinträchtigen könnten.
5. Trocknen
Nach dem Filtern und Waschen wird das Pigment getrocknet. Dies kann durch Methoden wie Sprühtrocknung oder Vakuumtrocknung erfolgen, um jegliche Feuchtigkeit zu entfernen. Durch den Trocknungsprozess liegt das Pigment in einer stabilen, festen Form vor, die sich leicht für verschiedene Anwendungen verarbeiten lässt.
6. Schleifen und Fräsen
Das getrocknete Pigment wird dann zu einem feinen Pulver gemahlen. Diese Pulverform stellt sicher, dass das Pigment gleichmäßig in verschiedenen Medien wie Farben, Tinten oder Kunststoffen dispergiert werden kann. Das Mahlen kann auch die Deckkraft und Farbstärke des Pigments verbessern und so für satte, lebendige Farben sorgen.
7. Oberflächenbehandlung
Um die Dispergierbarkeit und Leistung des Pigments in verschiedenen Anwendungen zu verbessern, können Oberflächenbehandlungen angewendet werden. Beispielsweise kann eine Beschichtung hinzugefügt werden, um die Widerstandsfähigkeit des Pigments gegenüber Licht, Hitze oder chemischen Reaktionen in bestimmten Umgebungen zu erhöhen.
8. Abschließende Qualitätsprüfung
Bevor das Pigment für den kommerziellen Gebrauch verpackt wird, wird es strengen Tests unterzogen, um sicherzustellen, dass es den Qualitätsstandards entspricht. Dazu gehört die Prüfung der Farbstärke, Lichtechtheit (Ausbleichbeständigkeit), Chemikalienbeständigkeit und Dispersionseigenschaften des Pigments.
9. Verpackung
Nach der Prüfung wird das Pigment in der erforderlichen Form (Pulver, Paste oder konzentrierte Dispersion) verpackt und an Hersteller in verschiedenen Branchen verteilt.
1. Azopigmente: Dies sind die häufigsten synthetischen organischen Pigmente und umfassen Gelb-, Rot- und Orangetöne.
2. Phthalocyaninpigmente: Diese Pigmente sind für ihre blauen und grünen Farben bekannt und werden häufig in Beschichtungen, Tinten und Kunststoffen verwendet.
3. Chinacridon-Pigmente: Diese werden verwendet, um lebendige Rosa-, Violett- und Rottöne zu erzeugen.
4. Anthrachinonpigmente: Sie sind dafür bekannt, blaue und violette Farben zu erzeugen und werden in Textilien und Tinten verwendet.
Abschluss
Organische Pigmente werden durch eine Reihe chemischer Reaktionen, Reinigungsschritte und Prozesse wie Mahlen und Oberflächenbehandlung hergestellt, um stabile, lebendige Farbstoffe herzustellen. Obwohl sie aus natürlichen Quellen gewonnen werden können, werden die meisten organischen Pigmente heutzutage synthetisch hergestellt, um Konsistenz und Leistung in verschiedenen Branchen sicherzustellen. Das Endprodukt ist ein feines Pulver, das in Farben, Tinten, Kunststoffen, Kosmetika und anderen Anwendungen verwendet wird, die helle und dauerhafte Farben erfordern.
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