CN110358370A - 一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法，属于涂料领域，所述的应用于质感漆调色的水性钛白浆包括按质量份数计的如下组分：水200‑300份，纤维素1‑3份，多功能助剂1‑2份，润湿剂2‑5份，分散剂10‑20份，防冻剂5‑10份，消泡剂2‑4份，钛白粉650‑750份，重钙5‑50份，防腐剂0.5‑3份，防沉降剂1‑3份。本发明所述的水性钛白浆中钛白粉的添加量可以达到70wt％以上，且应用于质感漆调色时，具有稳定性好，热储无分层、无结皮且细度无返粗的优点。

Description

一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法。

背景技术

钛白浆是钛白粉的水分散体系，既可作为水性涂料的一种调配色原料，也可作为制备水性涂料的一种原料。水性涂料因其环保性及低成本和不逊于溶剂型涂料的性能，已经广泛用于建筑物的内外墙装饰。水性涂料要具有良好的遮盖力，就必须在配方里加入一定量的钛白粉。目前钛白粉主要包括两大类：锐钛型钛白粉和金红石型钛白粉，其中金红石型钛白粉具有极佳的耐酸碱、耐候、耐溶剂性，以及优异的遮盖性能，但价格较贵，往往用于外墙涂料；锐钛型钛白粉的遮盖力等性能虽然逊于金红石型钛白粉，但价格便宜，往往用于内墙涂料。近年来随着经济的进步和环境的恶化，人们对环保、健康生活的要求也越来越高，越来越多的企业开始尝试做水性涂料。然而水性钛白浆的生产问题一直困扰着每位工程师，为了能得到分散稳定的钛白浆，在水性涂料配方体系中，通常先将钛白粉分散到水中制成浆料，再将浆料加入到乳液中制成涂料。

现有技术中，钛白浆的制备工艺存在以下问题：由于制备钛白浆时，为了得到高钛白粉含量的钛白浆，一般加入的水有限，而水加入量少，无法很好的润湿钛白粉，进而造成制备钛白浆过程中，由于钛白粉润湿性差，使得其在水中分散时容易形成二次絮凝，分散时间越久，钛白浆絮凝越多，使钛白粉无法很好的分散到整个体系当中去，造成钛白浆体系稳定性差，进而导致制备好的钛白浆体系放置过程中易分层，将其作为制备水性涂料添加剂时，必须将其重新高速分散才能添加到水性涂料中，导致使用过程比较繁琐，且影响使用效果。

而为了获得体系稳定性较好的钛白浆，一般都是通过适当降低钛白浆中钛白粉的加入量来实现的，相对减少钛白粉的加入量，可以降低体系中钛白粉的二次絮凝，进而得到稳定性较好的钛白浆。正是由于上述原因，导致现有技术中钛白浆中钛白粉的含量一般都小于70％。然而钛白浆中钛白粉含量低，将其用于水性涂料时，制备得到的水性涂料存在遮盖性差的问题。

为了解决钛白浆含量低的问题，中国专利文献CN103614005A公开了一种钛白粉含量可以达到70～75％的水性木器漆钛白浆，具体为水13～14份，分散剂5～6份，润湿剂0.45～0.55份，消泡剂0.5～0.6份，助溶剂2.0～2.5份，钛白粉70～75份，其中所述分散剂为含颜料亲和基团的嵌段共聚物溶液或含颜料亲和基团的丙烯酸酯共聚物溶液分散剂；所述润湿剂采用聚羟基醚类非离子型润湿剂或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物；所述消泡剂为改性聚二甲基硅氧烷溶液；所述助溶剂为丙二醇；所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉。上述技术中，通过在制备钛白浆过程中加入分散剂、润湿剂、消泡剂和助溶剂，使得制备得到的水性木器漆用钛白浆中钛白粉的含量可以达到70～75wt％，且55℃下热储30天，无分层、无结皮且细度无返粗(见说明书第4页有益效果部分)。然而，上述技术中制备得到的钛白浆仅可用于木器漆中，如果将其用于质感漆中，其会导致质感漆返粗，进而影响质感漆的使用性能。

中国专利文献CN106967338A公开了一种钛白粉含量可以达到76.6～82wt％的水性钛白浆，具体包括水150-200份，纤维素1-3份，多功能助剂1-2份，润湿剂2-5份，分散剂10-20份，防冻剂5-10份，消泡剂2-4份，钛白粉700-950份,重钙5-50份，防腐剂0.5-3份。上述技术中，钛白粉含量大大提高，使得该水性钛白浆应用过程中具有极佳的遮盖效果，可以广泛应用于木器漆、铁质漆和工业涂料等中，尤其是用于汽车漆中，得到的汽车漆具有光泽度好的优点，光泽度可以达到80。然而，上述技术中制备得到的钛白浆仅可用于木器漆、铁质漆和工业涂料中，当其用于质感漆中，随着质感漆中钛白粉的含量增高会明显加速色浆等颜填料的絮凝，使前浆研磨细度变差，从而可短时间内造成质感漆返粗。发生此类现象后内外墙乳胶漆重新分散后就可解决，但是质感漆中含有级配石英砂，不能进行重复分散，其会导致质感漆反粗，进而影响质感漆的使用性能。

如何提高钛白浆中钛白粉的添加量使其达到70wt％及以上，同时使其可以作为质感漆调色用钛白浆，用于质感漆调色时，具有稳定性好，热储无分层、无结皮且细度无返粗，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于质感漆调色的水性钛白浆及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使其钛白浆中钛白粉的添加量可以达到70wt％以上，且应用于质感漆调色时，具有稳定性好，热储无分层、无结皮且细度无返粗的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，按重量份计，包括如下组分：

进一步地，所述纤维素为高效能羟乙基纤维素；所述多功能助剂为醇胺类有机物。

进一步地，所述润湿剂为聚羟基醚类非离子型润湿剂或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物，降低体系中颜填料分散浆的粘度。

进一步地，所述分散剂为聚丙烯酸胺盐类，其有效成份的质量百分比为38-43％，帮助体系中颜填料均匀的分散在体系里。

进一步地，所述防冻剂为防冻剂丙二醇，用来延长体系的开放时间，防止体系因快干造成颜填料二次絮凝。

进一步地，所述消泡剂为矿物油类非离子型消泡剂，呈琥珀色的乳状液，具有良好的消泡和抑泡作用。

进一步地，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉；所述重钙为800目碳酸钙粉料。

进一步地，所述防腐剂为异噻唑啉酮类的广谱杀菌剂。

进一步地，所述防沉降剂为改性聚酰胺蜡，优选的，所述防沉降剂为CK160水性改性聚酰胺蜡，其膨润结构成网状，有非常好的强度和耐热性，贮存稳定性好，在体系中具有防沉效果，可提高钛白浆的触变性，另外与纤维素相结合，在增稠效果的同时，使得钛白浆具有更加优异的防流挂能力、防沉降能力，防止钛白浆长期储存产生分层，沉淀现象。

本发明还提供一种上述应用于质感漆调色的水性钛白浆的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述重量份准确称取各组分，在搅拌状态下，将纤维素加入200-300份水中，以500-1000r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在300-500r/min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，防沉降剂，搅拌机的转速以能将原料分散均匀为宜，不能太高，否则会产生大量气泡，影响到钛白浆的状态及使用效果；

(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转以上进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度，当细度≤50μm时停止搅拌。

本发明公开了以下技术效果：

本发明所述应用于质感漆调色的水性钛白浆，通过调整钛白浆中水、润湿剂、分散剂、防冻剂、消泡剂和钛白粉的配比，并向其中加入特定量的纤维素、多功能助剂和重钙，由于纤维素中含有的羟基官能团与多功能助剂中含有的醇胺基官能团能够通过氢键相互结合，而重钙溶于水中后，通过水解作用，形成的水解产物也能够与纤维素中含有的羟基官能团与多功能助剂中含有的醇胺基官能团相互作用，形成具有网格结构的物质，钛白粉被包覆在网格结构内，从而形成稳定性极佳的钛白浆。由于纤维素、多功能助剂、防沉降剂和重钙的协同作用使得本发明所述应用于质感漆调色的水性钛白浆中钛白粉的含量可以高达70wt％。尤其是，加入纤维素和防沉降剂后，纤维素、多功能助剂、防沉降剂和重钙协同作用还克服了常规使用纤维素后导致的易变质、不易储存的缺点，本发明所述水性钛白浆具有稳定性好，热储无分层、无结皮、储存无变质且细度无返粗的优点，且由于钛白粉含量大大提高，使得该水性钛白浆应用过程中具有极佳的遮盖效果，可以应用于质感漆中。

改性聚酰胺蜡是一种触变性添加剂，其通过溶剂有效的活化，在涂料系统中形成强大的网络结构，具有优异的触变性能、优异的防流挂能力、防沉降能力。聚酰胺蜡制备的防沉剂有非常好的强度和耐热性，贮存稳定性好，在涂料体系中具有极佳的防沉效果，适用于非脂肪烃类溶剂体系。改性聚酰胺蜡容易分散，只需搅拌就能加入涂料体系中；改善体系分散的稳定性和触变性，适合本发明产品的防沉降需求；与树脂相容性佳，平滑不影响光泽，并能适度提高漆膜之耐磨硬度；无需加热做活化处理，使用温度范围广。

质感漆是由聚合物前浆、级配石英砂及颜填料组成，颜填料中钛白粉的含量高可显著提高质感漆遮瑕度，使质感漆颜色更为鲜艳，但是，质感漆中钛白粉的含量高会明显加速色浆等颜填料的絮凝，使前浆研磨细度变差，从而可短时间内造成质感漆返粗。发生此类现象后内外墙乳胶漆重新分散后就可解决，但是质感漆中含有级配石英砂，不能进行重复分散，故难以解决返粗问题。本发明中添加改性聚酰胺蜡防沉降剂，其可以与分散剂一起，产生膨胀形成凝胶结构使得颜料悬浮，而且其中的酰胺键之间也容易形成氢键，可与颜填料形成“氢键作用”，使颜填料稳定，不易沉降，从而有效避免了质感漆返粗现象。

聚酰胺蜡防沉降剂热反粗还是由于蜡粉具有一定的熔点，当体系温度达到一定高时体系中的溶剂会把蜡粉溶解掉，温度降下来后又析出，就形成了粗颗粒。本发明通过改性使得聚酰胺蜡熔点提高，从而改善热反粗。当改性聚酰胺蜡防沉降剂的熔点在145℃时，能通过60℃热存储30天不反粗。

采用本发明水性钛白浆进行质感漆调色过程中，钛白浆作为色浆使用，改性聚酰胺蜡可以与溶剂一起，产生膨胀形成凝胶结构使得各组分悬浮和涂料抗流挂，避免了色浆絮凝问题的出现，提高生产效率。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中，

纤维素：高效能羟乙基纤维素HE-10K或HEC 250HBR，其中，实施例1-2采用HE-10K，实施例3-4采用HEC 250HBR；

多功能助剂：AMP-95；

润湿剂：聚羟基醚类非离子型润湿剂SN-WET996或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物Hydropalat 1080，其中，实施例1-2采用SN-WET996，实施例3-4采用Hydropalat 1080；

分散剂：聚丙烯酸胺盐类SG-B03，其有效成份的质量百分比为38-43％；

防冻剂：丙二醇；

消泡剂：非离子型消泡剂Dispelair CF246；

钛白粉：金红石型钛白粉R-996或锐钛型钛白粉BA01-01，其中，实施例1-2采用金红石型钛白粉R-996，实施例3-4采用锐钛型钛白粉BA01-01；

重钙：800目碳酸钙粉料；

防腐剂：BIT20杀菌防腐剂；

防沉降剂：CK160水性改性聚酰胺蜡。

实施例1

一种应用于质感漆的水性钛白浆，按重量份计，包括如下组分：

(1)选取合适的容器，称取1份纤维素搅拌状态下加入250份水中，以500r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在400r/min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、防沉降剂。

(3)低速搅拌10分钟之后，将搅拌转速提高到每分钟1500r/min进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度为45μm，停止搅拌。

实施例2

一种应用于质感漆的水性钛白浆，按重量份计，包括如下组分：

(1)选取合适的容器，称取2份纤维素搅拌状态下加入250份水中，以500r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在400r/min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、防沉降剂。

(3)低速搅拌10分钟之后，将搅拌转速提高到每分钟1500r/min进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度为40μm，停止搅拌。

实施例3

一种应用于质感漆的水性钛白浆，按重量份计，包括如下组分：

(1)选取合适的容器，称取2份纤维素搅拌状态下加入250份水中，以500r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在400r/min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、防腐剂、防沉降剂。

(3)低速搅拌10分钟之后，将搅拌转速提高到每分钟1500r/min进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度为40μm，停止搅拌。

实施例4

一种应用于质感漆的水性钛白浆，按重量份计，包括如下组分：

(1)选取合适的容器，称取2份纤维素搅拌状态下加入250份水中，以500r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在400r/min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、防沉降剂。

(3)低速搅拌10分钟之后，将搅拌转速提高到每分钟1500r/min进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度为35μm，停止搅拌。

对比例1

与实施例1不同之处在于，不添加防沉降剂。

对比例2

与实施例1不同之处在于，防沉降剂选用不含N-甲基吡咯烷酮的改性脲溶液。

将实施例1-4及对比例1-2各组分用量进行汇总，如表1所示(以重量份计)：

表1

对于本发明的质感漆调色用水性钛白浆不同实施例进行对比，50℃热储30天测得的各项技术指标，如表2所示：

表2

此外，本发明对于使用上述实施例1-4及对比例1-2所制作的调色后质感漆进行型式检测，检测结果如表3所示：

表3

由表3可以看出，采用实施例1-4调色的质感漆产品可以达到产品型式检测要求。

通过表2和表3的性能检测对比，本发明的质感调色用水性钛白浆实施例1-4的储存稳定性好，50℃热储30天无分层、无结皮且无细度返粗现象。实施例1-4用于质感漆调色产品性能合格，色浆无絮凝。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述纤维素为高效能羟乙基纤维素；所述多功能助剂为醇胺类有机物。

3.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述润湿剂为聚羟基醚类非离子型润湿剂或油酰基环氧烷烃嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸胺盐类；其有效成份的质量百分比为38-43％。

5.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述防冻剂为防冻剂丙二醇。

6.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类非离子型消泡剂。

7.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉；所述重钙为800目碳酸钙粉料。

8.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮类的广谱杀菌剂。

9.根据权利要求1所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆，其特征在于，所述防沉降剂为改性聚酰胺蜡。

10.一种权利要求1-8任一项所述的一种应用于质感漆调色的水性钛白浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按上述重量份准确称取各组分，在搅拌状态下，将纤维素加入200-300份水中，以500-1000r/min的转速在室温下进行搅拌20分钟，搅拌至状态不再发生变化；

(2)在300-500r/min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，防沉降剂；

(3)搅拌10分钟之后，原料初步分散均匀；将搅拌转速提高到1500r/min以上进行高速搅拌，高速搅拌的时间为30分钟。

(4)检测钛白浆细度，当细度≤50μm时停止搅拌。