CN107955457B - 一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，涉及钢管标识技术领域，具体制备方法如下：(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备，(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备，(3)防沉降剂的制备。本发明所制防沉降剂用于水性钢管标识喷码墨水的制备，以赋予所制墨水优异的储存稳定性同时避免使用溶剂型墨水存在的使用安全性问题，防止颜料粒子在长时间存放后出现颜料沉降现象，从而保证墨水的正常喷码标识功能。

Description

一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂
技术领域：
本发明涉及钢管标识技术领域，具体涉及一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂。
背景技术：
钢管，不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材。用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20-40％，而且可实现工厂化机械化施工。用钢管制造公路桥梁不但可节省钢材、简化施工，而且可大大减少涂保护层的面积，节约投资和维护费用。
钢管在出厂前需要在其表面或内壁喷码标识，以便客户直观了解钢管的型号、种类、长度、重量、执行标准、生产批次和生产厂家等信息。近年来，为了提高喷码效率和标识外观质量，普遍使用手持钢管喷码机进行钢管的喷码。由于钢管的存放和使用环境多在户外环境下，因此对喷码所用墨水的使用性能高于一般产品包装用喷码墨水。并且，为了改善喷码墨水的使用安全性，人们开始以水性墨水来代替溶剂型墨水。而墨水通常由颜料、功能助剂和稀释溶剂组成，水性墨水以水作为稀释溶剂，颜料包括无机颜料和有机颜料。通常颜料是分散于水中，难以完全溶解，这样在墨水静置一段时间后容易产生颜料沉降现象，使上层墨水中的颜料含量降低，从而影响墨水的正常喷码性能以及缩短喷码后标识的使用寿命。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能有效防止颜料分子在长时间存放过程中发生沉降现象进而影响标识功能的钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，具体制备方法如下：
(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将煅烧沸石粉与氢化蓖麻油加入水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制氢化蓖麻油插层沸石粉、聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
所述步骤(1)中煅烧沸石粉、氢化蓖麻油、水的质量比为15-25:5-10:50-100。
所述步骤(2)中土壤级聚谷氨酸、N-羟甲基丙烯酰胺的质量比为5-10:1-5。
所述步骤(3)中氢化蓖麻油插层沸石粉、聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂、70％乙醇的质量比为15-25:10-15:100-200。
所述步骤(1)中微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以氢化蓖麻油作为插层剂，通过对沸石粉的插层处理使沸石的晶面间距显著增大，以提高沸石粉与后续聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的共混相容性，并同时以吸附方式促进颜料粒子的均匀分散，使所制防沉降剂具有优异的防沉降性能；
(2)本发明聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备过程涉及酯化反应和聚合反应，聚谷氨酸中的羧基与N-羟甲基丙烯酰胺中的羟基发生酯化反应，N-羟甲基丙烯酰胺自身经聚合反应生成接枝丙烯酸树脂的聚谷氨酸，所制聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的水溶性极好，从而赋予防沉降剂优异的水溶性，以利用其分散性能来促进颜料粒子在水中的均匀且稳定分散，避免沉降现象发生；
(3)本发明所制防沉降剂用于水性钢管标识喷码墨水的制备，以赋予所制墨水优异的储存稳定性同时避免使用溶剂型墨水存在的使用安全性问题，防止颜料粒子在长时间存放后出现颜料沉降现象，从而保证墨水的正常喷码标识功能。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将20g煅烧沸石粉与5g氢化蓖麻油加入100g水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向10g土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入3g N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制20g氢化蓖麻油插层沸石粉、10g聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入150g 70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
实施例2
(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将25g煅烧沸石粉与8g氢化蓖麻油加入100g水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向10g土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制25g氢化蓖麻油插层沸石粉、15g聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入200g 70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
对照例1
(1)季铵盐插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将25g煅烧沸石粉与8g十六烷基三甲基氯化铵加入100g水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向10g土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制25g氢化蓖麻油插层沸石粉、15g聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入200g 70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
对照例2
(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将25g煅烧沸石粉与8g氢化蓖麻油加入100g水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波频率2450MHz、输出功率700W的微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)防沉降剂的制备：将上述所制25g氢化蓖麻油插层沸石粉、15g土壤级聚谷氨酸加入200g 70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
对照例3
(1)煅烧沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向10g土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制25g煅烧沸石粉、15g聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入200g 70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
实施例3
分别将实施例1-2、对照例1-3所制防沉降剂按表1所示原料配比配制成水性钢管喷码墨水，对所制水性钢管喷码墨水的使用性能进行测定，测定结果如表2所示。
表1水性钢管喷码墨水的原料配比
原料 实施例1 实施例2 对照例1 对照例2 对照例3
纳米白色颜料 15g 15g 15g 15g 15g
水性环氧树脂乳液 15g 15g 15g 15g 15g
聚乙二醇600 3g 3g 3g 3g 3g
防沉降剂 2g 2g 2g 2g 2g
丙二醇丁醚 2g 2g 2g 2g 2g
水 50g 50g 50g 50g 50g
表2水性钢管喷码墨水的使用性能
组别 磨损量/g 耐晒等级 静置90天颜料沉降率/％
实施例1 0.018 7-8 0.032
实施例2 0.015 7-8 0.027
对照例1 0.037 7 0.059
对照例2 0.095 7 0.104
对照例3 0.173 6-7 0.236
磨损量测试条件：在相对湿度50±5％、温度23±2℃下利用60r/min、载荷为750g的橡胶轮对墨水固化后形成的标识打磨处理5min。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，其特征在于，具体制备方法如下：
(1)氢化蓖麻油插层沸石粉的制备：将天然沸石经气流磨粉碎后过100目筛，并于500-550℃下煅烧至恒重，自然冷却至室温，即得煅烧沸石粉；再将煅烧沸石粉与氢化蓖麻油加入水中，搅拌制成浆体，所得浆体利用微波处理器微波回流处理5min，搅拌15min后继续微波回流处理5min，搅拌15min后再次微波回流处理5min，如此反复直至所得浆体的粘度不再改变，然后将所得浆体送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得氢化蓖麻油插层沸石粉；
(2)聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂的制备：搅拌下先向土壤级聚谷氨酸中滴加50-60℃水直至完全溶解，并用稀硫酸调节溶液pH值至4-5，然后加入N-羟甲基丙烯酰胺，加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后停止搅拌，再将所得混合物转入0-5℃环境中密封静置8h，过滤取沉淀，所得沉淀送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经研磨制成粉末，即得聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂；
(3)防沉降剂的制备：将上述所制氢化蓖麻油插层沸石粉、聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂加入70％乙醇中，加热至回流状态保温搅拌直至形成均匀浆体，所得浆体经球磨机球磨至出料粒度小于50μm，再经减压浓缩制成固含量75-85％的膏体，所得膏体于70-80℃烘箱中干燥至恒重，即得防沉降剂。
2.根据权利要求1所述的钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，其特征在于：所述步骤(1)中煅烧沸石粉、氢化蓖麻油、水的质量比为15-25:5-10:50-100。
3.根据权利要求1所述的钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，其特征在于：所述步骤(2)中土壤级聚谷氨酸、N-羟甲基丙烯酰胺的质量比为5-10:1-5。
4.根据权利要求1所述的钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，其特征在于：所述步骤(3)中氢化蓖麻油插层沸石粉、聚谷氨酸接枝丙烯酸树脂、70％乙醇的质量比为15-25:10-15:100-200。
5.根据权利要求1所述的钢管出厂前标识喷码用墨水防沉降剂，其特征在于：所述步骤(1)中微波处理器的工作条件为微波频率2450MHz、输出功率700W。
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