CN107459880A - 具有良好储存稳定性的复合涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有良好储存稳定性的复合涂料及其制备方法，其中，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水25‑32份、羟乙基纤维素0.3‑0.5份、消泡剂0.5‑0.8份、钛白粉10‑15份、滑石粉5‑8份、重钙粉22‑30份、稳定剂LOPON ST 0.5‑0.8份、硅酸钾溶液15‑20份、乳液5‑8份和增强剂0.5‑1份。该复合涂料经过试验验证其储存稳定期为6个月左右，相对于现有技术中的涂料储存稳定性大大增加。

Description

具有良好储存稳定性的复合涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种具有良好储存稳定性的复合涂料及其制备方法。
背景技术
随着乳胶漆在建筑领域的广泛应用，人们逐渐意识到乳胶漆中有机粘结材料对环境和人体的影响，在安全方面存在问题，所以无机涂料越来越受到重视。
无机涂料可以分为两类：一类是基本不含或只含少量作为助剂的有机物的无机涂料。这类产品由于其“纯无机性”，存在硬、脆、手感欠佳等装饰缺陷，不太适合做面层装饰。另一类就是总有机物含量约为3～5％的无机涂料，这类涂料一般使用5～8％的乳液改善涂膜的韧性，提高装饰效果。那么，这类涂料就存在无机硅酸盐溶液与乳液之间储存稳定性的问题。
公开号为CN101538423A、CN102964935A的中国专利文献都提出了用无机硅酸盐与乳液搭配制成各种高性能的涂料，比如在附着力、硬度、耐水性、耐擦洗性、防霉性等方面具有显著的优点。但对这类涂料的保质期都避而不谈，而在实际应用中，这类涂料一般只在一些特殊工程中采用，主要就是由于这类涂料的储存稳定性差。
有机乳液是通过表面活性剂的保护作用实现乳液粒子在水中的均匀分布的，此类表面活性剂在特定的pH范围内(7～9)可以保证乳液的稳定性，但在大量高pH值(11～12)的无机硅酸盐溶液存在的情况下，会破坏有机乳液的表面活性剂保护体系，使乳液的性能发生不可逆转的破坏。同时，硅酸钾的强碱性还对涂料配方中的有机助剂发生一些反应，影响这些助剂在配方中的作用。比如，硅酸钾溶液中电离出的大量氢氧根离子对传统的阴离子型分散剂的排斥，造成分散剂性能下降，涂料流动性变差；硅酸钾的强碱性还会与矿物油类的消泡剂发生皂化反应，影响消泡剂的消泡效果。所以有机、无机复合涂料的生产制备及储存稳定性都是有别于传统水性涂料的技术难题。现有的有机、无机复合涂料的储存稳定性通常不超过3个月，一般有效储存期也就1个月，甚至都达不到1个月。因此，提高有机无机复合涂料的储存稳定性具有十分重要的意义。
发明内容
针对目前存在的问题，本发明提供一种有机无机复合涂料，该复合涂料具有较好的储存稳定性，有效地解决了现有技术中有机无机复合涂料储存稳定性差的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有良好储存稳定性的复合涂料，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水25-32份、羟乙基纤维素0.3-0.5份、消泡剂0.5-0.8份、钛白粉10-15份、滑石粉5-8份、重钙粉22-30份、稳定剂LOPON ST 0.5-0.8份、硅酸钾溶液15-20份、乳液5-8份和增强剂0.5-1份。
优选地，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水27份、羟乙基纤维素0.35份、消泡剂0.7份、钛白粉15份、滑石粉5份、重钙粉25份、稳定剂LOPON ST 0.5份、硅酸钾溶液20份、乳液6.5份和增强剂0.8份。
优选地，所述滑石粉和重钙粉均为800-1250目。
优选地，所述羟乙基纤维素的粘度为3万厘泊，比如可以选择科莱恩TF-30000S、亚跨龙250HBR或国产质量稳定的同粘度产品，乳液为巴斯夫净味乳液Acronal ECO 502ap。
优选地，所述增强剂为硅烷类疏水增强剂，比如澳汉盛川化工SC-010，所述硅酸钾溶液(固含量30％)为澳汉盛川化工AH-K1。
上述具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将20-25份水加入搅拌罐，启动搅拌，搅拌速度为500～600rpm，加入0.05份的羟乙基纤维素，搅拌均匀；
(2)然后向上述搅拌罐中依次加入消泡剂、稳定剂LOPON ST、钛白粉、滑石粉，继续搅拌均匀；
(3)然后再加入硅酸钾溶液，搅拌均匀后，再继续加入重钙粉，搅拌均匀；
(4)用干净的料桶，将剩余的羟乙基纤维素加入到剩余的水中，快速搅匀后，加入搅拌罐，搅拌速度为1000～1200rpm，高速分散45～60min；
(5)再将搅拌转速降低至500～600rpm，加入乳液和增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。
针对现有制备方法，本发明的方法进行了调整，一个主要的变化就是作为粘结料的硅酸钾溶液在高速分散前加入，一开始加入20多份的水，在没有分散剂的情况下，分散不开45份(钛白粉15份、滑石粉5份、重钙粉25份)的粉料，而硅酸钾溶液(固含量30％)有大量水，可以起到稀释粉料的作用。并且作为增稠流变改性剂羟乙基纤维素分两次加入，一次在搅拌罐加入水之后，另一次在所有粉料加入搅拌罐之后，高速分散前加入。因为羟乙基纤维素一方面有增稠作用，前期加入一小部分，可以避免搅拌时料飞溅，但一次全部加入，就会变得很稠，再加入粉料，就搅拌不动了，另一方面，羟乙基纤维素还是一种很滑溜的水溶性高分子材料，浓度过高时，就会包裹住粉料，使得粉料很难被高速分散，打散，涂料的细度就不会好，所以乙基纤维素分两次加入可以有效的解决上述存在的问题。
本发明方法具有如下优点：
本发明的复合涂料经过试验验证其储存稳定期为6个月左右，相对于现有技术中的涂料储存稳定性大大增加。
本发明采用合适的稳定剂LOPON ST，该稳定剂具有润湿分散作用可以少量降低体系粘度，稳定剂LOPON ST对稳定涂料有显著效果，并且对涂料的理化性能没有明显负面影响，因此该涂料在加入稳定剂LOPON ST后其储存稳定性大大增加，可见，稳定剂LOPON ST对本发明的涂料稳定剂起到关键性的作用，因此该稳定剂不仅具有稳定作用还具有分散作用，减少分散剂的应用，本发明直接去除传统的分散剂，还同样达到较好的效果，这也是本发明的重要发明点。
附图说明
图1是加入稳定剂LOPON ST的复合涂料实际效果图；
图2是未加入稳定剂LOPON ST的复合涂料实际效果图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的具体实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1
一种具有良好储存稳定性的复合涂料，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水27份、羟乙基纤维素0.35份、消泡剂0.7份、钛白粉15份、滑石粉5份、重钙粉25份、稳定剂LOPON ST 0.5份、硅酸钾溶液(固含量30％)20份、乳液6.5份和增强剂0.8份。
所述滑石粉和重钙粉均为1000目。所述羟乙基纤维素为TF-30000S，乳液为巴斯夫净味乳液Acronal ECO 502ap，增强剂为澳汉盛川化工SC-010，硅酸钾溶液为澳汉盛川化工AH-K1。
上述具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将20份的水加入搅拌罐，启动搅拌，搅拌速度调至500rpm左右，加入0.05份的羟乙基纤维素，搅拌均匀；
(2)然后向上述搅拌罐中依次加入消泡剂、稳定剂LOPON ST、钛白粉、滑石粉，继续搅拌均匀；
(3)然后再加入硅酸钾溶液搅拌均匀后，再继续加入重钙粉；
(4)用干净的料桶，将0.3份的羟乙基纤维素加入到7份的水中，快速搅匀后，加入上述搅拌罐，将搅拌速度调整为1000rpm，分散60min；
(5)再将搅拌转速降低至500rpm左右，加入乳液和增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。
实施例2
一种具有良好储存稳定性的复合涂料，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水32份、羟乙基纤维素0.39份、消泡剂0.7份、钛白粉10份、滑石粉5份、重钙粉30份、稳定剂LOPON ST 0.5份、硅酸钾溶液(固含量30％)15份、乳液6份和增强剂0.8份。
所述滑石粉和重钙粉均为800目。所述羟乙基纤维素为TF-30000S，乳液为巴斯夫净味乳液Acronal ECO 502ap，增强剂为澳汉盛川化工SC-010，硅酸钾溶液为澳汉盛川化工AH-K1。
上述具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将25份的水加入搅拌罐，启动搅拌，搅拌速度调至500rpm左右，加入0.05份的羟乙基纤维素，搅拌均匀；
(2)然后向上述搅拌罐中依次加入消泡剂、稳定剂LOPON ST、钛白粉、滑石粉，继续搅拌均匀；
(3)然后再加入硅酸钾溶液搅拌均匀后，再继续加入重钙粉；
(4)用干净的料桶，将0.34份的羟乙基纤维素加入到7份的水中，快速搅匀后，加入上述搅拌罐，将搅拌速度调整为1100rpm，分散50min；
(5)再将搅拌转速降低至500rpm左右，加入乳液和增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。
实施例3
一种具有良好储存稳定性的复合涂料，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水28份、羟乙基纤维素0.37份、消泡剂0.7份、钛白粉12.5份、滑石粉5份、重钙粉27.5份、稳定剂LOPON ST 0.5份、硅酸钾溶液17.5份、乳液7.5份和增强剂0.8份。
所述滑石粉和重钙粉均为1250目。所述羟乙基纤维素为亚跨龙250HBR，乳液为巴斯夫净味乳液Acronal ECO 502ap，增强剂为澳汉盛川化工SC-010，硅酸钾溶液(固含量30％)为澳汉盛川化工AH-K1。
上述具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将21份的水加入搅拌罐，启动搅拌，搅拌速度调至500rpm左右，加入0.05份的羟乙基纤维素，搅拌均匀；
(2)然后向上述搅拌罐中依次加入消泡剂、稳定剂LOPON ST、钛白粉、滑石粉，继续搅拌均匀；
(3)然后再加入硅酸钾溶液搅拌均匀后，再继续加入重钙粉；
(4)用干净的料桶，将0.32份的羟乙基纤维素加入到7份的水中，快速搅匀后，加入上述搅拌罐，将搅拌速度调整为1200rpm，分散45min；
(5)再将搅拌转速降低至500rpm左右，加入乳液和增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。
性能测试：参照相关标准，主要检测指标如表1：
表1
从上表可以看出，本发明所述的水性有机-无机复合涂料各项理化指标都很好，性能优异。
为了验证本发明的有效效果，申请人还进行了以下对比试验，具体如下：
首先，对本发明起到主要作用的稳定剂LOPON ST进行性能测试，采用耐碱性较好的乳液(巴斯夫Acronal ECO 502ap)与硅酸钾按1:3复配，一组不加稳定剂LOPON ST，另外一组加2％的LOPON ST)观察其状态。未加LOPON ST的很快就出现胶块，而加入LOPON ST的7天或者更长时间未出现明显胶粒，对比结果见图1和图2。
然后根据稳定剂LOPON ST具有的性能，申请人继续以下试验，对比例一(配方一)和对比例二(配方二)本发明配方(配方三，实施例1的配方)具体如表2：
表2本发明与对比例的配方
配方成分 配方一 配方二 配方三
水 26 26.5 27
羟乙基纤维素(TF-30000) 0.05 0.05 0.05
钾盐分散剂LOPON 895 0.5 0.5
消泡剂 0.7 0.7 0.7
钛白粉 15 15 15
滑石粉(800-1250目) 5 5 5
重钙粉(800-1250目) 25 25 25
羟乙基纤维素(TF-30000) 0.3 0.3 0.3
稳定剂LOPON ST 0.5 0.5
硅酸钾溶液AHK1 20 20 20
乳液Acronal ECO 502ap 6.5 6.5 6.5
增强剂SC-010 0.8 0.8 0.8
上述配方一和配方二按常规工艺进行制备，具体制备方法如下：首先将重量百分比为20％的水、0.05％的羟乙基纤维素以及钾盐分散剂、消泡剂、钛白粉、滑石粉、重钙粉依次加入搅拌罐中，1000～1200rpm的转速高速分散后，将转速降至500rpm左右；用干净的料桶，将剩余的羟乙基纤维素加入到剩余的水中，快速搅匀后加入搅拌罐，再依次加入稳定剂、硅酸钾溶液、乳液、增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。配方三按本发明工艺进行制备。
将按照本发明的方法制备的涂料与配方一和配方二按照常规工艺制备得到的涂料进行粘度变化和性能的测试，常温储存粘度变化：配方二未添加稳定剂LOPON ST，当时粘度略高，但可正常使用；1天后，粘度更高，适量兑水稀释后，还可使用；7天时，已经结块，不流动，即使兑水后也不适宜涂刷。配方一添加稳定剂LOPON ST，当时粘度略低，可正常使用，20天左右，涂料粘度有较大增加，适量兑水稀释后，可使用，28天后，涂料粘度更高，超过测量上限150KU，但适量兑水后，可搅拌均匀，涂刷性能较差；配方三去掉常规分散剂后，改变工艺制得的涂料当时粘度与配方一无明显差异，但长期贮存性能更好。具体涂料粘度检测结果如表3所示，可见，本发明制备的涂料贮存性能好，稳定性高。
表3涂料粘度检测结果
粘度 配方一 配方二 配方三
当时粘度/KU 94.2 98.3 94.4
1天粘度/KU 95.5 118.4 96.2
7天粘度/KU 101.3 >150(结块) 98.7
14天粘度/KU 111.4 101.3
21天粘度/KU 124.8 113.5
28天粘度/KU >150(可搅拌均匀) 126.3
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水25-32份、羟乙基纤维素0.3-0.5份、消泡剂0.5-0.8份、钛白粉10-15份、滑石粉5-8份、重钙粉22-30份、稳定剂LOPON ST 0.5-0.8份、硅酸钾溶液15-20份、乳液5-8份和增强剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述复合涂料由以下重量份的组分组成：水27份、羟乙基纤维素0.35份、消泡剂0.7份、钛白粉15份、滑石粉5份、重钙粉25份、稳定剂LOPON ST 0.5份、硅酸钾溶液20份、乳液6.5份和增强剂0.8份。
3.根据权利要求1或2所述的具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述滑石粉和重钙粉均为800-1250目。
4.根据权利要求1或2所述的具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述羟乙基纤维素的粘度为3万厘泊，乳液为巴斯夫净味乳液Acronal ECO 502ap。
5.根据权利要求1所述的具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述增强剂为硅烷类疏水增强剂。
6.根据权利要求1所述的具有良好储存稳定性的复合涂料，其特征在于，所述硅酸钾溶液的固含量为30％。
7.一种权利要求1-6任一项所述的具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)首先将20～25份水加入搅拌罐，启动搅拌，加入0.05份的羟乙基纤维素，搅拌均匀；
(2)然后向上述搅拌罐中依次加入消泡剂、稳定剂LOPON ST、钛白粉、滑石粉，继续搅拌均匀；
(3)然后再加入硅酸钾溶液，搅拌均匀后，再继续加入重钙粉，搅拌均匀；
(4)用干净的料桶，将剩余的羟乙基纤维素加入到剩余的水中，快速搅匀后，加入搅拌罐，高速分散45～60min；
(5)再将搅拌速度降低至500～600rpm，加入乳液和增强剂，搅拌均匀后，过滤，即为成品。
8.根据权利要求7所述的具有良好储存稳定性的复合涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的搅拌速度为500～600rpm，所述步骤(4)中加入搅拌罐后的搅拌速度为1000～1200rpm。
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