CN103788775A

CN103788775A - 一种水性颜料型纳米色浆及其制备方法

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Publication number: CN103788775A
Application number: CN201410053073.7A
Authority: CN
Inventors: 张瀚; 张杏金
Original assignee: SUZHOU XIONGYING NANO TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU XIONGYING NANO TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: CN103788775B

Abstract

一种水性颜料型纳米色浆及其制备方法，涉及水性颜料型纳米色浆及其制备方法的领域。一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由16～50％的有机颜料、4～10％的分散剂、2～16％的二醇类化合物、2～12％的pH控制剂、0.05～0.15％的消泡剂、0.15～0.25％的杀菌剂、余量为水组成。制备方法：在水中加入杀菌剂、消泡剂和pH控制剂；向其中加入分散剂；加入有机颜料，搅拌至完全分散，转移至研磨机中，循环研磨2～5小时；过滤取滤液，即得到水性颜料型纳米色浆。本发明提供的一种水性颜料型纳米色浆及其制备方法，制备的水性颜料型纳米色浆为纳米级，着色强度高，研磨效率高，储存时间长，不添加任何树脂。

Description

一种水性颜料型纳米色浆及其制备方法

技术领域：

本发明涉及水性颜料型纳米色浆及其制备方法。

背景技术：

颜料是自然界中主要的着色物质，颜料具有较高的耐光牢度、耐气候牢度和耐溶剂性能，颜料的色泽鲜艳明亮，在纺织、造纸、建筑、食品、塑料、金属喷涂等领域得到了广泛的应用。颜料作为一种着色剂，只有均匀、稳定地分散在介质中，配制成色浆，才能较好地发挥其着色作用。如果颜料颗粒较粗且分布不匀，就会导致颜料的颜色鲜艳度和亮度较差。所以颜料的细化和分散稳定决定着配制成的色浆的应用价值。尤其是色浆中的颜料粒径达到纳米尺寸后，纳米材料的表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使色浆体现出各加优越的性能。

但是，当色浆中的颜料颗粒小到一定程度时，颜料颗粒的比表面积就会成倍增长，颗粒与颗粒之间的引力就会大大增加，在色浆中极易产生凝聚，随着存放时间的增加，颗粒也会变得更大，最终导致色浆发生粘度变大，浆液变稠，分层、沉淀析出等问题，严重影响色浆的使用和储存。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水性颜料型纳米色浆及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水性颜料型纳米色浆，由有机颜料、分散剂、二醇类化合物、pH控制剂、消泡剂、杀菌剂和水组成；按原料总质量的百分比计为：

余量为水；

所述的分散剂为单锚单链型PZ-40分散剂或多锚多链型D-65分散剂。

所述的有机颜料包括：a、黄色颜料：PY13颜料、PY74颜料、PY83颜料、PY150颜料；b、橙色颜料：PO13颜料；c、红色颜料：PR112颜料、PR122颜料、PR170颜料、PR254颜料；d、蓝色颜料：PB15：3颜料、PB60颜料；e、绿色颜料：PG7颜料；f、紫色颜料：PV19颜料、PV23颜料；g、黑色颜料：炭黑颜料(PBk7)；h、白色颜料：钛白粉颜料(Pigment White6)。

所述的水性颜料型纳米色浆中的内控粒度D₅₀为100nm～150nm，粘度小于350.0cps，比重为1.050～1.200g／cm³，pH值为8.0～11.0，表面张力为25.0～45.0d／cm，电导率小于200.0μS／cm。

所述的二醇类化合物为二甘醇、丙二醇和乙二醇中的一种或其中几种的混合物。

所述的pH控制剂为三乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)。

所述的消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。

一种水性颜料型纳米色浆的制备方法，具体按以下步骤进行的：

一、按质量百分比将各组份称好待用；二、在容器内加入水、杀菌剂和消泡剂，搅拌至溶解；三、向步骤二的容器中加入二醇类化合物，搅拌10～30分钟；四、向步骤三的容器中加入pH控制剂，搅拌10～30分钟；五、向步骤四的容器中加入分散剂，搅拌至充分溶解；其中，所述的分散剂为单锚单链型PZ-40分散剂或多锚多链型D-65分散剂；六、在搅拌的条件下，向步骤五的容器中缓慢加入有机颜料，搅拌至完全分散，得到初混色浆；七、将步骤六得到的初混色浆转移至研磨机中，进行循环研磨，研磨2～5小时；八、将步骤七中研磨后的色浆，进行过滤，取滤液，即得到水性颜料型纳米色浆。

所述的步骤二中的消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。

所述的步骤三中的二醇类化合物为二甘醇、丙二醇和乙二醇中的一种或其中几种的混合物。

所述的步骤四中的pH控制剂为三乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP-95)。

本发明的优点：一、本发明的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法制备得到的水性颜料型纳米色浆为纳米级，着色强度高；二、本发明的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法，采用本发明的配方和方法，使得研磨的效率提高；三、本发明的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法制备得到的水性颜料型纳米色浆，色浆不凝聚、不分层，极大的延长了储存寿命；四、本发明的一种水性颜料型纳米色浆中不添加任何树脂，扩大了色浆的应用范围。

附图说明：

图1为实施例一的样品的制备方法的工艺流程图。

图2为实施例一中的6个样品中的颜料颗粒的粒径大小与研磨时间的关系对比图，其中，□为样品1-1，■为样品1-2，△为样品1-3，▲为样品1-4，○为样品1-5，●为样品1-6；

图3为实施例二中的6个样品的粘度与储存时间的关系对比图，其中，□为样品2-1，■为样品2-2，△为样品2-3，▲为样品2-4，○为样品2-5，●为样品2-6；

图4为实施例三中的6个样品的着色力与研磨时间的关系对比图，其中，□为样品3-1，■为样品3-2，△为样品3-3，▲为样品3-4，○为样品3-5，●为样品3-6。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明做进一步详细描述，并采用以下实施例验证本发明的效果；本发明技术方案不局限于以下列举实施例。

实施例一：

样品1-1：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、8％的PZ-40分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和47.7％的水。

样品1-1的制备方法的工艺流程图如图1所示；一种水性颜料型纳米色浆，具体按照以下步骤进行的：

一、按质量百分比将各组份称好待用；二、将水加入搅拌桶中，在搅拌下加入MT-10杀菌剂和A-T消泡剂，先进行充分溶解；三、在搅拌下将丙二醇和乙二醇加入搅拌桶中，搅拌15分钟；四、在搅拌下将三乙醇胺加入搅拌桶中，搅拌15分钟；五、在搅拌的条件下加入PZ-40分散剂，进行溶解；六、完全溶解后，慢慢加入PB15：3颜料，搅拌至完全分散；七、开启进料泵，将分散好的浆料泵入研磨机，进行循环研磨，研磨4小时，其中，所述的研磨机采用直径为0.3-0.5mm的锆珠；八、将研磨后的色浆，进行过滤，取滤液，即得到水性颜料型纳米色浆。

样品1-2：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、6％的D-65分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和49.7％的水。

样品1-2制备方法同样品1-1的制备方法。

样品1-3：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、6％的普通型分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和49.7％的水。

样品1-3制备方法同样品1-1的制备方法。

样品1-4：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、8％的普通型分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和47.7％的水。

样品1-4制备方法同样品1-1的制备方法。

样品1-5：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、10％的普通型分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和45.7％的水。

样品1-5制备方法同样品1-1的制备方法。

样品1-6：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：30％的PB15：3颜料、12％的普通型分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、5％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和43.7％的水。

样品1-6制备方法同样品1-1的制备方法。

其中，样品1-1和样品1-2为本发明涉及保护；样品1-3、样品1-4、样品1-5和样品1-6为对比例。

检测方法：分别在研磨时间1小时、2小时、3小时和4小时，对样品色浆进行颜料颗粒的粒径大小进行测定，得到颜料颗粒的粒径大小与研磨时间的关系对比图，如图2所示。从图2中可以看出，采用本发明的配方比使用普通的配方在相同的研磨时间下，更易达到较小的颜料颗粒，增加了研磨的效率。

实施例二：

样品2-1：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、8％的PZ-40分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和53.7％的水。

样品2-1的制备方法：一种水性颜料型纳米色浆，具体按照以下步骤进行的：

一、按质量百分比将各组份称好待用；二、将水加入搅拌桶中，在搅拌下加入MT-10杀菌剂和A-T消泡剂，先进行充分溶解；三、在搅拌下将丙二醇和二甘醇加入搅拌桶中，搅拌15分钟；四、在搅拌下将AMP-95加入搅拌桶中，搅拌15分钟；五、在搅拌的条件下加入PZ-40分散剂，进行溶解；六、完全溶解后，慢慢加入PBk7炭黑颜料，搅拌至完全分散；七、开启进料泵，将分散好的浆料泵入研磨机，进行循环研磨，研磨4小时，其中，所述的研磨机采用直径为0.3-0.5mm的锆珠；八、将研磨后的色浆，进行过滤，取滤液，即得到水性颜料型纳米色浆。

样品2-2：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、6％的D-65分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和55.7％的水。

样品2-2制备方法同样品2-1的制备方法。

样品2-3：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、6％的普通型分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和55.7％的水。

样品2-3制备方法同样品2-1的制备方法。

样品2-4：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、8％的普通型分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和53.7％的水。

样品2-4制备方法同样品2-1的制备方法。

样品2-5：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、10％的普通型分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和51.7％的水。

样品2-5制备方法同样品2-1的制备方法。

样品2-6：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：25％的PBk7炭黑颜料、12％的普通型分散剂、5％的丙二醇、6％的二甘醇、2％的AMP-95、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和49.7％的水。

样品2-6制备方法同样品2-1的制备方法。

其中，样品2-1和样品2-2为本发明涉及保护；样品2-3、样品2-4、样品2-5和样品2-6为对比例。

检测方法：将样品2-1、样品2-2、样品2-3、样品2-4、样品2-5和样品2-6储存30天，分别在储存时间为1天、7天、15天和30天，对样品色浆进行粘度的测定，得到样品的粘度与储存时间的关系对比图，如图3所示。从图3中可以看到，在相同的储存时间下，采用本发明的配方的粘度几乎不变，说明本发明的色浆不凝聚、不分层，极大的延长了储存寿命。

实施例三：

样品3-1：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、8％的PZ-40分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和58.7％的水。

样品3-1的制备方法：一种水性颜料型纳米色浆，具体按照以下步骤进行的：

一、按质量百分比将各组份称好待用；二、将水加入搅拌桶中，在搅拌下加入MT-10杀菌剂和A-T消泡剂，先进行充分溶解；三、在搅拌下将丙二醇和乙二醇加入搅拌桶中，搅拌15分钟；四、在搅拌下将三乙醇胺加入搅拌桶中，搅拌15分钟；五、在搅拌的条件下加入PZ-40分散剂，进行溶解；六、完全溶解后，慢慢加入PR122颜料，搅拌至完全分散；七、开启进料泵，将分散好的浆料泵入研磨机，进行循环研磨，研磨4小时，其中，所述的研磨机采用直径为0.3-0.5mm的锆珠；八、将研磨后的色浆，进行过滤，取滤液，即得到水性颜料型纳米色浆。

样品3-2：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、6％的D-65分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和60.7％的水。

样品3-2制备方法同样品3-1的制备方法。

样品3-3：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、6％的普通型的分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和60.7％的水。

样品3-3制备方法同样品3-1的制备方法。

样品3-4：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、8％的普通型的分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和58.7％的水。

样品3-4制备方法同样品3-1的制备方法。

样品3-5：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、10％的普通型的分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和56.7％的水。

样品3-5制备方法同样品3-1的制备方法。

样品3-6：一种水性颜料型纳米色浆，按原料总质量的百分比计由以下组成：20％的PR122颜料、12％的普通型的分散剂、3％的丙二醇、6％的乙二醇、4％的三乙醇胺、0.1％的A-T消泡剂、0.2％的MT-10杀菌剂和54.7％的水。

样品3-6制备方法同样品3-1的制备方法。

其中，样品3-1和样品3-2为本发明涉及保护；样品3-3、样品3-4、样品3-5和样品3-6为对比例。

检测方法：分别在研磨时间1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时和4小时，对样品色浆进行着色强度的测定，得到样品的着色力与研磨时间的关系对比图，如图4所示。从图4中可以看到，在相同的研磨时间下，

采用本发明的配方比使用普通的配方在相同的研磨时间下，着色强度更高。

实施例中所述的MT-10为杀菌剂的型号，PZ-40和D-65为分散剂的型号，

A-T为消泡剂的型号，PB15：3、PBk7和PR122为颜料的型号。

Claims

1.一种水性颜料型纳米色浆，其特征在于：所述水性颜料型纳米色浆由有机颜料、分散剂、二醇类化合物、pH控制剂、消泡剂、杀菌剂和水组成；按原料总质量的百分比计为：

余量为水；

其中，所述的分散剂为单锚单链型PZ-40分散剂或多锚多链型D-65分散剂。

2.根据权利要求1所述的一种水性颜料型纳米色浆，其特征在于：所述的二醇类化合物为二甘醇、丙二醇和乙二醇中的一种或其中几种的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的一种水性颜料型纳米色浆，其特征在于：所述的pH控制剂为三乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

4.根据权利要求1或2所述的一种水性颜料型纳米色浆，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。

5.制备权利要求1所述的一种水性颜料型纳米色浆的方法，具体按以下步骤进行的：

6.根据权利要求5所述的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中的消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。

7.根据权利要求5或6所述的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法，其特征在于：所述的步骤三中的二醇类化合物为二甘醇、丙二醇和乙二醇中的一种或其中几种的混合物。

8.根据权利要求5或6所述的一种水性颜料型纳米色浆的制备方法，其特征在于：所述的步骤四中的pH控制剂为三乙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。