CN111393897A - 一种水性涂料稳定剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种水性涂料稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将膨润土在水中均匀分散，分散浓度为1‑10％；加入占膨润土重量比例为3‑15％的磷化助剂；高速分散后静置沉淀，取上层的分散液；在分散液中加入占膨润土重量比例为5‑20％的水性单体，搅拌溶解；然后加入占膨润土重量比例为0.01‑1％的引发剂，引发单体聚合，得到有机‑无机聚合物，该聚合物为水性涂料稳定剂。本发明稳定剂的水性涂料，能有效防止涂料中固体组份的团聚与沉降，可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存，降低了涂料的成本。

Description

一种水性涂料稳定剂及制备方法

技术领域

本发明属于涂料添加剂领域，具体涉及一种水性涂料稳定剂。

背景技术

在西欧发达国家，由于各种相关环保法律法规的实施，水性涂料得到充分发展。在工业涂料市场，水性涂料的应用比例约为52％，而溶剂型涂料约为32％。

目前，国内装饰装修材料中涂料部分主要用的还是溶剂型涂料，会给环境造成污染，会影响涂料施工者或者家具使用者的身体健康。随着人们环保意识的增强，对溶剂型涂料的限制逐步严格。国家提倡发展以水作为溶剂的水性涂料。

涂料中的固体颜料，在长期放置后，会出现沉降现象，严重影响到涂料的存储与使用，而且在水性涂料的生产、贮存、施工等过程中，希望涂料在各种剪切力条件下具有工艺所要求的黏度，则需要用到稳定剂。在水性涂料领域，为解决涂料中固体组份沉降的问题，常用稳定剂有：无机稳定剂、改性纤维素、聚氨酯稳定剂四类。其中的改性纤维素、聚丙烯酸酯和缔合型的这些类防沉剂在配置涂料的初期可以起到一定的防沉降功能，但是在涂料长时间放置后，仍会有固体组份沉降分层，而且此类添加剂价格较高，增加了涂料的成本。其中无机稳定剂主要为膨润土类具有良好悬浮性的粘土矿物。膨润土的胶体溶液所具有特性使其在涂料中具有粘结、稳定、悬浮、分散、乳化、填充等多种功能，并提高涂料的涂刷性和流平性，改善涂料的耐水性。

膨润土作为水性涂料用稳定剂的优点是：良好的悬浮性；与体系相容性好，在较广泛的pH条件下均可适用；价格较低；缺点是：用量较有机稳定剂大，悬浮性、稳定性能差。

叶振球等人研究了锂基膨润土泥浆的悬浮机理及其在陶瓷涂料中作悬浮剂的应用效果。结果表明，锂基膨润土用作陶瓷涂料是可行的，而且涂料性能好，使用次数高。李红梅等人将天津有机陶土厂生产的I型有机膨润土加人到氯磺乙烯防腐涂料、氯化橡胶防腐涂料中。结果表明，涂层流平性好，无流挂现象，并延长了颜料的沉降时间。胡智荣用钙基膨润土制备钙基膨润土醇基铸造涂料，实验表明，钙基膨润土作悬浮剂制备涂料的性能好，涂层表面质量高，在其失水后呈现出流变性，提高涂膜的耐水性能。这些研究大部分集中在有机膨润土在油性油漆涂料中的应用。

发明内容

为了克服本领域的上述缺陷，本发明提供了一种水性涂料稳定剂的制备方法，根据该方法制备的水性涂料稳定剂在涂料的抗沉降方面具有优异的表现，能够延长涂料的施工时限。

一种水性涂料稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将膨润土在水中均匀分散，分散浓度为1-10％；

(2)加入占膨润土重量比例为3-15％的磷化助剂；

(3)高速分散，然后静置沉淀，取上层的分散液；

(4)在分散液中加入占膨润土重量比例为5-20％的水性单体，搅拌溶解；然后加入占膨润土重量比例为0.01-1％的引发剂，引发单体聚合，得到有机-无机聚合物，该聚合物为水性涂料稳定剂。

进一步地，步骤(1)中膨润土在水中的分散浓度优选是5％。

进一步地，步骤(2)中的磷化助剂选自多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠或多聚磷酸钠。磷化助剂加入量优选为膨润土重量的10％。

进一步地，步骤(4)中的水性单体选自丙烯酰胺或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。水性单体加入量优选为膨润土重量的10-15％。

进一步地，步骤(4)中的引发剂选自过硫酸铵、亚硫酸氢钠或偶氮引发剂。引发剂加入量优选为膨润土重量的0.1-0.5％。

将用上述方法制备得到的水性涂料稳定剂，与其颜料、成膜物质等混匀配制而成水性涂料，其抗沉降方面具有突出的表现。我们发现，本发明稳定剂的水性涂料，能有效防止涂料中固体组份的团聚与沉降，涂料配制5小时后检测其沉降水平相当于普通稳定剂在配制后2个小时的效果，24小时的沉降程度同样比普通稳定剂要低很多。本发明可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存；且成本低廉，降低了涂料的成本。这些稳定剂起作用的用量可以极低。本发明的稳定剂的用量可以是水性涂料组合物的1-10％，优选为5％。

具体实施方式

实施例1

取1吨膨润土，在水中分散浓度为5％，形成分散液。加入50公斤六偏磷酸钠，然后进行高速分散，静置沉淀，取上层的纯分散液。在分散液中加入80公斤丙烯酰胺单体，搅拌溶解。然后，加入500g过硫酸铵、500g亚硫酸氢钠，开始反应。反应结束后，得到水性涂料稳定剂。

配成涂料，1吨涂料用量5公斤。以稳定剂羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素为对比，兑稀抗沉降性能如下：

	2小时	5小时	24小时
				实施例产品	95％	93％	72％
羧甲基纤维素	93％	91％	62％
				羟丙基甲基纤维素	92％	90％	67％

兑稀涂料后，放置一定时间，将会分层。分为上层清液和下层涂料混合物。下层涂料混合物的比例越大，说明涂料越稳定。由上表可知，采用本发明水性涂料稳定剂的涂料，抗沉降性能比现有的稳定剂强，放置2小时和5小时后下层涂料混合物的比例提高了2-3％，放置24小时后下层涂料混合物的比例更是提高了5-10％，说明本发明的稳定剂可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存。

实施例2

取1吨膨润土，在水中分散浓度为4％，形成分散液。加入30公斤焦磷酸钠，然后进行高速分散，静置沉淀，取上层的纯分散液。在分散液中加入50公斤丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体，搅拌溶解。然后，加入300g偶氮引发剂V50，开始反应。反应结束后，得到水性涂料稳定剂。

配成涂料，1吨涂料用量5公斤。以稳定剂羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素为对比，兑稀抗沉降性能如下：

	2小时	5小时	24小时
				实施例产品	96％	94％	77％
羧甲基纤维素	93％	91％	62％
				羟丙基甲基纤维素	92％	90％	67％

由上表可知，采用本发明水性涂料稳定剂的涂料，抗沉降性能比现有的稳定剂强，放置2小时和5小时后下层涂料混合物的比例提高了3-4％，放置24小时后下层涂料混合物的比例更是提高了10-15％，说明本发明的稳定剂可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存。

实施例3

取1吨膨润土，在水中分散浓度为8％，形成分散液。加入40公斤焦磷酸钠，然后进行高速分散，静置沉淀，取上层的纯分散液。在分散液中加入40公斤丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体，搅拌溶解。然后，加入600g偶氮引发剂Va044，开始反应。反应结束后，得到水性涂料稳定剂。

配成涂料，1吨涂料用量5公斤。以稳定剂羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素为对比，兑稀抗沉降性能如下：

	2小时	5小时	24小时
				实施例产品	96％	93％	75％
羧甲基纤维素	93％	91％	62％
				羟丙基甲基纤维素	92％	90％	67％

由上表可知，采用本发明水性涂料稳定剂的涂料，抗沉降性能比现有的稳定剂强，放置2小时和5小时后下层涂料混合物的比例提高了3％左右，放置24小时后下层涂料混合物的比例更是提高了8-13％，说明本发明的稳定剂可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存。

从实施例可以看出，本发明的水性涂料稳定剂，效果明显要好于常用的羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。本发明可以大幅提高浆料的稳定性，涂料可以长时间保存；且成本低廉，降低了涂料的成本。

最后，以上公布的仅是本发明的具体实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水性涂料稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将膨润土在水中均匀分散，分散浓度为1-10％；

(2)加入占膨润土重量比例为3-15％的磷化助剂；

(3)高速分散，然后静置沉淀，取上层的分散液；

(4)在分散液中加入占膨润土重量比例为5-20％的水性单体，搅拌溶解；然后加入占膨润土重量比例为0.01-1％的引发剂，引发单体聚合，得到有机-无机聚合物，该聚合物为水性涂料稳定剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中膨润土在水中的分散浓度是5％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的磷化助剂选自多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠或多聚磷酸钠。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的磷化助剂加入量为膨润土重量的10％。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的水性单体选自丙烯酰胺或丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的水性单体加入量为膨润土重量的10-15％。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的引发剂选自过硫酸铵、亚硫酸氢钠或偶氮引发剂。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的引发剂加入量为膨润土重量的0.1-0.5％。

9.由权利要求1～8任一所述制备方法制备得到的水性涂料稳定剂。