CN107266979A - 一种环氧地坪漆用色浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧地坪漆用色浆，包括按照重量百分比计的如下组份：表面改性颜料20‑70％、活性稀释剂25‑78％、分散剂2‑5％，经分散、研磨、过滤、消泡等工艺制备而得。本方法制备的色浆。该色浆中采用硅烷偶联剂对颜料进行改性，所制得的色浆具有着色力高、细度小、储存稳定性好、环境安全性佳等优点。

Description

一种环氧地坪漆用色浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，尤其涉及一种环氧地坪漆用色浆及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是指含有两个以上环氧基团，且主链上含有脂肪族或脂环族、芳香族链段，能够通过环氧基团的反应生成热固性化合物的高分子低聚物，环氧树脂在涂料、胶黏剂等领域得到了广泛应用。由于环氧树脂黏度较大，在使用时，一般都需要添加活性或非活性稀释剂来调节环氧树脂的黏度、增加流动性以及延长使用寿命，并添加多元胺等固化剂与之反应，形成力学性能优良的热固性化合物。

无尘车间、运动场地等需要洁净地面的场所，往往会采用环氧地坪漆进行涂覆，环氧地坪漆在耐磨、耐腐蚀等方面有较为苛刻的要求，其原料包括环氧树脂、固化剂、活性稀释剂、分散剂、流平剂、填料和着色剂等多个组分。申请号为CN201610601805.0的中国专利介绍了一种溶剂型环氧树脂地坪漆组成配方，其配方包括：35-50份双酚A型环氧树脂、12-20份低溴化环氧树脂、12-18份二乙烯三胺、1.2-1.4份2-乙基-4-甲基咪唑、0.08-0.12份乙烯基三乙氧基硅烷、1-3份环氧大豆油、0.3-0.5份消泡剂、4-7份磷酸酯、10-16份颜料、40-55份填料以及40-60份溶剂。

直接使用颜料作为着色剂加入环氧地坪漆中进行着色，存在粉尘污染严重、计量不方便等缺陷，将颜料颗粒稳定分散在液体载体中形成的颜料色浆，不仅可以避免上述粉尘污染严重、计量不方便等缺陷，还可以降低颜料颗粒的粒径分布、提升着色力、减少颜料的使用量，是近年来涂料领域使用的主要着色剂。

传统地坪涂料以溶剂型为主，使用的有机溶剂会对人和环境造成较大危害，为了保护环境和消费者健康，近年来，国内外相关法规对涂料行业挥发性有机化合物(volatileorganic compounds，简称：VOC)的排放限制日益严格，采用有机溶剂作为载体制备的溶剂型色浆，在涂料领域的应用受到了较大限制。选择一种不挥发的物质作为载体，分散颜料以制备着色力高、细度小、储存稳定性好、不含VOC的环氧地坪漆用色浆，是近年来提升环氧地坪漆环保性能的迫切需求。

环氧树脂用稀释剂分为活性稀释剂和非活性稀释剂，活性稀释剂是指可以与固化剂进行交联反应的反应型稀释剂，如苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚等；非活性稀释剂一般不会与固化剂产生化学反应，属于添加型稀释剂，常用的包括丙酮、甲苯、醋酸乙酯等有机溶剂，是VOC的重要来源。在环氧树脂用活性稀释剂中，选择一种环保性能好、不会释放VOC的活性稀释剂作为载体，分散颜料以制备环氧地坪漆用色浆，是满足目前环氧地坪漆用色浆环保性能、应用性能的重要途径。但使用活性稀释剂的颜料色浆在储存稳定性、色浆中颜料颗粒的细度、着色力等方面要求较为苛刻，目前尚未发现相关技术和产品的报道。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了提供一种环氧地坪漆用色浆，可达到着色力高、细度小、储存稳定性好、不含VOC的目的。

一种环氧地坪漆用色浆，包括按照重量百分比计的如下组份：表面改性颜料20-70％、活性稀释剂25-78％、分散剂2-5％。

优选的，所述活性稀释剂包括环氧大豆油与聚丙二醇二缩水甘油醚且质量比为1:1-1:4。

优选的，所述分散剂为单硬脂酸甘油酯。

优选的，所述表面改性颜料中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂占颜料质量的0.5-3％。

优选的，所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

表面改性颜料的制备方法，方法步骤如下：S1：将有机溶剂和硅烷偶联剂混合均匀后，加入去离子水得到混合液体；S2：将颜料加入捏合机中，将S1制得的溶液以喷淋的方式加入颜料中，混合分散5-10min。

进一步的，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇，所述有机溶剂的添加量为硅烷偶联剂的0.8-2倍。所用有机溶剂需要对偶联剂有较好的溶解能力，并且可以在捏合后以较短时间从颜料中挥发出去。

进一步的，所述去离子水的添加量为硅烷偶联剂的0.1-0.2倍。

一种环氧地坪漆用色浆的制备方法，方法步骤如下：S1：将活性稀释剂加热至40℃后加入分散剂，在高速搅拌的状态下加入表面改性颜料，高速分散15min，得到预混合颜料浆料；S2：将S1制得的预混合颜料浆料经研磨、过滤、消泡后，得到适用于环氧地坪漆用色浆。S1中活性稀释剂的加温度可在40℃以上，以增加分散剂在活性稀释剂中的分散效率和分散效果。

本发明提出的色浆组份应用于制备环氧地坪漆用色浆。

工作原理

本发明中选用γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷对颜料进行表面改性，该偶联剂按照中科院偶联剂命名体系命名方法，其名称为硅烷偶联剂KH-560，其结构式如下：

虽然炭黑、有机颜料、钛白等颜料的结构式中不含羟基，但在颜料合成过程或使用氧化聚乙烯蜡、改性松香等物质的后处理过程中，颜料表面会形成大量羟基。在硅烷偶联剂KH-560结构中，三个与硅原子相连的甲氧基团，与水分子会反应形成反应活性极高的硅羟基；常温下，硅羟基就可以与颜料表面的羟基进行反应，由此可见，偶联剂与颜料通过共价键结合，完成颜料的表面改性。

本发明中，所用活性稀释剂为环氧大豆油与聚丙二醇二缩水甘油醚的混合物，两者质量比为1:1-1:4，在该比例下采用两种活性稀释剂复配，可以有效满足色浆稳定性和细度的要求；本发明中所用分散剂为硬脂酸甘油酯，优选单硬脂酸甘油酯作为分散剂。

本发明中，对于所用颜料并无特别限制，但一般建议优选价格相对较低、耐候性较好颜料，如铁黄、铁黑、铁红、钛白等无机颜料，或酞菁蓝、酞菁绿、颜料红49:1等有机颜料。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：

本发明提出的一种环氧地坪漆用色浆，该色浆中将颜料用KH-560偶联剂进行改性，同时采用环氧大豆油与聚丙二醇二缩水甘油醚复配作为活性稀释剂、单硬脂酸甘油酯作为分散剂。经实验证明，将本发明提出的色浆应用于有色环氧地坪漆中，该色浆不仅具有良好的稳定性和着色能力，而且其细度可达到15μm；具备储存稳定性好、环境安全性高的优异性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1

将500g氧化铁红颜料加入捏合机中，再将2.5g KH-560偶联剂和5g乙醇在烧杯中混合均匀后，加入0.5g去离子水再次搅拌混合2min，随后将混合后的液体喷淋在捏合机内的氧化铁红颜料中，再在捏合机中混合分散10min，得到表面改性的氧化铁红颜料。

实施例2

将500g钛白颜料加入捏合机中，再将7.5gKH-560偶联剂和6g异丙醇在烧杯中混合均匀后，加入0.75g去离子水再次搅拌混合2min，随后将混合后的液体喷淋在捏合机内的钛白中，再在捏合机中混合分散5min，得到表面改性的钛白。

实施例3

将500g酞菁蓝15:0颜料加入捏合机中，再将15gKH-560偶联剂和20g异丙醇在烧杯中混合均匀后，加入2g去离子水再次搅拌混合2min，随后将混合后的液体喷淋在捏合机内的酞菁蓝15:0颜料中，再在捏合机中混合分散8min，得到表面改性的酞菁蓝15:0颜料。

对比实施例4

将500g氧化铁红颜料加入捏合机中，再将2.5gγ-氯丙基三乙氧基硅烷偶联剂和5g乙醇在烧杯中混合均匀后，加入0.5g去离子水再次搅拌混合2min，随后将混合后的液体喷淋在捏合机内的氧化铁红颜料中，再在捏合机中混合分散10min，得到表面改性的氧化铁红颜料。

应用实施例

按照表1配方制备环氧地坪漆色浆，表1中数据表明各组分占色浆总质量的质量百分比。

实施例5及对比实施例8-12，按如下制备方法操作：S1：将活性稀释剂混合后加热至60℃，随后将配方用量的分散剂加入到配方用量的活性稀释剂中，分散混合后，在高速搅拌的状态下加入配方用量的颜料，转速为1500rpm，分散时间为15min，得到预混合颜料浆料；S2：再将所得预混合颜料浆料经砂磨机研磨5遍，经过滤、消泡等工艺，得到色浆；

实施例6在常温下完成上述工艺，

实施例7将活性稀释剂加热至40℃后，再完成上述工艺。

表1.环氧地坪漆色浆配方组成(单位：wt.％)

产品性能测试

一、测试方法

1、细度测试：使用50μm细度计，按照标准《GB/T 6753.1-2007色漆、清漆和印刷油墨研磨细度的测定》规定的方法进行测试。

2、稳定性测试：将应用实施例5-7和对比应用实施例8-12制备的色浆在室温下分别密闭放置90天后，通过目测观察有无出现明显颜料颗粒沉淀、絮凝等严重影响稳定性的情况，判断色浆的储存稳定性。

3、着色力测试：将应用实施例5制备的色浆，按照表2的配方制备有色环氧地坪漆，喷涂后，测试其着色力；在表2中其余组分不变、仅调整色浆质量份数的情况下，以对比应用实施例8-12配方制备的色浆，配制有色环氧地坪漆，测试对比应用实施例8-12制备色浆，调整至应用实施例5相同着色力需要的添加量，以所用色浆添加量占应用实施例5色浆添加量的质量百分比计算着色力差异。

表2.有色环氧地坪漆配方

二、测试结果

测试结果：见表3；表3为应用实施例5～12制备的色浆根据上述方法测试的结果。其中储存稳定性测试中，“√”表示目测无异常，“×”表示目测出现明显颜料颗粒沉淀、絮凝、粘度增大导致常温下无法流动等情况。

表3.色浆性能测试结果

三、结论：

1、从实施例5(使用KH-560)和对比实施例8(使用不含环氧基团的γ-氯丙基三乙氧基硅烷改性)、对比实施例9(不使用偶联剂改性)的测试结果可以看出，使用KH-560偶联剂改性，可以提升色浆着色力和稳定性。

2、从实施例5(两种稀释剂)和对比实施例10(仅使用一种稀释剂)、对比实施例11(更换一种稀释剂种类)的测试结果可以看出，稀释剂对稳定性和着色力的影响较为显著。

3、从实施例5和对比实施例12可看出，选择单硬脂酸甘油酯作为分散剂，降低细度、提升稳定性和着色力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环氧地坪漆用色浆，其特征在于，包括按照重量百分比计的如下组份：表面改性颜料20-70％、活性稀释剂25-78％、分散剂2-5％。

2.根据权利要求1所述的一种环氧地坪漆用色浆，其特征在于，所述活性稀释剂包括环氧大豆油与聚丙二醇二缩水甘油醚且质量比为1:1-1:4。

3.根据权利要求1所述的一种环氧地坪漆用色浆，其特征在于，所述分散剂为单硬脂酸甘油酯。

4.根据权利要求1所述的一种环氧地坪漆用色浆，其特征在于，所述表面改性颜料中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂占颜料质量的0.5-3％。

5.根据权利要求4所述的一种环氧地坪漆用色浆，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求1、4、5任一项所述的表面改性颜料的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：S1：将有机溶剂和硅烷偶联剂混合均匀后，加入去离子水得到混合液体；S2：将颜料加入捏合机中，将S1制得的溶液以喷淋的方式加入颜料中，混合分散5-10min。

7.根据权利要求6所述的表面改性颜料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇或异丙醇，所述有机溶剂的添加量为硅烷偶联剂的0.8-2倍。

8.根据权利要求6所述的表面改性颜料的制备方法，其特征在于，所述去离子水的添加量为硅烷偶联剂的0.1-0.2倍。

9.根据权利要求1所述的一种环氧地坪漆用色浆的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：S1：将活性稀释剂加热至40℃后加入分散剂，在高速搅拌的状态下加入表面改性颜料，高速分散15min，得到预混合颜料浆料；S2：将S1制得的预混合颜料浆料经研磨、过滤、消泡后，得到适用于环氧地坪漆用色浆。

10.权利要求1-5任一项所述的色浆组份应用于制备环氧地坪漆用色浆。