CN110105803A - 一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法 - Google Patents

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廖丹葵
童张法
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林朝旭
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Abstract

本发明公开了一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法，该钛白浆包括以下重量份比的原料：水100份、钛白粉80‑210份、聚丙烯酰胺0.05‑0.21份、淀粉1.0‑2.5份；制备方法为准确称取淀粉及水，淀粉缓慢加入持续搅拌的水中，待淀粉完全溶解后得到混合料A；准确称取钛白粉及聚丙烯酰胺，两者混合均匀得到混合料B；混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合研磨制得。本发明制备的钛白浆细腻、不分层，具有优异的遮盖力、分散性、稳定性和耐候性，确保长时间存放不出现结块及返粗等现象且耐碱、环保；钛白浆的配方组分较少，制备方法操作简单易行，适于工业生产。

Description

一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法
【技术领域】
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法。
【背景技术】
涂料是一种涂覆在物件表面上，并能形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜，起保护所涂覆物件和装饰的作用。传统有机色浆由颜料粉和有机助剂按照一定配比制成。虽然有机色浆发展成熟，种类齐全，颜色鲜艳，但分散性差，价格昂贵，特别是和新型无机涂料的兼容性较差。在高碱无机涂料中使用有机色浆，色浆会发生破乳，造成色差，或是色浆难分散于无机涂料中，易出现絮凝、分层及返粗等问题。水性涂料的发展在一定程度上受到色浆技术水平的制约，因此开发能与无机高碱涂料高兼容的色浆制备工艺迫在眉睫。
在色浆领域中，钛白粉是常见的白色颜料粉，具备优异的遮盖性，故钛白色浆是涂料中最常用的色浆。在过去几年里，相关研究人员先后发表了不同的制备工艺。专利CN106967338A公开了一种水性钛白浆及其制备方法，该方法以水、纤维素、多功能助剂、润湿剂、分散剂、防冻剂、消泡剂、防腐剂及钛白粉等为原料制备水性色浆，得到的色浆具备无分层、无结皮及良好分散性的性能，但该方法组分繁多且操作较为复杂，不利于工业生产。专利CN108753046A公开的水性钛白浆的制备也存在着组分繁多且不易操作等问题。专利CN103483914A公开了一种稳定态的钛白粉胶体及其制备方法，该方法将钛白粉、水和增稠剂按照比例直接倒入球磨机研磨，将研磨后的胶体取出即为成品；通过这种工艺制备的色浆在很大程度上提高了色浆的稳定性，但是所用增稠剂导致胶体粘度大，不仅影响色浆与涂料的相容性，且在滚涂过程中出现拉丝现象，不利于施工。该方法的制备过程要求研磨24-30小时，效率低且不利于进行连续和批量的生产。
综上所述，研制一种具备良好的遮盖力、分散性、稳定性、耐候性且制备工艺简单的钛白色浆是有必要的。
【发明内容】
本发明提供一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法，以解决上述问题。
一种涂料用耐碱水性钛白浆，所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐型钛白粉。
所述钛白粉颗粒大小为150-300nm。
所述聚丙烯酰胺为800万聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种。
所述淀粉为羧甲基淀粉。
所述钛白浆的细度为6-10μm。
本发明还提供了涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：准确称取水及淀粉的用量，将淀粉缓慢加入持续搅拌的水中，待淀粉完全溶解后得到混合料A；
S2：准确称取钛白粉及聚丙烯酰胺的用量，然后两者混合均匀得到混合料B；
S3：混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合，然后胶体研磨机以2500-3000r/min的速率循环研磨25-35min制得所述钛白浆。
所述研磨制得的钛白浆细度为6-10μm。
本发明的优点是：本发明以聚丙烯酰胺及羧基改性淀粉作为辅助添加剂制备性能稳定的水性钛白色浆，在搅拌混合的过程中羧甲基淀粉发生水解游离出长链分子增稠体系，聚丙烯酰胺发生电离吸附在淀粉长链上，从而形成网络状的胶网；在与钛白粉混合的过程中，电离的聚丙烯酰胺和淀粉支链通过离子键定向螯合在钛白粉颗粒表面以增大钛白粉颗粒电位并将钛白粉颗粒固定在胶网上，从而有效的改善了钛白粉在体系中的分散效果。本发明制备的钛白浆细腻、不分层，具有优异的遮盖力及分散性能，确保长时间存放不出现结块及返粗等现象且耐碱、环保；钛白浆的配方组分较少，制备方法操作简单易行，适于工业生产。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
涂料用耐碱水性钛白浆，包括以下重量份比的原料：
实施例1
涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取自来水200g及羧甲基淀粉3.5g，将羧甲基淀粉缓慢加入水中，并搅拌至羧甲基淀粉完全溶解糊化，得到混合料A；
S2：称取颗粒大小为260nm的锐钛型钛白粉270g及800万聚丙烯酰胺0.15g，将两者放入干粉搅拌机中进行混合，得到混合料B；
S3：将混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合胶磨，保持2500r/min持续循环研磨30min，出料后得到本专利产品。
实施例2
涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取自来水200g及羧甲基淀粉3.0g，将羧甲基淀粉缓慢加入水中，并搅拌至羧甲基淀粉完全溶解糊化，得到混合料A；
S2：称取颗粒大小为260nm的锐型钛白粉360g、800万聚丙烯酰胺0.1g及阴离子聚丙烯酰胺0.1g，将三者放入干粉搅拌机中进行混合，得到混合料B；
S3：将混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合胶磨，保持3000r/min持续循环研磨25min，出料后得到本专利产品。
实施例3
涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：称取自来水200g及羧甲基淀粉2.8g，将羧甲基淀粉缓慢加入水中，并搅拌至羧甲基淀粉完全溶解糊化，得到混合料A；
S2：称取颗粒大小为260nm的锐钛型钛白粉330g、800万聚丙烯酰胺0.10g及阳离子聚丙烯酰胺0.07g，将三者放入干粉搅拌机中进行混合，得到混合料B；
S3：将混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合胶磨，保持2800r/min持续循环研磨25min，出料后得到本专利产品。
对比例1
原料配比为专利文献CN106967338A的实施例1。
制备方法为：
(1)准确称取上述重量份的各组分，在搅拌状态下将纤维素加入水中，以500转/分钟的转速在室温下进行搅拌至状态不再发生变化；
(2)在500转/分钟的转速下，依次加入多功能助剂、润湿剂、分散剂、防冻剂、消泡剂、钛白粉、重钙粉、防腐剂，搅拌机的转速以能将原料分散均匀为宜；
(3)低速搅拌10分钟之后，原料初步分散均匀。将搅拌转速提高到每分钟1500转进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟；
(4)检测钛白浆细度，要求细度≤35μm，然后停止搅拌。
对比例2
为专利文献CN108753046A的实施例1所提供的配比方法制得。
对比例3
对比例3为专利CN103483914A实施例2所提供方法制得。
具体涉及的测试方法为：
将实施例1-3及对比例1-3制得的钛白浆进行性能测试，主要测试遮盖力、细度、粘度及色差等性能，测试的标准依据分别为GB/T 1726-1979(使用刷涂法)、GB/T 1724-1979、GB/T 1723-1993(使用涂-1粘度计法)及GB/T 6688-2008。各组的性能测试结果见表1。
表1各实施例及对比例性能测试结果
由以上实施例1-3和对比例1-3的实验数据可知，本发明的涂料用耐碱水性钛白浆遮盖力与对比例相差不大；本发明初始细度为6-8μm，对比例1-3为35μm、10μm、15μm，则表明本发明的钛白浆具有更为良好的分散性；本发明初始细度与初始贮存6个月后细度的差值为0-2μm，对比例1-3的差值为6、0、9，本发明的差值较对比例的小很多，表明本发明的钛白浆具有更为优异的稳定性；本发明的初始色浆状态与贮存6个月后色浆结块状态、贮存6个月后色浆返粗状态均没有变化，而对比例1-3则均出现了轻微结块、部分出现了轻微返粗，表明表明本发明的钛白浆具有更为优异的稳定性；本发明初始粘度、贮存六个月后粘度的差值为1.2-3.9，而对比例1-3的差值为11.0-11.9，表明本发明的钛白浆具有更为优异的稳定性；而本发明的QUV人工加速老化的色差值相较于对比例1-3均较小，表明本发明制备的钛白色浆具有更为优异的耐候性等；同时与对比例1-3的配方、制备方法相比，本发明具有组分少、成本低、制备方法操作简单等优势。因此，相对现有技术而言，本发明具有突出的进步和显著的效果。

Claims (10)

1.一种涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
2.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
3.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白浆包括以下重量份比的原料：
4.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐型钛白粉。
5.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白粉颗粒大小为150-300nm。
6.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为800万聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙烯酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述淀粉为羧甲基淀粉。
8.根据权利要求7所述涂料用耐碱水性钛白浆，其特征在于，所述钛白浆的细度为6-10μm。
9.一种如权利要求1-8任一项所述涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：准确称取水及淀粉的用量，将淀粉缓慢加入持续搅拌的水中，待淀粉完全溶解后得到混合料A；
S2：准确称取钛白粉及聚丙烯酰胺的用量，然后两者混合均匀得到混合料B；
S3：混合料A及混合料B依次加入胶体研磨机中进行混合，然后胶体研磨机以2500-3000r/min的速率循环研磨25-35min制得所述钛白浆。
10.根据权利要求9所述涂料用耐碱水性钛白浆的制备方法，其特征在于，所述研磨制得的钛白浆细度为6-10μm。
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