CN107603346B - 一种水性无树脂色浆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性无树脂色浆，其包括以下组分，各组分含量以重量百分比表示如下：保湿剂1‑3％；稳定剂0.1‑0.3％；颜料35‑45％；分散剂5‑15％；超级分散剂0.1‑0.3％；防腐剂0.1‑0.3％；去离子水补至100％；所述的稳定剂选自下列一种或两种以上的组合：纳米氧化铝、纳米氧化铁、纳米氧化镁粉末；所述的分散剂选自下列之一：水溶性阴离子表面活性剂、高分子电解质、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物、阴离子表面活性剂和高分子电解质的混合物；所述的超级分散剂为端氨基树状大分子聚酰胺－胺。本发明所述的水性无树脂色浆固含量高，具有良好的流动性和低黏度特性，长期储存稳定性好，可用于聚氨酯合成革前段湿法工艺。

Description

一种水性无树脂色浆
技术领域
本发明涉及一种水性无树脂色浆，特别涉及一种聚氨酯合成革前段湿法用水性无树脂色浆。
背景技术
合成革用色浆是由颜料或颜料和填料分散在溶剂中制备而成。以二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的称油性色浆，以水为溶剂称为水性色浆。通过添加不同种类的颜料形成不同颜色的色浆，聚氨酯合成革前段湿法工艺将此色浆、木质素、聚氨酯树脂等与DMF溶剂混合均匀后配制成浆料涂敷在基布上。
传统色浆的固含量一般在10-30％之间，而近年来合成革企业要求湿法色浆的固含量至少达到35％，以提高性价比，节约成本。但是这种高固含量的色浆必然存在颜料分散困难、易沉淀、稳定差、存储期短等一系列问题。特别是以炭黑为颜料的黑色色浆，当添加量超过35％时，储存期达不到1周时间，比普通含量色浆的储存期明显缩短。
针对高固含量色浆存在的问题，目前主要采取提高分散剂用量的解决方案，但是这种方案会导致色浆成本增加，色浆生产企业和下游合成革企业均难以承受。另外，也有采取炭黑表面亲水改性的方法。但是这种方法增加工艺流程和生产成本，而且改性试剂一般使用过氧化物，也存在不安全因素。因此，在保证成本浮动不大的前提下，如何提高高固含量色浆的储存稳定性成为色浆生产厂家亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水性无树脂色浆，该色浆固含量高(在35％以上)，长期储存稳定好。
为解决上述技术问题，本发明采取添加一种带正电荷纳米粉末作为稳定剂的方法提高高固含量色浆的稳定性，延长其储存期。主要原理在于：纳米粉末表面带有正电荷，添加之后可有效提高颜料颗粒之间的电荷排斥力，从而提高颜料分散性及产品的稳定性。另外，本发明还采用了添加树状大分子聚酰胺－胺(PAMAM)作为超级分散剂，其体积效应和电荷效应也提高了颜料的分散和长期储存稳定性。
本发明所要解决的技术问题具体通过以下技术方案予以实现：
一种水性无树脂色浆，包括以下组分，各组分含量以重量百分比表示如下：
Figure BDA0001354493010000021
所述的保湿剂选自下列一种或两种以上的组合：为丙三醇、丙二醇、一缩二乙二醇、木糖醇、分子量为400-4000的聚乙二醇、山梨糖醇；
所述的稳定剂选自下列一种或两种以上的组合：纳米氧化铝、纳米氧化铁、纳米氧化镁粉末；
所述的分散剂选自下列之一：水溶性阴离子表面活性剂、高分子电解质、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物、阴离子表面活性剂和高分子电解质的混合物；
所述的超级分散剂为端氨基树状大分子聚酰胺－胺(PAMAM)；
所述的防腐剂为水溶性防腐剂。
进一步，所述的水性无树脂色浆由颜料、保湿剂、稳定剂、分散剂、超级分散剂、防腐剂和去离子水制成。
本发明中，所述的颜料可以是有机染料或无机颜料，如柠檬黄、颜料红48:2、炭黑等。
本发明中，所述的水溶性阴离子表面活性剂可以是亚甲基二萘磺酸钠、木质素磺酸钠等。所述的高分子电解质可以是聚丙烯酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠等。所述的非离子表面活性剂可以是聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚等。
本发明中，所述的超级分散剂可使用市售商品，优选3.0代、4.0代或5.0代端氨基树状大分子聚酰胺－胺(PAMAM)。
本发明中，所述的防腐剂为水溶性防腐剂，如市售品苯甲酸钠、布罗波尔、凯松等。
本发明提供的水性无树脂色浆可通过将各原料组分搅拌分散均匀，最后研磨而获得。具体而言，可采用如下方法制备：称取去离子水，在搅拌下按比例加入分散剂、超级分散剂和保湿剂，搅拌至全部溶解后加入稳定剂，搅拌均匀后加入颜料，充分搅拌分散后进行研磨，充分研磨后得到水性无树脂色浆。
本发明所述的水性无树脂色浆与湿法合成革用聚氨酯树脂有良好的相容性，可用于聚氨酯合成革前段湿法工艺。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的水性无树脂色浆固含量高(在35％以上)，具有良好的流动性和低黏度特性，长期储存稳定性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
下表为实施例1-3各组分及占体系总重量的质量百分比。
本发明实施例中，PAMAM3.0代、PAMAM4.0代、PAMAM5.0代产品为威海晨源分子新材料有限公司产品；聚丙烯酸钠为分子量4000-5000的市售工业级商品；聚乙二醇为分子量400的市售工业级商品。
实施例1
按照表1比例称取578.0kg去离子水加入到不锈钢桶中，开启高速分散机，转数设定为500转/分钟。向桶中投入50.0kg聚丙烯酸钠、3.0kg3.0代PAMAM，10.0kg丙三醇，搅拌至全部溶解后投入1.0kg纳米氧化铝，搅拌均匀后投入350.0kg柠檬黄，调节高速分散机转数为1500转/分钟，搅拌分散20分钟后转移至砂磨机(研磨机)研磨60分钟出料。
将上述产品取样后用马尔文激光粒度仪检测平均粒径、粒径分布PDI，用旋转黏度计检测黏度。然后做加速耐温耐热试验，在50.0mL玻璃试管中加入30.0g实施例1色浆，放置在50℃的烘箱中保持30天，取出恢复至室温后用激光粒度仪检测平均粒径、粒径分布PDI和黏度；然后再将玻璃试管放置于0℃冰箱中保存30天，取出恢复室温后再用激光粒度仪检测平均粒径、粒径分布PDI和黏度。
三次检测的平均粒径和PDI分别为10.50μm、1.51，10.53μm、1.50，10.52μm、1.48；黏度分别为9250mPa·s、9210mPa·s、9205mPa·s。
加速耐温耐热试验结果表明，粒径分布大小基本不变，说明色浆稳定性良好。由于加速试验是在0℃和50℃做的，而色浆一般在10-35℃储存，若加速试验结果显示稳定性良好，则可合理预期色浆在10-35℃就可能达到6-12个月的稳定储存期。
实施例2
按照表1比例称取457.0kg去离子水加入到不锈钢桶中，开启高速分散机，转数设定为500转/分钟。向桶中投入100.0kg亚甲基二萘磺酸钠、2.0kg4.0代PAMAM，20.0kg一缩二乙二醇，搅拌至全部溶解后投入2.0kg纳米氧化铁，搅拌均匀后投入400.0kg颜料红48:2，调节高速分散机转数为1500转/分钟，搅拌分散20分钟后转移至砂磨机(研磨机)研磨60分钟出料。
按实施例1方法检测平均粒径、粒径分布PDI，三次检测结果分别为5.50μm、1.81，5.48μm、1.80，5.52μm、1.82；用旋转黏度计检测黏度，三次检测结果分别为9500mPa·s、9520mPa·s、9490mPa·s。
加速耐温耐热试验结果表明，粒径分布大小基本不变，说明色浆稳定性良好。预期色浆在10-35℃可达到6-12个月的稳定储存期。
实施例3
按照表1比例称取365.0kg去离子水加入到不锈钢桶中，开启高速分散机，转数设定为500转/分钟。向桶中投入150.0kg吐温-80、1.0kg5.0代PAMAM，30.0kg聚乙二醇，搅拌至全部溶解后投入3.0kg纳米氧化镁，搅拌均匀后投入450.0kg炭黑，调节高速分散机转数为1500转/分钟，搅拌分散20分钟后转移至砂磨机(研磨机)研磨60分钟出料。
按实施例1方法检测平均粒径、粒径分布PDI，三次检测结果分别为7.50μm、2.11，7.61μm、2.08，7.75μm、2.17；用旋转黏度计检测黏度，三次检测结果分别为1105mPa·s、1100mPa·s、1110mPa·s。
加速耐温耐热试验结果表明，粒径分布大小基本不变，说明色浆稳定性良好。预期色浆在10-35℃可达到6-12个月的稳定储存期。
表.一种长期储存高固含量水性色浆实施例配方
Figure BDA0001354493010000041

Claims (4)

1.一种水性无树脂色浆，包括以下组分，各组分含量以重量百分比表示如下：
Figure FDA0002693907510000011
去离子水补至100％；
所述的保湿剂选自下列一种或两种以上的组合：丙三醇、丙二醇、一缩二乙二醇、木糖醇、分子量为400-4000的聚乙二醇、山梨糖醇；
所述的稳定剂为表面带有正电荷的纳米氧化铝；
所述的分散剂选自下列之一：水溶性阴离子表面活性剂、高分子电解质、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物、阴离子表面活性剂和高分子电解质的混合物；
所述的超级分散剂为端氨基树状大分子聚酰胺－胺；
所述的防腐剂为水溶性防腐剂；
所述的颜料是柠檬黄、颜料红48:2或炭黑。
2.如权利要求1所述的水性无树脂色浆，其特征在于：所述的水溶性阴离子表面活性剂是亚甲基二萘磺酸钠、木质素磺酸钠中的一种或两种的组合；所述的高分子电解质是聚丙烯酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种或两种以上的组合；所述的非离子表面活性剂是聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪酰胺聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述的水性无树脂色浆，其特征在于：所述的超级分散剂为3.0代、4.0代或5.0代端氨基树状大分子聚酰胺－胺。
4.如权利要求1所述的水性无树脂色浆，其特征在于：所述的防腐剂为苯甲酸钠、布罗波尔或凯松。
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