CN111808442A - 一种新型无机颜料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型无机颜料，其包括以下重量份的原料组成，氢氧化钙50～60份、微硅粉5～15份、硅溶胶5～10份、氯化钠1～3份、硅酸盐3～5份、硅油2～3份、着色剂5～20份、去离子水100～120份。还公开了该新型无机颜料的生产工艺是将将氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油、和去离子水按照各自的重量份进行初步混合，在氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油、和去离子水的初步混合过程中缓慢加入对应重量份的着色剂进行研磨搅拌，最终获得成品颜料。本发明提供的新型无机颜料及其生产工艺可克服目前混合式颜料存在成分复杂、制作工艺繁杂、成本相对较高且成品饱和度不高的问题。

Description

一种新型无机颜料及其生产工艺

技术领域

本发明涉及环保型颜料技术领域，具体而言，涉及一种新型无机颜料及其生产工艺。

背景技术

颜料从化学组成来分，可分为无机颜料和有机颜料两大类，目前的无机颜料主要指纯无机颜料和以无机为主且有机为辅的颜料这两种模式，虽然纯无机颜料更加环保，但实践得出，在纯无机成分里加入少量有机成分能够获得更加优异的性能。现有的颜料大多是以有机和无机的混合模式出现，虽然有机物质能够具有较好的分散、消泡和流平性能，也能配合纯无机颜料形成一定性能弥补，但目前的颜料有机成分较多，包含过多有机物质容易导致挥发性集合现象，从而影响人体健康，因此需要进一步调配出一种以无机物质为主，少量或微量有机物质为辅的颜料，来达到颜料具备优异性能的基础。此外，现有的这类型混合式颜料(无机与一定量有机混合)或多或少不仅存在成分复杂、制作工艺繁杂且成本较高的问题，而且制得的成品色泽度不饱和，容易出现集中沉淀而引起的色差问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型无机颜料及其生产工艺，以克服目前混合式颜料存在成分复杂、制作工艺繁杂、成本相对较高且成品饱和度不高的问题。

本发明的实施例是这样实现的：一种新型无机颜料，其主要包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙50～60份、微硅粉5～15份、硅溶胶5～10份、氯化钠1～3份、硅酸盐3～5份、硅油2～3份、着色剂5～20份、去离子水100～120份。由氢氧化钙、微硅粉和硅溶胶复配形成的三维立体硅钙结构，具备极强的理化特性，能够与其他物质组分充分适应并为其余组分提供稳定且紧实的空间，从而达到所有组分之间较佳的饱满度和均匀度。

其中，将硅酸盐与氯化钠添加至氢氧化钙、微硅粉和硅溶胶的混合组分中，硅酸盐和氯化钠与多余氢氧化钙结合反应进一步形成以硅钙为主的纤维状或针状晶体，这些纤维相互交生、连生并缠绕呈具有类似鸟窝结构的中空二次粒子，以便于其余组分能够进入该鸟窝空间内形成稳定结构，从而增加了其他组分的分散程度和稳定特性，并且该鸟窝结构与三维立体硅钙结构交织为更加稳定且空间分布更加紧实的复合结构，稳定性与组分容纳性大大增加；此外，以硅钙为主的纤维状或针状晶体不仅交生形成的结构非常稳定，而且其纤维晶体的直径相对较细，形成的鸟窝空间的孔隙尺寸就越小，其导热系数就会越低，相对具备较好的耐热保温性能。其次，该硅钙为主的纤维状或针状晶体可以辅助氢氧化钙、微硅粉和硅溶胶快速且稳定作用与结合，使三者进行充分复配，以使三维立体硅钙结构形成更加快速、稳定且覆盖面积大。

其中，将硅油作为有机硅消泡剂，不仅具备较好的消泡能力，而且不容易影响光泽度和流平度，使整体色泽更加饱满匀和，并且将硅油成分少量的加入至上述混合组分中，即加入至三维立体硅钙结构以及鸟窝结构中，不仅实现了无机为主，有机为辅的混合颜料模式，达到了两者性能之间的优化补充，而且特有的硅钙空间结构尺寸相对较小、排布相对紧实，能够使有机硅成分在特定区域内均匀分散，达到较好的疏水性，即大大提高了其增稠率，这是从涂料到颜料过渡的决定性因素，即表示特有的硅钙结构以及硅钙结构的空间尺寸能够使其他成分性能更加优异，结合更加充分，从而决定了颜料成品较佳的稳定性、饱满度、均匀度等主要特性。

作为优选地，该新型无机颜料包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙56份、微硅粉12份、硅溶胶7份、氯化钠2份、硅酸盐4份、硅油3份、着色剂5～20份、去离子水106份。此配比的颜料氢氧化钙比例在27～29％左右，与其他对应比例组分相互结合较为充分，剩余的未反应物很少甚至没有，即所有组分几乎物尽其用，可在主体硅钙结构下充分结合并发挥其性能，且相对集中的沉淀很少，分散均匀度较高，能够具备较好的色泽原度和品质细腻度，并且使加入的其他组分达到一个较为匀净的色泽饱和度，不易出现沉淀、色差和不饱满的现象。

为获得该优选组分配比，经发明人研究对比发现，该组分中的氢氧化钙大致占比28％，视色度(着色剂含量)变化而轻微浮动，其中主体成分微硅粉与硅溶胶占比9.5％左右，辅助成分氯化钠、硅酸盐和硅油占比4.5％左右，该组合能够得到一个最优的集合，即表示该组分配比的颜料从各方面理化性能均为优异。其中，发明人在主体成分和辅助成分不变的情况下，减少了氢氧化钙的占比，最终的颜料色泽饱和度上相对下降，并且黏稠度相对变高，整个颜料在喷绘时容易出现粘结成坨的现象，而相对增加了氢氧化钙的占比，虽然颜料整体的使用性能变化不大，但是整体的分散均匀度变低，会出现一些集中沉淀引起色差变化的现象。

此外，发明人在控制氢氧化钙和辅助成分不变的情况下，增加了主体成分的占比，整体的性能均相对下降，究其原因发现，由于增加了的主体成分，导致形成的三维立体硅钙结构不够稳定，分子间的间距变大，而导致形成的空间相对变大，在生产搅拌过程中虽然能够得到较好的性能，一旦停止搅拌，会出现轻微的分层现象，并且也会伴随颜料的耐用性变差；而发明人减小了主体成分的占比，其结果与控制主体成分和辅助成分不变，增加氢氧化钙的占比结果类似，即颜料整体的使用性能变化较小，而颜料整体的分散均匀度变低。

最后，发明人在控制氢氧化钙和主体成分不变的情况下，增加了辅助成分的占比，对于颜料的整体性能变化较大，尤其是粘稠度大大增加，并伴随着搅拌不均匀的问题，究其原因是由于形成的三维立体硅钙结构不够稳定且结构占比过少，大多数以零散或独立的鸟窝结构出现，每个鸟窝结构内的组分相对稳定，相邻鸟窝结构之间不易转移或结合，每个鸟窝结构内组分占比不均，不仅容易导致粘稠度大大增加，而且色差很明显，外力搅拌也难以改变此现象。其次，发明人控制辅助成分的占比减少，颜料的整体外观性能变化不大，但存在颜料粘附力不够的现象，一旦进行喷绘时容易出现松垮滑溜的现象，总的来说就是凝结力不高，喷绘时黏稠度不够。当然，发明人对其他成分如着色剂和去离子水也做了一定对比试验，但结果表明这些其余成分对颜料的性能影响不大，仅对颜料的外在表现形式存在影响，即颜料的色泽度或稀释度等有较大影响。

进一步地，上述组分中的硅酸盐为硅酸钠。硅酸钠具有较好的结合性，性能较为活泼，不容易形成沉淀；同时由于其活泼的特性能够提高颜料的整体密度与强度，使颜料达到更高的稳定性和饱和性。

进一步地，上述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶，上述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙，上述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉。粒子微小化后，这样便能保证硅溶胶、微硅粉在与氢氧化钙在混合的时候更容易形成复合的三维立体结构，更容易地达到本颜料的最佳特性。

一种新型无机颜料的生产工艺，将所述氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油、和去离子水按照各自的重量份进行初步混合，在氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油和去离子水的初步混合过程中缓慢加入对应重量份的着色剂进行研磨搅拌，最终获得成品颜料。虽然按照上述组分配比能够得到理化性能优异的成品颜料，但是最终产品的关键在于成品的外观质量是否符合要求，即表示成品颜料的外观是否是色泽匀净、饱和且几乎无色差取决于整个制备步骤。将氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油和部分(一般取三分之二)去离子水初步混合(初次研磨)后以形成较为稳定的复合三维立体结构后，即刻加入着色剂与剩余部分的去离子水继续搅拌研磨，即二次研磨，进一步提高成品的分散性和匀相性，使整体上更符合颜料的标准，持续二次研磨并最终达到符合品质要求的颜料即可。需要说明的是，传统的颜料混合都是在生产工艺混合完毕稳定后再加入着色剂进行调配，这种方式容易造成着色剂结合不均，由于之前搅拌混合完毕已形成大部分稳定的空间结构，此后再加入着色剂相对来说不容易进入复合的三维立体结构，而预先搅拌形成三维立体结构，即可加入着色剂同时进行搅拌，着色剂非常容易形成稳定的“居所”，最终成品颜料的色泽度便得到了保障。

进一步地，将上述氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐和去离子水按照各自的重量份倒入至搅拌容器中进行高速分散混合，混合均匀后加入对应重量份的硅油再次进行搅拌混合即完成初步混合。发明人发现，在同时将氢氧化钙、主体成分和辅助成分中进行搅拌时，需要花费的搅拌时间高于最后再加入硅油的时间，由于硅油具有一定增稠性，在初步混合步骤中最后加入硅油可以使复合的三维立体结构更快速地形成初步状态，其后再加入硅油不仅可以进一步增加初态下的三维立体结构稳定性，同时该搅也会起到充分研磨的作用，各组分分子间的作用更加容易和快速，而且相互作用后的分子经过搅拌研磨后再形成的复合三维立体结构更加稳定。

本发明实施例提供的新型无机颜料及其生产工艺是在发明人针对此前技术的进一步研究基础上而获得并实现的，该新型无机颜料不仅具有之前涂料的各种优异性能，并且在涂料向颜料过渡的整个过程中增加了特定种类和数量的辅助成分，进一步提高的成品颜料的分散性和匀相性，性能上更符合颜料的使用标准，并使此新型无机颜料区别于市场上的常规颜料，具备更广阔的拓展空间和应用前景。

总体而言，通过该生产工艺制备的新型无机颜料，将原本在涂料领域的应用的主体配方，经过一系列优化设计调整与研究改良后，能够实现跨领域应用，再通过特定且特殊的配比构成，其应用实际效果非常不错，经国画大家鉴定，此新型无机颜料具备非常好的应用前景，具有取代现有颜料的能力；此外，该颜料的生产成本低廉，生产工艺简单实用，非常适合目前的市场运营模式，在推广普及下，可在颜料领域内起到革新作用。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本实施例提供的一种新型无机颜料包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙56份、微硅粉12份、硅溶胶7份、氯化钠2份、硅酸盐4份、硅油3份、着色剂10份、去离子水106份。其中，所述硅酸盐为硅酸钠，所述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶，所述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙，所述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉，此实施例组分配比的颜料性能优异。

实施例2

本实施例提供的一种新型无机颜料包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙50份、微硅粉5份、硅溶胶5份、氯化钠1份、硅酸盐3份、硅油2份、着色剂5份、去离子水100份。其中，所述硅酸盐为硅酸钠，所述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶，所述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙，所述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉，此实施例组分配比的颜料性能相对优异，但颜料的整体分散均匀度次之，适用于非均匀色系的喷绘或涂绘作业。

实施例3

本实施例提供的一种新型无机颜料包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙60份、微硅粉15份、硅溶胶10份、氯化钠3份、硅酸盐5份、硅油3份、着色剂20份、去离子水120份。其中，所述硅酸盐为硅酸钠，所述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶，所述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙，所述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉，此实施例组分配比的颜料性能略有下降，但颜料的整体粘稠度较好，适用于浓色系的喷绘作业。

实施例4

本实施例提供的一种新型无机颜料包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙53份、微硅粉13份、硅溶胶6份、氯化钠1份、硅酸盐3份、硅油2份、着色剂10份、去离子水112份。其中，所述硅酸盐为硅酸钠，所述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶，所述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙，所述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉，此实施例组分配比的颜料外观性能较好，但颜料的整体粘稠度较低，适用于水墨式涂绘作业。

此外，本发明的实施例还提供了适用上述实施例对应配比颜料的生产工艺，将所述氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐和去离子水按照各自的重量份倒入至搅拌容器中进行高速分散混合，混合均匀后加入对应重量份的硅油再次进行搅拌混合完成初步混合，完成初步混合后，在氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油、和去离子水的初步混合过程中缓慢加入对应重量份的着色剂进行研磨搅拌，最终获得成品颜料。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型无机颜料，其特征在于主要包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙50～60份、微硅粉5～15份、硅溶胶5～10份、氯化钠1～3份、硅酸盐3～5份、硅油2～3份、着色剂5～20份、去离子水100～120份。

2.根据权利要求1所述的新型无机颜料，其特征在于包括以下重量份的原料组成：氢氧化钙56份、微硅粉12份、硅溶胶7份、氯化钠2份、硅酸盐4份、硅油3份、着色剂5～20份、去离子水106份。

3.根据权利要求1所述的新型无机颜料，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠。

4.根据权利要求1所述的新型无机颜料，其特征在于，所述硅溶胶是浓度大于30％的硅溶胶。

5.根据权利要求1所述的新型无机颜料，其特征在于，所述氢氧化钙是纯度高于99％且目数大于2000目的氢氧化钙。

6.根据权利要求1所述的新型无机颜料，其特征在于，所述微硅粉是目数大于6000目的微硅粉。

7.一种如权利要求1～6中任意一项权利要求所述的新型无机颜料的生产工艺，其特征在于，将所述氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油和去离子水按照各自的重量份进行初步混合，在氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐、硅油和去离子水的初步混合过程中缓慢加入对应重量份的着色剂进行研磨搅拌，最终获得成品颜料。

8.根据权利要求7所述的新型无机颜料的生产工艺，其特征在于，将所述氢氧化钙、微硅粉、硅溶胶、氯化钠、硅酸盐和去离子水按照各自的重量份倒入至搅拌容器中进行高速分散混合，混合均匀后加入对应重量份的硅油再次进行搅拌混合即完成初步混合。