CN111117374A - 一种高炭黑含量的油溶性色浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炭黑含量的油溶性色浆及其制备方法，高炭黑含量的油溶性色浆，其原料组分包括：马来酸二乙基己酯38～42％，丙烯酸‑2‑乙基己基酯8～12％，分散剂0.8～1.5％，乳化剂0.3～0.5％，流平剂0.1～0.3％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.1～0.3％，炭黑32～45％，苯乙烯1.5～2.5％，2‑乙基己醇5～10％和溶剂油5～6％，前述各组分的质量和为100％，所述％为质量百分比。本发明高炭黑含量的油溶性色浆，通过特定组成的溶剂和改性物料的组合，得到了炭黑的含量在32％以上的色浆，进而显著降低了色浆在使用过程的用量，降低了生产成本；呈浆料状，稳定性好、粘度低，物料间的相容性好，色浆细腻均匀，着色效果好；可用于耐腐地坪、耐高温脱硫烟道、耐腐贮罐等增强玻璃钢和非增强复合材料等的制备。

Description

一种高炭黑含量的油溶性色浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高炭黑含量的油溶性色浆及其制备方法，属于高炭黑色浆领域。

背景技术

色浆是一种颜料浓缩浆，即利用不同的颜料，通过对颜料表面处理、表面包裹等技术，经过严密的加工工艺研制而成颜料分散体系。色浆可以用于玻璃钢、涂料、油墨、墨水等的着色。

炭黑色浆广泛应用于社会各个领域，是普适性很好一种浆料。然而对于油溶性炭黑色浆，由于炭黑的吸油率很高，因此现有的油溶性炭黑色浆中，炭黑的质量含量较低，普遍在10％左右，当炭黑色含量达到15％时，物料已经很干，如果继续增加炭黑含量，将不再会形成浆料形态。

发明内容

本发明提供一种高炭黑含量的油溶性色浆及其制备方法，所得色浆中炭黑的含量在32％以上，进而显著降低了色浆在使用过程的用量，降低了成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高炭黑含量的油溶性色浆，其原料组分包括：马来酸二乙基己酯38～42％，丙烯酸-2-乙基己基酯8～12％，分散剂0.8～1.5％，乳化剂0.3～0.5％，流平剂0.1～0.3％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.1～0.3％，炭黑32～45％，苯乙烯1.5～2.5％，2-乙基己醇5～10％和溶剂油5～6％，前述各组分的质量和为100％，所述％为质量百分比。

上述通过马来酸二乙基己酯、丙烯酸-2-乙基己基酯、苯乙烯、2-乙基己醇和溶剂油的相互作用，提高了炭黑的溶解性和分散性；通过分散剂和乳化剂的加入，进一步提高了炭黑分散的稳定性；通过流平剂、偶联剂和苯乙烯的包裹和改性，提高了炭黑的溶解性、分散性、稳定性和使用性能；通过消泡剂的加入，提高了色浆的均匀性和使用性能；抗氧剂的加入能确保色浆的耐候性；通过各物料的协同促进，提高了炭黑的含量、提高了色浆的细腻度和均匀性，增强了浆料的着色效果。

上述色浆中，炭黑的含量达32％以上，这样也可显著降低色浆在使用时的添加量，进而降低了生产成本；呈浆料状，稳定性好、粘度低，物料间的相容性好，色浆细腻均匀，着色效果好；可用于玻璃钢等的制备。

本申请炭黑作为色粉，其含量提高了，色浆在使用时的添加量就可以减少。

为了进一步提高浆料的分散性、稳定性，提升炭黑含量，分散剂为TAS-2A分散剂。

(广州市源雅化工有限公司)

乳化剂的选择，会影响到色浆的分散性、稳定性和炭黑色含量，同时还会在一定程度影响色浆的使用性能，优选，乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温80)、烷基酚聚氧乙烯醚(TX-5)和蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-40)质量比为10：(2～3)：(4～5)的混合物。申请人经实践验证，前述特定组成的乳化剂，可使得色浆的分散性和稳定性得到明显的提升，同时提高了炭黑的含量，提高了浆料的细腻度和均匀性，改善了物料的使用性能。

为提高物料的使用性能，流平剂为有机硅型流平剂或丙烯酸酯型流平剂中的至少一种；消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂或GPES型消泡剂中的至少一种。GPES型消泡剂是一种新的聚醚类消泡剂，在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。

为了提高各物料之间的协同促进效应，优选，流平剂为聚醚改性有机硅流平剂，进一步优选为HY-5030有机硅流平剂，可购自麦尔化工。优选，消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂，进一步优选的型号为WT-55，可购自大田化学。

现有抗氧剂的种类很多，然而申请人经研究发现，针对不同的应用场合，抗氧剂的作用效果也不同，针对本申请的色浆，优选，抗氧剂为5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)和双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)钙(抗氧剂1425)质量比为1：(0.3～0.5)的混合物。

为了提高对炭黑的改性效果，优选，偶联剂为钛酸酯偶联剂，进一步优选为钛酸酯偶联剂201，可购自东莞市山一塑化有限公司。

本申请炭黑优选为炭黑N330、N550和N660中的至少一种，可购自上海凯茵化工。

为了进一步提高色浆的分散性和稳定性，溶剂油为200#直链烷烃油。(沈阳派尔化学有限公司)

上述高炭黑含量的油溶性色浆的制备方法，包括如下步骤：

1)将30～40％的马来酸二乙基己酯、分散剂和50％乳化剂混匀，得混合液一；

2)将丙烯酸-2-乙基己基酯、余量的马来酸二乙基己酯、2-乙基己醇和溶剂油混匀，得混合液二；

3)将流平剂、消泡剂、抗氧剂、偶联剂、炭黑、苯乙烯和余量的乳化剂混匀，在转速为200～300r/min的转速下，加入混合液一，混合液一加料完毕后，继续在转速为200～300r/min的转速下搅拌10～15min，然后在转速为800～1000r/min的搅拌条件下加入混合液二，混合液一加料完毕后，继续在转速为800～1000r/min的转速下搅拌3～5min后，研磨，即得高炭黑含量的油溶性色浆。

申请人经实践验证，将乳化剂分两部分，一部分直接混合在炭黑的混合料中，另一部分混合在混合液一中，可促进物料乳化和分散，同时能更好地保证浆料的稳定性；将马来酸二乙基己酯分步骤分别加入混合液一和混合液二中，更利于炭黑的稳定性分散；混合液一先加入，便于物料的分散乳化，待混合液一和炭黑混合料稳定分散后，加入混合液二高速搅拌，便于整个体系的稳定分散，再经过高速剪切研磨，即可得到高稳定性的色浆。

温度也是影响色浆稳定性的重要因素，优选，上述步骤1)和2)在室温下操作即可，步骤3)的操作温度为40～45℃，研磨为在3000～4000r/min下，研磨20～30min。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

本发明高炭黑含量的油溶性色浆，通过特定组成的溶剂和改性物料的组合，得到了炭黑的含量在32％以上的色浆，进而显著降低了色浆在使用过程的用量，降低了生产成本；呈浆料状，稳定性好、粘度低，物料间的相容性好，色浆细腻均匀，着色效果好；耐温性能好、耐腐蚀；具有高的耐紫外线性能、耐高温变性和耐水耐腐性能；有效减少了制品的表面发花，提高了制品的颜色均匀分布；可用于耐腐地坪、耐高温脱硫烟道、耐腐贮罐等增强玻璃钢和非增强复合材料等的制备。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

下述各例中，分散剂为TAS-2A分散剂，购自广州市源雅化工有限公司；乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温80)、烷基酚聚氧乙烯醚(TX-5)和蓖麻油聚氧乙烯醚(EL-40)质量比为10：2.5：5的混合物；流平剂为HY-5030有机硅流平剂，购自麦尔化工；消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂，型号WT-55，购自大田化学；抗氧剂为5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯(抗氧剂1076)和双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)钙(抗氧剂1425)质量比为1：0.4的混合物；偶联剂为钛酸酯偶联剂201，东莞市山一塑化有限公司；炭黑为炭黑N550，购自上海凯茵化工；溶剂油为200#直链烷烃油，购自沈阳派尔化学有限公司。室温为15～25℃。

实施例1

一种高炭黑含量的油溶性色浆的原料组分包括：马来酸二乙基己酯40.6％，丙烯酸-2-乙基己基酯10.2％，分散剂1.1％，乳化剂0.4％，流平剂0.2％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.2％，炭黑32.2％，苯乙烯2.1％，2-乙基己醇7.5％和溶剂油5.3％，所述％为质量百分比。

上述高炭黑含量的油溶性色浆的制备方法一，包括如下步骤：

1)室温条件下，将35wt％的马来酸二乙基己酯、分散剂和50wt％乳化剂混匀，得混合液一；

2)室温条件下，将丙烯酸-2-乙基己基酯、余量的马来酸二乙基己酯、2-乙基己醇和溶剂油混匀，得混合液二；

3)将流平剂、消泡剂、抗氧剂、偶联剂、炭黑、苯乙烯和余量的乳化剂混匀，然后在温度为40～45℃，转速为200r/min的条件下，加入混合液一，混合液一加料完毕后，继续在转速为200r/min的转速下搅拌12min，然后在转速为800r/min的搅拌条件下加入混合液二，混合液一加料完毕后，继续在转速为800r/min的转速下搅拌4min，再在3500r/min下，研磨25min，即得高炭黑含量的油溶性色浆。

所得高炭黑含量的油溶性色浆，细度小于10μ，常温稳定性大于24个月，无色变；粘度为14000CP；均匀细腻，无气泡；-20℃保持36h，再48℃保持36h，10个循环后，放置室温1.5h后恢复浆料状态，无分层、无沉降、无析料，无色变；经3000r/min离心机离心40min，浆料状态无变化；在紫外光老化试验箱中，经48小时紫外光照，无黄变、无分层、无析料；耐水、耐酸、耐碱；用于玻璃钢制备，产品表面均匀、细腻、光泽度好，无表面发花，无针眼和细孔，具有高遮盖和着色力。

上述高炭黑含量的油溶性色浆的制备方法二，与制备方法一所不同的是：将马来酸二乙基己酯和乳化剂全部在步骤1)中加入，其余均参照制备方法一，所得高炭黑含量的油溶性色浆，常温稳定性在22个月左右。

上述高炭黑含量的油溶性色浆的制备方法三，将所有物料在温度为40～45℃，转速为200r/min的条件下，搅拌混匀后，再在3500r/min下，研磨25min，所得高炭黑含量的油溶性色浆，常温稳定性在6个月左右。

实施例2

一种高炭黑含量的油溶性色浆的原料组分包括：马来酸二乙基己酯39.5％，丙烯酸-2-乙基己基酯8.1％，分散剂1.1％，乳化剂0.5％，流平剂0.2％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.2％，炭黑38％，苯乙烯1.6％，2-乙基己醇5.5％和溶剂油5.1％，所述％为质量百分比。色浆的制备方法参照实施例1的制备方法一。

所得高炭黑含量的油溶性色浆，细度小于10μ，常温稳定性大于24个月，无色变；粘度为14908CP；均匀细腻，无气泡；-20℃保持36h，再48℃保持36h，10个循环后，放置室温1.5h后恢复浆料状态，无分层、无沉降、无析料，无色变；经3000r/min离心机离心40min，浆料状态无变化；在紫外光老化试验箱中，经48小时紫外光照，无黄变、无分层、无析料；耐水、耐酸、耐碱；用于玻璃钢制备，产品表面均匀、细腻、光泽度好，无表面发花，无针眼和细孔，具有高遮盖和着色力。

实施例3

一种高炭黑含量的油溶性色浆的原料组分包括：马来酸二乙基己酯38％，丙烯酸-2-乙基己基酯8.1％，分散剂1.1％，乳化剂0.5％，流平剂0.3％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.3％，炭黑39.3％，苯乙烯1.6％，2-乙基己醇5.5％和溶剂油5.1％，所述％为质量百分比。色浆的制备方法参照实施例1的制备方法一。

上述高炭黑含量的油溶性色浆，细度小于10μ，常温稳定性大于24个月，无色变；粘度为15239CP；均匀细腻，无气泡；-20℃保持36h，再48℃保持36h，10个循环后，放置室温1.5h后恢复浆料状态，无分层、无沉降、无析料，无色变；经3000r/min离心机离心40min，浆料状态无变化；在紫外光老化试验箱中，经48小时紫外光照，无黄变、无分层、无析料；耐水、耐酸、耐碱；用于玻璃钢制备，产品表面均匀、细腻、光泽度好，无表面发花，无针眼和细孔，具有高遮盖和着色力。

Claims (10)

1.一种高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：其原料组分包括：马来酸二乙基己酯38～42％，丙烯酸-2-乙基己基酯8～12％，分散剂0.8～1.5％，乳化剂0.3～0.5％，流平剂0.1～0.3％，消泡剂0.1％，抗氧剂0.1％，偶联剂0.1～0.3％，炭黑32～45％，苯乙烯1.5～2.5％，2-乙基己醇5～10％和溶剂油5～6％，前述各组分的质量和为100％，所述％为质量百分比。

2.如权利要求1所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：分散剂为TAS-2A分散剂。

3.如权利要求1或2所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚和蓖麻油聚氧乙烯醚质量比为10：(2～3)：(4～5)的混合物。

4.如权利要求1或2所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：流平剂为有机硅型流平剂或丙烯酸酯型流平剂中的至少一种；消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂或GPES型消泡剂中的至少一种。

5.如权利要求4所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：流平剂为聚醚改性有机硅流平剂；消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。

6.如权利要求1或2所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：抗氧剂为5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯和双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)钙质量比为1：(0.3～0.5)的混合物。

7.如权利要求1或2所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：偶联剂为钛酸酯偶联剂；炭黑为炭黑N330、N550和N660中的至少一种。

8.如权利要求1或2所述的高炭黑含量的油溶性色浆，其特征在于：溶剂油为200#直链烷烃油。

9.权利要求1～8任意一项所述的高炭黑含量的油溶性色浆的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将30～40％的马来酸二乙基己酯、分散剂和50％乳化剂混匀，得混合液一；

2)将丙烯酸-2-乙基己基酯、余量的马来酸二乙基己酯、2-乙基己醇和溶剂油混匀，得混合液二；

3)将流平剂、消泡剂、抗氧剂、偶联剂、炭黑、苯乙烯和余量的乳化剂混匀，在转速为200～300r/min的转速下，加入混合液一，混合液一加料完毕后，继续在转速为200～300r/min的转速下搅拌10～15min，然后在转速为800～1000r/min的搅拌条件下加入混合液二，混合液一加料完毕后，继续在转速为800～1000r/min的转速下搅拌3～5min后，研磨，即得高炭黑含量的油溶性色浆。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤3)的操作温度为40～45℃，研磨为在3000～4000r/min下，研磨20～30min。