CN105860593A - 一种提高珠光颜料珠光效应的组合物、制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高珠光颜料珠光效应的组合物、制备方法与应用，用于解决现有技术中珠光颜料存在着上粉率低和涂层分离严重的技术缺陷。本发明公开了一种组合物，所述组合物的原料包括：珠光颜料、表面改性剂和纳米助剂；所述纳米助剂选自二氧化硅粘土、气相三氧化二铝和气相二氧化硅中的一种或多种。本发明公开了所述组合物的制备方法。本发明还提供了所述组合物或所述制备方法得到的产品在提高云母钛珠光颜料在粉末涂料中珠光效应中的应用。试验结果证明与表面没有经过处理的珠光颜料相比，本发明公开的制备方法得到的产品与粉末涂料混合后进行静电喷涂的上粉率高，具有更明显的珠光效应。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别涉及一种提高珠光颜料珠光效应的组合物及其制备方法与应用。
背景技术
珠光颜料是一种新型的闪光无机颜料，由数种金属氧化物薄层包覆云母构成。云母钛珠光颜料是以天然云母薄片为基材，以特殊的生产工艺(气相层积法或液相层积法)连续包覆一层或交替包覆多层TiO2、Fe2O3等金属氧化物而形成的微粉，所包覆的氧化物膜层比基材的光折射率高，且具有一定的透明性，对入射光产生多重反射和透射即干涉现象，因而具有珍珠般的柔和色彩。由于云母钛珠光颜料无毒、耐光、耐热、耐候性和抗化学腐蚀性均佳，作为颜料添加到粉末涂料中配制成的闪光漆粉可以广泛应用于汽车、摩托车、自行车和家电器等的涂装。
由于珠光颜料是无机颜料，其表面容易带羟基而表现出良好的亲水特性。传统的珠光粉末涂料的配制一般是直接将没经过表面处理的珠光颜料利用干混法或粘结法使其与粉末涂料混合均匀，然后再进行静电喷涂。使用传统方法配制的珠光粉末涂料进行低电压喷涂时的上粉率低，进行不同电压喷涂时的涂层分离严重，且整体上粉率低。现有技术中，珠光颜料存在着上粉率低和涂层分离严重的缺点，影响了涂层的珠光效应。
因此，研发出一种新型改性珠光颜料，用于解决现有技术中，珠光颜料存在着上粉率低和涂层分离严重的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种提高珠光颜料在粉末涂料中珠光效应的组合物及其制备方法与应用，用于解决现有技术中使用传统方法配制的珠光粉末涂料进行低电压喷涂时的上粉率低，进行不同电压喷涂时的涂层分离严重，且整体上粉率低的的缺点。
本发明的技术构思是：珠光颜料为无机粉体，表面容易带羟基，使用改性剂对其表面进行改性，目的是为了使珠光颜料具有一定的疏水亲油的能力，在粉末涂料中得到较好的分散性和相容性；在改性的同时加入了多孔的纳米颗粒，能使其在通过电晕放电式静电粉末喷枪时能更容易吸附枪头已离子化的负电荷，被涂物由于接地而诱导带正电荷，然后在静电场和空气推力的作用下，被吸附到被涂物表面，可以提高珠光颜料的上粉率，增强基体涂层的珠光效应。
本发明公开了一种组合物，所述组合物的原料包括：珠光颜料、表面改性剂和纳米助剂；
所述纳米助剂选自二氧化硅粘土、气相三氧化二铝和气相二氧化硅中的一种或多种。
优选地，以质量份计，所述组合物的原料包括：珠光颜料5～120份、表面改性剂0.5～5份和纳米助剂1～15份。
优选地，所述珠光颜料为云母钛珠光颜料。
优选地，所述表面改性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、偶联剂、有机硅、无机表面改性剂、不饱和有机酸和有机低聚物中的一种或多种。
本发明公开了所述组合物的制备方法，所述制备方法为：
步骤一、将珠光颜料与溶剂混合，第一次搅拌，得第一产物；步骤二：将第一产物和纳米助剂混合，第二次搅拌并调pH至3～5，得第二产物；步骤三、第二产物与表面改性剂混合后，第三次搅拌，得第三产物；步骤四：第三产物减压抽滤、干燥和筛分，得产品。
优选地，所述溶剂为无水乙醇或去离子水。
优选地，所述第二次搅拌和所述第三次搅拌的温度为40℃～90℃，所述第二次搅拌的时间为0.5h～1.5h，所述第三次搅拌的时间为1h～4h。
优选地，所述干燥为高温干燥或真空干燥；
所述高温干燥的温度为60℃～120℃，所述高温干燥的时间为24h～38h；
所述真空干燥的温度为60℃～120℃，所述真空干燥的时间为1h～4h。
优选地，所述产品的粒径为100～200目。
本发明还公开了所述组合物或所述制备方法得到的产品在提高云母钛珠光颜料在粉末涂料中珠光效应中的应用。
综上所述，本发明公开了一种提高珠光颜料在粉末涂料中珠光效应的组合物及其制备方法与应用。经过实验测定，本发明公开的组合物及由本发明公开的制备方法制得的组合物解决了使用传统方法配制的珠光粉末涂料进行低电压喷涂时的上粉率低，进行不同电压喷涂时的涂层分离严重，且整体上粉率低的技术缺陷。同时，本发明的技术方案，还能增强基底漆膜的珠光效应，且本发明技术方案的制备方法简单，对设备要求低，有利于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为表面处理前后的珠光颜料及改性剂的红外谱图。
具体实施方式
本发明公开了一种提高珠光颜料在粉末涂料中珠光效应的组合物及其制备方法与应用，用于解决现有技术中使用传统方法配制的珠光粉末涂料进行低电压喷涂时的上粉率低，进行不同电压喷涂时的涂层分离严重，且整体上粉率低的的缺点。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取60g金黄色云母钛珠光颜料，置于500ml三口烧瓶中，加入180ml无水乙醇，于水浴锅中搅拌分散并且升温至70℃，其中搅拌速度为800r/min，得第一产物1；加入7.5g二氧化硅粘土助剂的水溶液(2.4g助剂加入60ml去离子水，加热搅拌溶解均匀，用冰乙酸调节pH＝4)，70℃下水浴搅拌0.5h得第二产物1；缓慢滴加0.5g聚二甲基硅氧烷和1.2g硬脂酸的乙醇溶液(1.2g硬脂酸加入60ml无水乙醇加热使其充分溶解)，继续恒温搅拌2h得第三产物1；将第三产物1减压抽滤，滤饼于60℃下常压干燥38h，使用100目筛子筛分，得到产品1。
实施例2
称取55g金黄色云母钛珠光颜料，置于500ml三口烧瓶中，搅拌得第一产物2；加入4.0g二氧化硅粘土助剂的水溶液(2.2g助剂加入185ml去离子水，加热搅拌均匀并用盐酸调节pH＝3)，80℃恒温水浴搅拌0.5h得第二产物2；加入2.0g钛酸酯乙醇溶液和1.8g硬脂酸乙醇溶液，继续搅拌1.5h，冷却下搅拌20min得第三产物2；将第三产物2出料减压抽滤，滤饼于120℃下真空干燥1h，使用150目筛子筛分，得到产品2。
实施例3
称取15g金黄色云母钛珠光颜料，置于250ml三口烧瓶中，搅拌得第一产物3；加入1.0g二氧化硅粘土助剂水溶液(1.0g助剂加入50ml去离子水，用冰乙酸调节pH＝4加热搅拌均匀)，将料液置于水浴锅恒温90℃搅拌1.5h得第二产物3；再加入0.5g十六烷基三甲基溴化铵和0.5g硬脂酸乙醇溶液(0.5g硬脂酸加入20ml无水乙醇)，继续搅拌1h得第三产物3；将第三产物3出料减压抽滤，滤饼于70℃常压干燥30h，使用150目筛子筛分，得到产品3。
实施例4
称取120g金黄色云母钛珠光颜料，置于1000ml三口烧瓶中，加入240ml去离子水，于水浴中80℃加热搅拌均匀得第一产物4；加入15g二氧化硅粘土助剂的水溶液(4.8g助剂加入120ml去离子水，加热搅拌均匀并用醋酸调节pH＝5)搅拌1h得第二产物4；加入5.0g十二烷基硫酸钠，恒温80℃搅拌4h得第三产物4；将料液减压抽滤后，滤饼于120℃下常压高温干燥20h，使用200目筛子筛分，得到产品4。
实施例5
称取120g金黄色云母钛珠光颜料粉末，置于1000ml三口烧瓶中，加入480ml去离子水，于水浴中80℃搅拌分散得第一产物5；加入20ml气相二氧化硅助剂的醇溶液(含1.5g助剂)搅拌分散1h得第二产物5；加入120ml硬脂酸镁的醇溶液(取5.0g硬脂酸镁加入120ml无水乙醇，加热搅拌溶解)，80℃搅拌2h得第三产物5；减压抽滤，滤饼于60℃下真空干燥4h，使用200目筛子筛分，得到产品5。
实施例6
称取5.0g云母钛珠光颜料于250ml三口烧瓶中，加入10ml无水乙醇，搅拌得第一产物6；加入1.0g气相二氧化硅助剂，于40℃下搅拌分散0.5h得第二产物6；加入10ml钛酸酯偶联剂醇溶液(0.5g钛酸酯偶联剂加10ml无水乙醇溶解分散)，继续水浴加热搅拌、回流反应3h得第三产物6；反应结束后趁热抽滤，用无水乙醇洗涤，滤饼于80℃下真空烘干2h，使用150目筛子筛分得到产品6。
实施例7
分别对产品1、未改性的珠光颜料和有机改性剂进行红外光谱分析，未改性的珠光颜料为未改性的云母钛珠光颜料，分析结果如图1所示。从红外谱图看出，未改性的云母钛珠光颜料改性前在3427cm-1处有较强的吸收峰，主要为羟基的吸收峰；产品1经过表面改性处理后，在3427cm-1处吸收峰强度明显降低，同时在2918cm-1和2850cm-1出现了烷基的吸收峰，其中2918cm-1为硬脂酸烷基中(C-H)键的反对称收缩振动峰，2850cm-1为(C-H)键的对称收缩振动峰，这说明了改性后的云母钛珠光颜料表面羟基数目减少，同时接上了有机长链的烃基官能团，使其具有一定的疏水亲油能力。
用实施例2至6制得的产品2至6进行红外光谱分析也得到同样的结果。
实施例8
分别将表面没有经过处理的珠光颜料与实施例1至6制得的产品1至6与粉末涂料干混后，在100KV、70KV和40KV电压下对喷板进行静电喷涂，用色差仪进行分析，分析结果如表1至表7所示。从色差值数值中可看出，云母钛珠光颜料未经表面处理时，低压40KV喷涂时，L值较小且ΔL、Δa和Δb均小于0，得到的ΔE较大，说明了其上粉率比100KV喷涂时低；经过表面改性处理后如表2～表7所示，其中表2、表3、表4和表5在40KV喷涂时，L有所提高，得到的ΔL、Δa和Δb均大于0，且ΔE数值较大，同一电压的ΔE相差较小，说明了低压喷涂比高于喷涂时云母钛珠光颜料上粉率高；表6和表7中，L值均比未处理时提高，且ΔE值偏差小，说明色差相对稳定。
表1表面没有经过处理的珠光颜料和粉末涂料干混后静电喷涂的色差值
表2产品1喷板后的色差值
表3产品2喷板后的色差值
表4产品3喷板后的色差值
表5产品4喷板后的色差值
表6产品5喷板后的色差值
表7产品6喷板后的色差值
对比静电喷涂后的喷板，相比于表面没有经过处理的珠光颜料，在不同电压(100KV、70KV、40KV)下静电喷涂时，云母钛珠光颜料经过表面改性处理后(产品1～6)，珠光颜料上粉率得到提高，使得漆膜的珠光效应增强。
分别将表面没有经过处理的金色云母钛珠光颜料和使用实施例1制得的产品1进行电镜扫描，通过电镜对比图看看出，表面没有经过处理的金色云母钛珠光颜料倾向团聚到一起，且表面较为光滑；产品1经过表面改性处理后，表面变得粗糙且吸附了一定量的细小纳米颗粒，粒径约为100nm左右，这表面了经过改性处理后，云母钛珠光颜料表面包覆了一层长链的有机膜层，且吸附了一定的纳米小颗粒，这不仅使得了云母钛珠光颜料具有良好的疏水效果，同时也能改善喷涂时吸附负电荷的能力，增强漆膜的珠光效应。用产品2至6重复上述试验，得到同样的结论。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
综上所述，本发明公开了一种提高珠光颜料在粉末涂料中珠光效应的组合物及其制备方法与应用。经过实验测定，本发明公开的组合物及由本发明公开的制备方法制得的组合物解决了使用传统方法配制的珠光粉末涂料进行低电压喷涂时的上粉率低，进行不同电压喷涂时的涂层分离严重，且整体上粉率低的技术缺陷。同时，本发明的技术方案，还能增强基底漆膜的珠光效应。
Claims (10)
1.一种组合物，其特征在于，所述组合物的原料包括：珠光颜料、表面改性剂和纳米助剂；
所述纳米助剂选自二氧化硅粘土、气相三氧化二铝和气相二氧化硅中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量份计，所述组合物的原料包括：珠光颜料5～120份、纳米助剂1～15份和表面改性剂0.5～5份。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述珠光颜料为云母钛珠光颜料。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述表面改性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、偶联剂、有机硅、无机表面改性剂、不饱和有机酸和有机低聚物中的一种或多种。
5.一种包括权利要求1至4任意一项所述的组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
步骤一、将珠光颜料与溶剂混合，第一次搅拌，得第一产物；步骤二：将第一产物和纳米助剂混合，第二次搅拌并调pH至3～5，得第二产物；步骤三、第二产物与表面改性剂混合后，第三次搅拌，得第三产物；步骤四：第三产物减压抽滤、干燥和筛分，得产品。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇或去离子水。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二次搅拌和所述第三次搅拌的温度为40℃～90℃，所述第二次搅拌的时间为0.5h～1.5h，所述第三次搅拌的时间为1h～4h。
8.根据根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为高温干燥或真空干燥；
所述高温干燥的温度为60℃～120℃，所述高温干燥的时间为20h～38h；
所述真空干燥的温度为60℃～120℃，所述真空干燥的时间为1h～4h。
9.根据根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述产品的粒径为100～200目。
10.一种包括权利要求1至4任意一项所述的组合物或权利要求5至9任意一项所述的制备方法得到的产品在提高云母钛珠光颜料在粉末涂料中珠光效应中的应用。
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