CN111100496A - 一种透明底漆填料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种透明底漆填料的制备方法，涉及漆用填料技术领域，其制备步骤如下：步骤（1）：取适量的E‑玻璃砂，随后利用球磨机对E‑玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=3.0μm‑10.0μm，D100≤45μm的粉料；步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂对粉料进行表面改性，通过表面改性实现二次调色制得透明底漆填料成品。本发明通过的透明底漆填料制造方法简化了工艺步骤，降低了制造难度，减少了能源损耗，能够在降低成本的同时提高生产效率。

Description

一种透明底漆填料的制备方法
技术领域
本发明涉及漆用填料技术领域，特别是一种透明底漆填料的制备方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的改善，实木家具越来越受到人们的青睐。实木家具主要由木材制造，但木材会因外界湿气影响产生形变，且木材易受到虫蛀、霉变等因素影响，进而产生损坏。为了避免实木家具发生损坏，一般都需要用家具漆粉刷实木家具以形成保护层。对于中高档实木家具为了保持其原有木质感，一般会使用透明漆对其进行粉刷保护。家具的装涂一般有底漆和面漆组成。对于底漆一般要求打磨性好，漆膜厚度不超过45μm，同时要求透明度好，但透明度的要求没有面漆高，此外还要有好的分散性。底漆中一般会加入填料提高硬度，改善打磨性，同时还可以降低成本。透明底漆一般会加入填料，比如硅微粉、滑石粉、透明粉等。硅微粉透明度较好，但是硬度大（莫氏硬度为7.0），虽然可以提高漆膜的硬度，但是打磨性比较差；滑石粉硬度较小莫氏硬度为1.0），打磨性比较好，硬度较差，由于受矿源影响颜色和透明度波动比较大，且随着滑石矿过渡开采，好的滑石矿品质越来越差，资源越来越有限；透明粉硬度也较小，打磨性也较好，但是由于含水高、漆膜蓝带等缺点，使用受限，只是在不饱和聚酯（PE）清漆中大量使用，在聚氨酯（PU）清漆、硝基（NC）清漆，水性清漆等底漆中少量使用。
E-玻璃亦称无碱玻璃，是一种硼硅酸盐玻璃，是应用最广泛的一种玻璃。E-玻璃莫氏硬度为5.0左右要明显低于结晶硅微粉，折射率为1.55左右与结晶硅微粉接近，E-玻璃粉在家具透明底漆中使用打磨性好，透明度好，但是由于E-玻璃粉氧化铁的存在，颜色发绿。绿色为冷色调，一般家具漆希望带有少量红色暖色调，因此E-玻璃粉无法在底漆中直接使用，虽然可以将E-玻璃砂加入着色剂重新煅烧改善颜色，但是会影响到材料的折射率以及硬度，此外需要煅烧，成本也较高。
在现有已知专利中也有其它透明无机填料的制备方案，但都存在一定的问题。如专利CN104031460A选择钾长石、石英、方解石、碳酸钡、萤石等工业原料按照特定配方组成高温煅烧、水萃烘干后研磨成2-10μm的超细粉体作为透明漆原料。这种产品选用原料较多，成分不易控制，同时也不可避免地存在颜色问题，此外该产品折光率为1.43-1.48，与大多树脂折光率差别大，产品透明度及稳定性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种透明底漆填料的制备方法，其制作过程简单、制作成本低，且其制造出的透明底漆填料具有良好的透明度和打磨性。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特点是：其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=3.0μm-10.0μm，D100≤45μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂，改性剂选用硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的添加重量占粉料总重量的0.1％~0.8%，通过改性剂对粉料进行表面改性从而制得透明底漆填料成品。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为6:1~9:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.0~98.0、a*：-2.0~-0.2、b*：1.0~3.7。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比组成为SiO2：50.0％~64.0％、Al2O3：12.0％~16.0％、CaO：16.0％~24.0％、MgO：1.0％~5.0％、K2O+Na2O：0.2％~0.8％、Fe2O3：0.1％~0.5％、B2O3：0.2％~8.0％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：95.0~99.0、a*：-2.0~-0.5、b*：0.5~2.5。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比组成为：SiO2：≥98.8％、Al2O3：≤0.8％、Fe2O3：≤0.1％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：93.0~97.0、a*：1.0~4.0、b*：5.5~7.5。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（2）中对制得的粉料进行气流分级获得粒度为D50=4.0μm-6.0μm，D100≤25μm的粉料；
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（2）中，硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷添加的重量占粉料总重量的0.3％~0.5%。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为10min-30min，改性时温度控制在110℃-160℃。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：95.0~97.0、a*：0~1.0、b*：2.0~5.5。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为25m/s-50m/s。
以上所述的本发明一种透明底漆填料的制备方法，其进一步优选的技术方案或者技术特点是：步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s-45m/s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明采用E-玻璃砂和结晶石英砂制造，原材料资源丰富，制造成本低； E-玻璃硬度适中，填料主要成分是E-玻璃砂，这使得填料具有良好的打磨性；E-玻璃砂与结晶石英砂折射率接近，并且这两种材料与树脂的折射率接近，使得填料具有良好的透明度；且E-玻璃砂和结晶石英砂的稳定性好，使得透明底漆填料也具有相应地良好稳定性；并且填料制造过程中不需要煅烧，这节约了能源，进一步降低了制造成本；且在粉料处理过程中使用了改性剂，改性剂能够改变材料的颜色，使得填料颜色更加符合设计要求，且改性剂还能够对E-玻璃与结晶石英砂的表面进行改性，使得透明底漆填料具有较好地分散性和防沉性。本发明通过的透明底漆填料制造方法简化了工艺步骤，降低了制造难度，减少了能源损耗，能够在降低成本的同时提高生产效率。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1、一种透明底漆填料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
选用重庆地区公司生产的E-玻璃砂为原料，同时加入安徽地区结晶石英砂进行调色。
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=4.0μm-5.0μm，D100≤25μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂对粉料进行表面改性，通过表面改性实现二次调色制得透明底漆填料成品。
步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为7:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.66、a*：-0.28、b*：2.20。
步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比检测值为SiO2：54.49％、Al2O3：14.09％、CaO：20.44％、MgO：3.03％、K2O+Na2O：0.52％、Fe2O3：0.34％、B2O3：6.67％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：97.97、a*：-0.61、b*：1.52；
结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比检测值为：SiO2：99.12％、Al2O3：0.623％、Fe2O3：0.06％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：94.69、a*：2.53、b*：5.77。
步骤（2）中所述的改性剂为硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，其添加的重量占粉料总重量的0.5%。
步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为20min，改性时温度控制在130℃。
步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：96.20、a*：0.40、b*：3.83。
步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s。
实施例2、一种透明底漆填料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
选用重庆地区公司生产的E-玻璃砂为原料，同时加入安徽地区结晶石英砂进行调色。
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=8.0μm-9.0μm，D100≤45μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂对粉料进行表面改性，通过表面改性实现二次调色制得透明底漆填料成品。
步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为7:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.22、a*：-0.36、b*：2.15。
步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比检测值为SiO2：54.49％、Al2O3：14.09％、CaO：20.44％、MgO：3.03％、K2O+Na2O：0.52％、Fe2O3：0.34％、B2O3：6.67％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：97.97、a*：-0.61、b*：1.52；
结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比检测值为：SiO2：99.12％、Al2O3：0.623％、Fe2O3：0.06％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：94.69、a*：2.53、b*：5.77。
步骤（2）中所述的改性剂为硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，其添加的重量占粉料总重量的0.3%。
步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为20min，改性时温度控制在130℃。
步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：96.12、a*：0.10、b*：3.92。
步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s。
实施例3，一种透明底漆填料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
选用重庆地区公司生产的E-玻璃砂为原料，同时加入安徽地区结晶石英砂进行调色。
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=6.0μm-7.0μm，D100≤35μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂对粉料进行表面改性，通过表面改性实现二次调色制得透明底漆填料成品。
步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为7:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.36、a*：-0.31、b*：2.14。
步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比检测值为SiO2：54.49％、Al2O3：14.09％、CaO：20.44％、MgO：3.03％、K2O+Na2O：0.52％、Fe2O3：0.34％、B2O3：6.67％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：97.97、a*：-0.61、b*：1.52；
结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比检测值为：SiO2：99.12％、Al2O3：0.623％、Fe2O3：0.06％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：94.69、a*：2.53、b*：5.77。
步骤（2）中所述的改性剂为硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，其添加的重量占粉料总重量的0.4%。
步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为20min，改性时温度控制在130℃。
步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：96.19、a*：0.26、b*：3.91。
步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s。
实施例4，一种透明底漆填料的制备方法，其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
选用山东地区公司生产的E-玻璃砂为原料，同时加入安徽地区结晶石英砂进行调色。
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=4.0μm-5.0μm，D100≤25μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂对粉料进行表面改性，通过表面改性实现二次调色制得透明底漆填料成品。
步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为7:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.92、a*：-0.45、b*：2.25。
步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比检测值为SiO2：58.89％、Al2O3：13.58％、CaO：22.44％、MgO：2.29％、K2O+Na2O：0.63％、Fe2O3：0.33％、B2O3：0.66％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：98.91、a*：-0.72、b*：-1.44；
结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比检测值为：SiO2：99.12％、Al2O3：0.623％、Fe2O3：0.06％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：94.69、a*：2.53、b*：5.77。
步骤（2）中所述的改性剂为硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，其添加的重量占粉料总重量的0.6%。
步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为20min，改性时温度控制在140℃。
步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：96.12、a*：0.12、b*：4.18。
步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s。
通过下述对比试验验证本发明的技术效果：
为了验证实施例1~4的技术效果，下面将设置若干对比例进行对比试验。
对比例1：对比例1与实施例1的区别在于，改性剂为环氧基硅烷偶联剂KH560。获得的产品的Lab色彩空间数值为：L*：96.61、a*：-0.26、b*：2.12。
对比例2：对比例2与实施例1的区别在于，改性温度为90℃-100℃。获得的产品的Lab色彩空间数值为：L*：96.52、a*：-0.11、b*：2.10。
对比例3：对比例3与实施例1相同的E-玻璃砂和结晶石英砂，然后进行球磨机破碎、气流分级得到粒度D50=4.0-5.0μm，D100≤25.0μm的产品，其中E-玻璃砂和结晶石英砂的重量比为3:1。获得的产品的Lab色彩空间数值为：L*：96.45、a*：0.12、b*：2.74。
将实施例1~4和对比例1~3的填料产品中分别添加10％市售的家具PU透明底漆，同时设置一组未添加填料产品的PU透明底漆空白样，然后对漆膜性能进行测试。漆膜性能对比参数如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从表中可以看出：
（1）加入填料产品后漆膜的硬度明显得到提高。
（2）添加填料产品的PU透明底漆相较于空白样具有更加良好的打磨性，同时添加填料产品的PU透明底漆与空白样相比其透明度也十分良好。
（3）实施例1~4相较于对比例1~3，其综合性能更加良好，透明度、硬度、打磨性和颜色等指标中没有短板。而对比例1和对比例2的颜色性能较差，对比例3的打磨性能较差。
（4）对比例1和实施例1相比，选用的改性剂不同，而产品最终的颜色也明显不同，最终产品应用于底漆中颜色也比较差；对比例2和实施1例相比，改性工艺不同，而产品最终的颜色也明显不同，最终产品应用于底漆中颜色也较差，说明改性剂种类和改性工艺是影响产品最终色差的关键因素；对比例3和实施1例相比，对比例3直接通过调整E-玻璃砂和结晶石英砂配比改善产品至颜色满足客户要求，而最终产品应用是打磨性较差，说明原料组成是影响打磨性关键因素。

Claims (10)

1.一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：其制备步骤如下：
步骤（1）：取适量的E-玻璃砂，随后利用球磨机对E-玻璃砂进行球磨破碎处理，在球磨处理的同时加入适量结晶石英砂对其进行调色制得粉料；
步骤（2）：对步骤（1）制得的粉料进行气流分级获得粒度D50=3.0μm-10.0μm，D100≤45μm的粉料；
步骤（3）：将步骤（2）获得的粉料加入搅拌机，同时向搅拌机中加入改性剂，改性剂选用硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的添加重量占粉料总重量的0.1％~0.8%，通过改性剂对粉料进行表面改性从而制得透明底漆填料成品。
2.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中E-玻璃砂与结晶石英砂的质量之比为6:1~9:1，混合后粉料的Lab色彩空间数值为：L*：96.0~98.0、a*：-2.0~-0.2、b*：1.0~3.7。
3.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中E-玻璃砂的化学成分重量百分比组成为SiO2：50.0％~64.0％、Al2O3：12.0％~16.0％、CaO：16.0％~24.0％、MgO：1.0％~5.0％、K2O+Na2O：0.2％~0.8％、Fe2O3：0.1％~0.5％、B2O3：0.2％~8.0％，E-玻璃砂的Lab色彩空间数值为：L*：95.0~99.0、a*：-2.0~-0.5、b*：0.5~2.5。
4.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：结晶石英砂粒度为4-200目，其化学成分重量百分比组成为：SiO2：≥98.8％、Al2O3：≤0.8％、Fe2O3：≤0.1％，结晶石英砂的Lab色彩空间数值为：L*：93.0~97.0、a*：1.0~4.0、b*：5.5~7.5。
5.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中对制得的粉料进行气流分级获得粒度为D50=4.0μm-6.0μm，D100≤25μm的粉料。
6.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，硅烷偶联剂 N-苯基-3-氨丙基三甲氧基硅烷添加的重量占粉料总重量的0.3％~0.5%。
7.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中添加改性剂进行改性的时间为10min-30min，改性时温度控制在110℃-160℃。
8.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（3）制得的透明底漆填料色彩的Lab色彩空间数值为：L*：95.0~97.0、a*：0~1.0、b*：2.0~5.5。
9.根据权利要求1所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为25m/s-50m/s。
10.根据权利要求9所述的一种透明底漆填料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中搅拌机的搅拌桨线速度为40m/s-45m/s。
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