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一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种蜡乳液及其制备方法，特别适用于消光剂及其他无机粉体材料改性，属于水性涂料技术领域。包括以下重量份数的原料：高密度聚乙烯蜡5-30份、阳离子乳化剂0.5-10份、助乳化剂0.4-6份、去离子水60-90份；加工步骤：a、在压力釜内加入高密度聚乙烯蜡、阳离子乳化剂、助乳化剂，混合均匀，将压力釜内的温度升高至140-160℃；b、在预混合釜内加入阳离子乳化剂及去离子水，混合均匀；c、在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至压力釜，然后通过高压均质机将物料输送至冷却釜中，冷却至常温出料。本发明能够实现对二氧化硅粒子的良好包覆，对消光剂的孔隙率影响少，同时对消光剂粒子尺度和透明度影响小，能够有效提高消光剂抗划伤、抗粘连等性能。

Description

一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种蜡乳液及其制备方法，特别适用于消光剂及其他无机粉体材料改性，属于水性涂料技术领域。
背景技术
蜡乳液是一种常见的蜡产品的应用形式，其一般是有效固含量在10%-40%的水包油结构的乳液，由蜡与几种不同种类、性能的乳化剂及适当的调节剂经乳化反应制成的固-油-水多相分散体系的稳定乳状液，一般根据用途选用所需蜡及乳化剂的种类。
目前，蜡包覆二氧化硅技术已广泛应用于制备涂料消光剂产品中，经包覆蜡的二氧化硅粒子能改善其在涂料中的分散性，并能增加涂膜的抗划伤性，防止涂料在贮存过程中出现硬沉淀，具有较好的再分散性能。现采用方式大致为干法和湿法两种，目前采用常规蜡乳液制备方法，将氧化聚乙烯蜡制成非离子乳液，即采用非离子表面活性剂为主的乳化体系，采用上述方法无法形成对二氧化硅粒子的良好包覆，同时蜡乳液配方中采用的原材料聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡熔点和硬度均偏低，对消光剂的透明性和耐划伤性会产生影响。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种能够实现对二氧化硅粒子的良好包覆，对消光剂的孔隙率影响少，同时对消光剂粒子尺度和透明度影响小，能够有效提高消光剂抗划伤、抗粘连等性能的用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液及其制备方法。
一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其特殊之处在于包括以下重量份数的原料：高密度聚乙烯蜡5-30份、阳离子乳化剂 0.5-10份、助乳化剂0.4-6份、去离子水60-90份；
所述高密度聚乙烯蜡，其熔点为133-139℃，分子量为3000-7000，针对度≤0.5dmm；
所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中任意一种或几种混合；
所述助乳化剂为冰醋酸、油酸、16醇、18醇中的任意一种或几种混合；
上述一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特殊之处在于包括以下步骤：
a、常温下在压力釜内加入5-30份高密度聚乙烯蜡、0.5-10份阳离子乳化剂中的0.1-6 份、0.4-6份助乳化剂，混合均匀，将压力釜内的温度升高至140-160℃，压力升高到0.3-0.75兆帕；
b、在预混合釜内加入剩余份数0.4-4 份的阳离子乳化剂、60-90份去离子水，混合均匀；
c、在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至压力釜，在压力釜内保持温度140-160℃，保持釜内压力0.3-0.7兆帕，搅拌20-40min，然后通过高压均质机将物料输送至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为10-40%的蜡乳液；
所述步骤a或b中的阳离子乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中的任意一种或几种混合；
所述步骤a中所述的助乳化剂为16醇、18醇、冰醋酸、油酸中的任意一种。
上述一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特殊之处在于包括以下步骤：
a、在压力釜内加入5-30份高密度聚乙烯蜡、0.5-10份阳离子乳化剂中的0.4-4 份、0.4-6份助乳化剂中的0.37-4份，混合均匀，压力釜内的压力控制在0.3-0.7兆帕、温度控制在140-160℃；
b、在预混合釜内加入剩余份数0.1-6份的阳离子乳化剂、剩余份数0.03-2 份的助乳化剂 、60-90份去离子水，混合均匀；
c、在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至压力釜，在压力釜内保持温度140-160℃，保持釜内压力0.3-0.7兆帕，搅拌20-40min，然后通过高压均质机将物料输送至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为10-40%的蜡乳液。
所述步骤a或b中的阳离子乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中的任意一种或几种混合；
所述步骤a或b中的助乳化剂为16醇、18醇、冰醋酸、油酸中的任意一种。
本发明的用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其蜡乳液粒子分散粒径能达到0.1-0.2微米，阳离子形态的蜡乳液粒子可与二氧化硅粒子相互产生静电吸附，最终在二氧化硅粒子表面形成微观分散包覆，对消光剂的孔隙率影响少，同时对消光剂粒子尺度和透明度影响较少，与低硬度蜡相比，高硬度和高熔点的蜡能够明显降低消光剂表面摩擦系数，提高消光剂抗划伤、抗粘连等性能。
具体实施方式
     以下给出本发明的具体实施方式，用来对本发明做进一步的说明。
     实施例1
在高压釜内加入20Kg高密度聚乙烯蜡、2Kg十二烷基三甲基氯化铵、16醇1.6Kg，升温至155℃，混合均匀。在预混合釜内加入十八烷基三甲基氯化铵1.4Kg、去离子水75Kg，混合均匀，在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至高压釜，搅拌30min，并通过高压均质机将物料均质至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为25%的蜡乳液。
实施例2
在高压釜内加入5Kg高密度聚乙烯蜡、0.9Kg十二烷基三甲基氯化铵、0.4Kg18醇，升温至150℃，混合均匀。在预混合釜内加入十八烷基三甲基氯化铵0.1Kg、冰醋酸0.04Kg、去离子水90Kg，混合均匀，在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至高压釜，搅拌30min，并通过高压均质机将物料均质至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为10%的蜡乳液。
实施例3
在高压釜内加入30Kg高密度聚乙烯蜡、3.4Kg十二烷基三甲基氯化铵、1.8Kg18醇、1.2Kg油酸，升温至150℃，混合均匀。在预混合釜内加入十八烷基三甲基氯化铵2.4Kg、冰醋酸0.03Kg、去离子水61.17Kg，混合均匀。在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至高压釜，搅拌30min，并通过高压均质机将物料均质至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为38.8%的蜡乳液。
实施例4
将二氧化硅滤饼高速搅拌液化后按固/固2%加入蜡乳液，用去离子水调节到固含量10%，搅拌30分钟，用实验用喷雾干燥设备干燥，并进行气流粉碎，调节粉碎机工艺条件，得到5微米左右二氧化硅消光剂粉体，并与市售蜡乳液对照，见表1。
        表1:上述实施例的蜡乳液与市售蜡乳液性能参数对照表
  实施例1 实施例2 实施例3 对照组（现有技术）
蜡乳液粒子分散粒径d50（微米） 0.18 0.19 0.2 0.08
消光剂的孔容/（mL·g-1) 1.8 1.8 1.8 1.7
消光剂抗划伤性 强 强 强 弱
抗粘连性 强 强 强 弱
 [0014] 本发明的用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其蜡乳液粒子分散粒径能达到0.1-0.2微米，阳离子形态的蜡乳液粒子可与二氧化硅粒子相互产生静电吸附，最终在二氧化硅粒子表面形成微观分散包覆，对消光剂的孔隙率影响少，同时对消光剂粒子尺度和透明度影响较少，与低硬度蜡相比，高硬度和高熔点的蜡能够明显降低消光剂表面摩擦系数，提高消光剂抗划伤、抗粘连等性能。

Claims (10)

1.一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其特征在于包括以下重量份数的原料：高密度聚乙烯蜡5-30份、阳离子乳化剂 0.5-10份、助乳化剂0.4-6份、去离子水60-90份。
2.按照权利要求1所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其特征在于所述高密度聚乙烯蜡，其熔点为133-139℃，分子量为3000-7000，针对度为≤0.5dmm。
3.按照权利要求1所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其特征在于所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中的任意一种或几种混合。
4.按照权利要求1所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液，其特征在于所述助乳化剂为冰醋酸、油酸、16醇、18醇中的任意一种或几种混合。
5.权利要求1-4任意权利要求所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、常温下在压力釜内加入5-30份高密度聚乙烯蜡、0.5-10份阳离子乳化剂中的0.1-6 份、0.4-6份助乳化剂，混合均匀，将压力釜内的温度升高至140-160℃，压力升高到0.3-0.75兆帕；
b、在预混合釜内加入剩余份数0.4-4 份的阳离子乳化剂、60-90份去离子水，混合均匀；
c、在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至压力釜，在压力釜内保持温度140-160℃，保持釜内压力0.3-0.7兆帕，搅拌20-40min，然后通过高压均质机将物料输送至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为10-40%的蜡乳液。
6.按照权利要求5所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于步骤a或b中所述的阳离子乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中的任意一种或几种混合。
7.按照权利要求5所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于步骤a中所述的助乳化剂为16醇、18醇、冰醋酸、油酸中的任意一种。
8.权利要求1-4任意权利要求所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a、在压力釜内加入5-30份高密度聚乙烯蜡、0.5-10份阳离子乳化剂中的0.4-4 份、0.4-6份助乳化剂中的0.37-4份，混合均匀，压力釜内的压力控制在0.3-0.7兆帕、温度控制在140-160℃；
b、在预混合釜内加入剩余份数0.1-6份的阳离子乳化剂、剩余份数0.03-2 份的助乳化剂 、60-90份去离子水，混合均匀；
c、在搅拌状况下将预混合釜内物料泵送至压力釜，在压力釜内保持温度140-160℃，保持釜内压力0.3-0.7兆帕，搅拌20-40min，然后通过高压均质机将物料输送至冷却釜中，冷却至常温出料，得到含固量为10-40%的蜡乳液。
9.按照权利要求8所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于步骤a或b中所述的阳离子乳化剂是十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、烷基丙撑二胺、烷基咪唑啉季铵盐中的任意一种或几种混合。
10.按照权利要求8所述的一种用于消光剂及其他无机粉体材料改性的蜡乳液的制备方法，其特征在于步骤a或b中所述的助乳化剂为16醇、18醇、冰醋酸、油酸中的任意一种。
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