CN105566987A - 一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法 - Google Patents

一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：蛇纹石尾矿18-24、膨润土28-42、磷灰石16-22、坡缕石14-19、粉煤灰5-10、松脂岩11-16、硝酸钠6-9、水合碱式碳酸镁5-7、磷酸二氢铝7-11、硼砂4-8、气相白炭黑5-10、氢氧化锂3-6、改性剂A？8-14、改性剂B？6-12。本发明制得的纳米晶须防沉增稠剂具有优异的悬浮性，防沉效果好，防止颜料、填料沉积，用于水性涂料起很好的防沉、增稠作用，有效防止水性涂料沉淀、分层，提高水性涂料的使用性能。

Description

一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种增稠剂及其制备方法，具体涉及一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法。
背景技术
增稠剂是一类应用广泛的涂料助剂。水在涂料的浆料以及乳液两部分中均以连续相的形式存在，水的低粘度容易使涂料分层，而且在施工时容易造成涂刷困难，故增稠剂在涂料是必需的。增稠剂能使涂料增稠，以获得优异的机械及物理化学稳定性，在涂料施工中起到控制流变性的作用。目前市场用于涂料的增稠剂种类繁多，但是大多存在悬浮性和防沉性差的缺点，导致涂料容易出现颜料、填料沉积现象，使得涂料在生产、贮存、施工、成膜过程中受到影响。因此，提高增稠剂的防沉性显得非常重要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂及其制备方法。该增稠剂具有优异的悬浮性和防沉性。
为实现上述你目的，本发明采用如下的技术方案:
一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂，由以下重量份的原料制成：蛇纹石尾矿18-24、膨润土28-42、磷灰石16-22、坡缕石14-19、粉煤灰5-10、松脂岩11-16、硝酸钠6-9、水合碱式碳酸镁5-7、磷酸二氢铝7-11、硼砂4-8、气相白炭黑5-10、氢氧化锂3-6、改性剂A8-14、改性剂B6-12；
所述改性剂A由以下重量份的原料混合而成：草酸钙6-12、硫酸铜4-9、硫化钠3-6、二甘醇5-10、羟乙基羧甲基纤维素7-11、油酸钠4-8、木质素磺酸钙3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2-4、乙氧基化脂肪酸甲酯5-7；
所述改性剂B由以下重量份的原料混合而成：聚苯乙烯磺酸钠5-10、藻酸丙二醇酯4-8、卡波树脂6-12、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2-3、聚酰胺蜡浆3-6、羧甲基纤维素钠4-8。
一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蛇纹石尾矿、膨润土、磷灰石、坡缕石、粉煤灰、松脂岩混合均匀，粉碎，过150-250目筛，然后将过筛后的粉料加水搅拌制成质量浓度为45-55％的浆液，水浴加热至60-70℃，再加入15wt％稀硫酸调节浆液PH至4-5，2000-3000rpm高速球磨10-15min后加入改性剂A，4000-5000rpm高速球磨5-10min后再加入10wt％氢氧化钠溶液调节悬浮液PH至中性，3500-4500rpm高速球磨8-12min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤2-3次，烘干；
(2)将硝酸钠、水合碱式碳酸镁、磷酸二氢铝、硼砂、气相白炭黑、氢氧化锂混合均匀，粉碎，过100-150目筛后与步骤(1)制得的物料混合均匀，1000-1500rpm高速球磨20-30min，然后将球磨好的混合料装入刚玉烧杯中加盖密封，移至高温电炉中进行煅烧处理：先以14-18℃/min的速率升温至1150-1200℃，保温2-3h，再以4-9℃/min的速率降温至880-940℃，保温1-2h；然后以5-10℃/min的速率升温至1240-1280℃，保温3-4h，再以6-12℃/min的速率降温至820-860℃，保温0.5-1h，最后随炉自然冷却至常温；
(3)将步骤(2)制得的晶须用10wt％氢氟酸溶液浸泡2-3h，过滤，再用蒸馏水洗涤至无HF残留，如此重复3-4次；
(4)将步骤(3)处理后的晶须加水搅拌制成质量浓度为55-65％的浆液，再加入改性剂B，放入超声清洗机中，并用磁力搅拌器搅拌，边搅拌边超声分散25-35min，再放入球磨机中300-500rpm低速球磨分散8-12min，然后喷雾干燥成粉末，研细至纳米级，过筛即得成品。
本发明的有益效果：
(1)本发明步骤(1)利用改性剂A处理矿物原料，使其活化，从而具有优异的增稠性并能调节涂料的流动性，另外步骤(4)利用改性剂B进行改性处理，可以显著提高纳米晶须增稠剂的分散性，提高纳米晶须增稠剂与涂料中各组分的相容性。
(2)本发明制得的纳米晶须防沉增稠剂具有优异的悬浮性，防沉效果好，防止颜料、填料沉积，用于水性涂料起很好的防沉、增稠作用，有效防止水性涂料沉淀、分层，提高水性涂料的使用性能。
具体实施方式
一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂，由以下重量(kg)的原料制成：蛇纹石尾矿22、膨润土36、磷灰石18、坡缕石16、粉煤灰7、松脂岩13、硝酸钠7、水合碱式碳酸镁6、磷酸二氢铝9、硼砂6、气相白炭黑8、氢氧化锂4、改性剂A12、改性剂B8；
所述改性剂A由以下重量(kg)的原料混合而成：草酸钙8、硫酸铜6、硫化钠4、二甘醇8、羟乙基羧甲基纤维素9、油酸钠6、木质素磺酸钙4、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺3、乙氧基化脂肪酸甲酯6；
所述改性剂B由以下重量(kg)的原料混合而成：聚苯乙烯磺酸钠8、藻酸丙二醇酯6、卡波树脂8、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2.3、聚酰胺蜡浆4、羧甲基纤维素钠6。
一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蛇纹石尾矿、膨润土、磷灰石、坡缕石、粉煤灰、松脂岩混合均匀，粉碎，过200目筛，然后将过筛后的粉料加水搅拌制成质量浓度为50％的浆液，水浴加热至65℃，再加入15wt％稀硫酸调节浆液PH至4.5，2500rpm高速球磨12min后加入改性剂A，4500rpm高速球磨8min后再加入10wt％氢氧化钠溶液调节悬浮液PH至中性，4000rpm高速球磨10min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤3次，烘干；
(2)将硝酸钠、水合碱式碳酸镁、磷酸二氢铝、硼砂、气相白炭黑、氢氧化锂混合均匀，粉碎，过120目筛后与步骤(1)制得的物料混合均匀，1200rpm高速球磨25min，然后将球磨好的混合料装入刚玉烧杯中加盖密封，移至高温电炉中进行煅烧处理：先以16℃/min的速率升温至1180℃，保温2.5h，再以6℃/min的速率降温至920℃，保温1.5h；然后以8℃/min的速率升温至1260℃，保温3.5h，再以8℃/min的速率降温至840℃，保温1h，最后随炉自然冷却至常温；
(3)将步骤(2)制得的晶须用10wt％氢氟酸溶液浸泡3h，过滤，再用蒸馏水洗涤至无HF残留，如此重复4次；
(4)将步骤(3)处理后的晶须加水搅拌制成质量浓度为60％的浆液，再加入改性剂B，放入超声清洗机中，并用磁力搅拌器搅拌，边搅拌边超声分散30min，再放入球磨机中400rpm低速球磨分散10min，然后喷雾干燥成粉末，研细至纳米级，过筛即得成品。
将上述实施例制得的纳米晶须防沉增稠剂应用于水性涂料中，将该涂料按照GB/T9756-2001进行性能检验,检测结果见表1。
表1涂料性能测试结果
项目 标准要求(一等品) 测试结果
容器中状态 搅拌后无硬块,呈均匀状态 搅拌后无硬块,呈均匀状态
施工性 涂刷二道无障碍 涂刷二道无障碍
涂膜外观 涂膜外观正常 涂膜外观正常
干燥时间/h ≤2 1.2
对比率 ≥0.95 0.98
耐碱性(24h) 涂膜无异常 涂膜无异常
耐洗刷性/次 ≥1000 9000
耐水性/96h 涂膜无异常 涂膜无异常
涂料耐冻融性 不变质 不变质
细度/μm - 56
粘度/(Pa·s) - 5.34
附着力/％ - 100％

Claims (2)

1.一种水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：蛇纹石尾矿18-24、膨润土28-42、磷灰石16-22、坡缕石14-19、粉煤灰5-10、松脂岩11-16、硝酸钠6-9、水合碱式碳酸镁5-7、磷酸二氢铝7-11、硼砂4-8、气相白炭黑5-10、氢氧化锂3-6、改性剂A8-14、改性剂B6-12；
所述改性剂A由以下重量份的原料混合而成：草酸钙6-12、硫酸铜4-9、硫化钠3-6、二甘醇5-10、羟乙基羧甲基纤维素7-11、油酸钠4-8、木质素磺酸钙3-5、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺2-4、乙氧基化脂肪酸甲酯5-7；
所述改性剂B由以下重量份的原料混合而成：聚苯乙烯磺酸钠5-10、藻酸丙二醇酯4-8、卡波树脂6-12、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯2-3、聚酰胺蜡浆3-6、羧甲基纤维素钠4-8。
2.一种如权利要求1所述的水性涂料用纳米晶须防沉增稠剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将蛇纹石尾矿、膨润土、磷灰石、坡缕石、粉煤灰、松脂岩混合均匀，粉碎，过150-250目筛，然后将过筛后的粉料加水搅拌制成质量浓度为45-55%的浆液，水浴加热至60-70℃，再加入15wt%稀硫酸调节浆液PH至4-5，2000-3000rpm高速球磨10-15min后加入改性剂A，4000-5000rpm高速球磨5-10min后再加入10wt%氢氧化钠溶液调节悬浮液PH至中性，3500-4500rpm高速球磨8-12min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤2-3次，烘干；
（2）将硝酸钠、水合碱式碳酸镁、磷酸二氢铝、硼砂、气相白炭黑、氢氧化锂混合均匀，粉碎，过100-150目筛后与步骤（1）制得的物料混合均匀，1000-1500rpm高速球磨20-30min，然后将球磨好的混合料装入刚玉烧杯中加盖密封，移至高温电炉中进行煅烧处理：先以14-18℃/min的速率升温至1150-1200℃，保温2-3h，再以4-9℃/min的速率降温至880-940℃，保温1-2h；然后以5-10℃/min的速率升温至1240-1280℃，保温3-4h，再以6-12℃/min的速率降温至820-860℃，保温0.5-1h，最后随炉自然冷却至常温；
（3）将步骤（2）制得的晶须用10wt%氢氟酸溶液浸泡2-3h，过滤，再用蒸馏水洗涤至无HF残留，如此重复3-4次；
（4）将步骤（3）处理后的晶须加水搅拌制成质量浓度为55-65%的浆液，再加入改性剂B，放入超声清洗机中，并用磁力搅拌器搅拌，边搅拌边超声分散25-35min，再放入球磨机中300-500rpm低速球磨分散8-12min，然后喷雾干燥成粉末，研细至纳米级，过筛即得成品。
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