CN102746727B - 一种水性木器漆打磨剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性木器漆打磨剂的制备方法，所述打磨剂的组份包括硬脂酸盐，分散剂，润湿剂和水，其制备方法包括以下步骤：制备粉体状的水性木器漆打磨剂硬脂酸盐；用分散剂和润湿剂将粉体硬脂酸盐分散于水中制成分散液，所述分散剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的2～5％，所述润湿剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的5～10％。将制得的硬脂酸盐粉碎为一定粒径的粉体后，再用乳化分散技术将硬脂酸盐分散于水中，形成稳定均匀的分散液，此法制得的打磨剂与水性木器漆相容性和分散性良好，并能充分发挥木器漆打磨剂的作用。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种水性木器漆的原料制备方法，特别涉及一种水性木器漆打磨剂的制备方法，属涂料化工制造业。
【背景技术】
随着社会的发展，环保法规的完善，人们环保健康家居意识的日益增强，水性木器漆以其无毒环保、无气味、可挥发物极少、不燃不爆的高安全性、不黄变、涂刷面积大等优点逐渐被人们接受和使用，从涂料市场的发展趋势来看，水性木器漆必将成为家具涂装和家装涂装的重要潮流，随着原油滥用及紧缺、石油价格的持续走高，油性涂料的成本高居不下，同时行业竞争激烈，涂料厂商的利润越来越薄，成本压力越来越大，而水性木器漆成本稳定，成本优势有利于水性木器漆的长期健康发展。
打磨剂作为木器底漆必不可缺少的一种助剂，可以改善木器表面滑爽性，避免机械打磨时温度上升，导致涂膜变软粘在砂纸上或者糊住砂轮。随着水性木器漆市场的开拓，对水性木器漆打磨剂的需求会越来越迫切，对水性木器漆打磨剂的要求也会越来越高。但现在市场上能令涂料使用者很满意的产品还很少，多数打磨剂不溶于水、乙醇，与水性木器漆不相容，不能很好地分散于水性木器漆中，所以很有必要开发该产品。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种水性木器漆打磨剂的制备方法，所述打磨剂的组份包括硬脂酸盐，分散剂，润湿剂和水，将制得的硬脂酸盐粉碎为一定粒径的粉体后，再用乳化分散技术将硬脂酸盐分散于水中，形成稳定均匀的分散液，此法制得的打磨剂与水性树脂相容性和分散性良好，并能充分发挥木器漆打磨剂的作用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种水性木器漆打磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备粉体状的水性木器漆打磨剂硬脂酸盐；
(2)用分散剂和润湿剂将粉体硬脂酸盐乳化分散于水中制成分散液，所述分散剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的2～5％，所述润湿剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的5～10％。
所述分散剂的添加量若小于2％时，粉体不能被完全分散于水中，造成整个体系稳定性变差；若大于5％时，做出的产品应用时漆膜会出现缩孔，影响流平性能，同时也增加了生产成本，不利于市场推广。
所述润湿剂的添加量若小于5％，会使粉体润湿不充分，影响分散效果；若大于10％时，做出的产品应用时漆膜会出现缩孔的问题。
其中乳化分散时用的水优选为去离子水。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述硬脂酸盐为硬脂酸锌，所述硬脂酸锌采用熔融法制得，其步骤包括：将硬脂酸加热至熔融并升温至130-135℃加入氧化锌粉末，搅拌至混合均匀，再加入催化剂升温至135-145℃进行反应1-2小时生成硬脂酸锌，然后冷却、粉碎制得的硬脂酸锌粉体，其中所述硬脂酸与氧化锌的质量比为6.6∶1，所述催化剂的用量为硬脂酸和氧化锌质量总和的2-5％，所述催化剂为水、双氧水其中的一种或者两种的混和物。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述硬脂酸盐为硬脂酸钙，所述硬脂酸钙采用直接法制得，其步骤包括：将硬脂酸和氢氧化钙粉末加热至60～80℃搅拌至混合均匀，再加入催化剂反应2～3小时生成硬脂酸钙，然后冷却、粉碎制得硬脂酸钙粉体，其中所述硬脂酸与氢氧化钙的质量比为6.75∶1，所述的催化剂的用量为硬脂酸和氢氧化钙质量总和的2～5％，所述催化剂为水、双氧水其中的一种或者两种的混和物。
以上制备硬脂酸锌和硬脂酸钙时作催化剂的水用工业用水即可，优选催化剂为水和双氧水的混合物，因为双氧水作为催化剂的同时还可以对生成的硬脂酸盐起到一定的漂白作用。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述硬脂酸盐为双硬脂酸铝，所述双硬脂酸铝采用复分解法制得，其步骤包括：向反应釜中加入水，再加入硬脂酸和硫酸铝溶液，搅拌加热至70～80℃，然后边搅拌边缓缓加入氢氧化钠溶液至反应体系的PH值6.5-7.5之间，反应1小时生成双硬脂酸铝，最后进行洗涤、离心、干燥、粉碎制得双硬脂酸铝粉体，其中水不参与反应，所述硬脂酸、硫酸铝与氢氧化钠的质量比为13∶6∶1，反应过程中介质水的用量为硬脂酸、硫酸铝与氢氧化钠总质量的250％～350％，所述介质水用工业用水即可。
本发明中硬脂酸铝选择复分解法工艺生产的双硬脂酸铝。硬脂酸锌、钙都选用干法生产、符合行业标准的优级品，因为如果选用复分解法生产的硬脂酸锌、钙，粉体空心结构会使得润滑剂和分散剂渗透其中，使整个分散体系增稠，影响产品性能。。
本发明中生产硬脂酸盐的原料碱金属盐均符合环保要求，铅含量小于10ppm，镉含量小于5ppm
粉碎硬脂酸盐时可用高速碰撞式机械粉碎机或者气流粉碎机，粉碎过程中可以对产品进一步脱水。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述硬脂酸盐粉体的粒径为1-50μm。如果粒径小于1微米，在分散时容易产生团聚物，携带大量的空气，阻碍了两相物料的充分接触，分散难以进行；如果粒径大于50微米，分散相对比较容易，但稳定性变差，容易产生沉降。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的分散剂为聚丙烯酸铵盐、聚羧酸铵盐，还可以是毕克化学Disperbyk-183、2155，美国气体化工Surfynol CT-171含亲和颜料基的高分子量嵌断共聚物溶液中的一种或两种以上的混合物。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的润湿剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或者两种的混合物。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂酸钠、改性磺基羧酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸铵盐、二异辛基醇琥珀酸酯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或者两种以上的混合物。
如上所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的非离子表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚、乙二醇聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种以上的混合物。
以上所述硬脂酸盐可以合成生产，也可以直接购买，其他原料来源均为市售。
本发明的有益效果是：
(1)通过高速机械或气流粉碎，产品粒径得到很好控制，有利于后续乳化分散；同时粉碎进也清除了粉体的部分水分，提高了产品质量；
(2)优选复合高分子分散剂、润湿剂，将水性木器漆打磨剂粉体乳化分散于水中，相比于传统粉体打磨剂，本发明能够更加稳定均匀地分散于水性木器漆中；
(3)粉体木器漆打磨剂制备工艺简单，可操作性强，目前工业化生产的也比较多，有多样性选择。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例来对本发明作进一步说明。
一种水性木器漆打磨剂的制备方法，所述打磨剂的组份包括硬脂酸盐，分散剂，润湿剂和水，其制备方法包括以下步骤：
(1)制备粉体状的水性木器漆打磨剂硬脂酸盐；
(2)用分散剂和润湿剂将粉体硬脂酸盐乳化分散于水中制成分散液，所述分散剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的2～5％，所述润湿剂的添加量为粉体硬质酸盐质量的5～10％。
本发明的乳化分散可在较宽的生产条件下进行，正常温度5～40℃，温度不能太高也不能过低，因为温度过高时，有机物挥发造成成本浪费；如果温度过低，润湿分散剂活性降低，乳化速度减缓，生产周期变长。本方案中分散时间控制在0.5～1.5个小时，分散时间过长，过产生大量泡沫，影响产品质量；分散时间过短，粉体乳化分散不均匀，稳定性差。
以下实施例中所用硬脂酸为含有60％的十六碳酸和40％的十八碳酸的混合酸，其酸值为210。
实施例1：
硬脂酸锌打磨剂的制备方法
(1)将900kg硬脂酸加热至135℃，加入135kg氧化锌，所述氧化锌的纯度≥99.7％，混合、分散均匀后，半小时内、分三次加入20kg 30％的双氧水催化反应，保温1.5个小时。然后冷却成固体片状，用高速碰撞式机械粉碎机粉碎制得硬脂酸锌粉体。其质量指标为：含锌量10.8％；加热减量≤0.8％；熔点≥119℃；游离酸≤0.8％；细度≤35μm。
(2)向100kg水中加入分散剂毕克化学Disperbyk-21551.2kg，聚羧酸铵盐0.6kg，分散10分钟后加入润湿剂乙二醇聚氧乙烯醚2.3kg，二异辛基醇琥珀酸酯磺酸钠0.5kg，月桂醇聚氧乙烯醚磺酸钠1.5kg分散15分钟，然后加入步骤(1)所得的硬脂酸锌84kg分散半小时，即得目的产物。其质量指标为：25℃粘度2000～3000厘泊；固含量45±1％。
实施例2：
硬脂酸钙打磨剂的制备方法
(1)将800kg硬脂酸和118.6kg氢氧化钙粉末混合加热至65℃搅拌约0.5小时，所述氢氧化钙纯度≥96.0％，混合均匀后加入20kg 30％的双氧水催化反应2～3小时，然后冷却，用高速碰撞式机械粉碎机粉碎制得硬脂酸钙粉体。其质量指标为：含钙量6.8％；加热减量≤2.0％；熔点≥140℃；游离酸≤0.5％；细度≤45μm。
(2)向100kg水中加入分散剂毕克化学Disperbyk-1830.8kg，聚羧酸铵盐0.6kg，美国气体化工Surfynol CT-1710.3kg分散10分钟后加入润湿剂十二烷基苯磺酸钠1.3kg，异辛醇聚氧乙烯醚0.5kg，月桂醇聚氧乙烯醚磺酸钠2.5kg分散15分钟，然后加入步骤(1)所得的硬脂酸钙70kg分散1小时，即得目的产物。其质量指标为：25℃粘度2000～3000厘泊；固含量40±1％。
实施例3：
双硬脂酸铝打磨剂的制备方法
(1)向盛有5T水的反应釜中加入1060kg硬脂酸和468kg七水硫酸铝，所述七水硫酸铝的纯度≥98.0％，搅拌加热至75℃，缓缓加入121kg氢氧化钠，所述氢氧化钠的纯度≥99.0％，控制反应体系PH值为7左右，反应1小时后，过滤，再加入2T水进行洗涤，离心干燥，用气流粉碎机粉碎制得双硬脂酸铝粉体。其质量指标为：氧化铝含量14.4％；熔点158℃；游离酸≤1.0％；水分≤3.0％，细度≤45μm。
(2)向100kg水中加入分散剂毕克化学Disperbyk-1830.6kg，美国气体化工Surfynol CT-1710.8kg分散10分钟后加入润湿剂十二烷基苯磺酸钠1.5kg，异辛醇聚氧乙烯醚0.5kg，十二醇聚氧乙烯醚2.5kg分散15分钟，然后加入步骤(1)所得的双硬脂酸铝65kg分散1小时，即得目的产物。其质量指标为：25℃粘度2000～3000厘泊；固含量38±1％。
附：
表一：HG/T3667-2000硬脂酸锌的的行业标准
由表一可知实施例1所制得的粉状硬脂酸锌为优等品。
表二：HG/T2424-1993硬脂酸钙的行业标准
由表二可知实施例2所制得的粉状硬脂酸钙为一等品。
表三：行业中硬脂酸铝质量指标
由表三可知实施例3所制得的粉状双硬脂酸铝为二级品。
Claims (6)
1.一种水性木器漆打磨剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备粉体状的水性木器漆打磨剂硬脂酸盐；
（2）用分散剂和润湿剂将粉体硬脂酸盐分散于水中制成分散液，所述分散剂的添加量为粉体硬脂酸盐质量的2～5%，所述润湿剂的添加量为粉体硬脂酸盐质量的5～10%；
其中所述的硬脂酸盐为硬脂酸钙或双硬脂酸铝；
所述硬脂酸钙采用直接法制得，其步骤包括：将硬脂酸和氢氧化钙粉末加热至60～80℃搅拌至混合均匀，再加入催化剂反应2～3小时生成硬脂酸钙，然后冷却、粉碎制得硬脂酸钙粉体，其中所述硬脂酸与氢氧化钙的质量比为6.75：1，所述的催化剂的用量为硬脂酸和氢氧化钙质量总和的2～5%，所述催化剂为水、双氧水其中的一种或者两种的混和物；
所述双硬脂酸铝采用复分解法制得，其步骤包括：向反应釜中加入水，再加入硬脂酸和硫酸铝溶液，搅拌加热至70～80℃，然后边搅拌边缓缓加入氢氧化钠溶液至反应体系的PH值6.5-7.5之间，反应1小时生成双硬脂酸铝，最后进行洗涤、离心、干燥、粉碎制得双硬脂酸铝粉体，其中水不参与反应，所述硬脂酸、硫酸铝与氢氧化钠的质量比为13：6：1，反应过程中介质水的用量为硬脂酸、硫酸铝与氢氧化钠总质量的250%～350%。
2.根据权利要求1所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述粉体状硬脂酸盐的粒径为1-50μm。
3.根据权利要求1所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的分散剂为聚丙烯酸铵盐、聚羧酸铵盐类含亲和颜料基的高分子量嵌断共聚物溶液中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的润湿剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂中的一种或者两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、月桂酸钠、改性磺基羧酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸铵盐、二异辛基醇琥珀酸酯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或者两种以上的混合物。
6.根据权利要求4所述的一种水性木器漆打磨剂的制备方法，其特征在于所述的非离子表面活性剂为异辛醇聚氧乙烯醚、乙二醇聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种以上的混合物。
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