CN112898831A - 一种无树脂色浆及其制备方法和应用 - Google Patents

一种无树脂色浆及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无树脂色浆及其制备方法和应用，所述的色浆成分包括无机颜料（氧化铁）40‑60%，油性成分20~25%，消泡剂0.5‑2%，乳化剂8~15%，杀菌剂0.5~1.5%，润湿剂3~5%，水15~20%；乳化剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉。本发明将含有乳化剂成分的水相和含有颜料的油相混合，辛烯基琥珀酸酯化淀粉在淀粉分子中引入了疏水性基团，使其具有了两亲性，能够防止高分子成分在乳液中重新聚结，增加乳化体系的稳定性，乳状液分层/沉降速率下降，从而使色浆的稳定性得到提升，延长储存时间，同时具备的乳化和增稠的效果。采用研磨和高压匀质工艺，制备的无树脂色浆乳化效果好，颜料含量高，具有较高的着色强度和储存稳定性，流动性好，通用性高，适用于水性或油性体系调色。

Description

一种无树脂色浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于无树脂色浆技术领域，具体涉及一种无树脂色浆及其制备方法和应用。
背景技术
色浆是由颜料或颜料和填充料分散在漆料内而成的半制品。以纯油为胶粘剂的称油性色浆，以树脂漆料为胶粘剂的称树脂色浆，以水为介质添加表面活性剂分散而成的颜填料浆称为水性色浆。作为涂料中色漆最主要组成部分之一，色浆的制作一直被广泛关注，其制备工艺液多种多样：1）混色研磨，用成膜树脂混合研磨各种颜料，成本低、质量稳定及展色效果均匀，但颜色精确度较小；2）分色研磨，用成膜树脂研磨单个颜料的传统色浆制备方法，质量稳定，但成本高，不易储存；3）微脂色浆：采用通用树脂，制备能应用于多个体系的高浓度色浆。但以上方法均采用树脂作为承载，同时加入少量的分散剂和颜料，但由于树脂占的比例过大常常会导致颜料的含量过低，色彩的光亮度不高。而且由于存在大量的树脂作为颜料载体，使用前要考虑与当前的体系的相溶性。
近年来随着各种添加剂特别使超分散技术的发展，无树脂色浆得应用越来越广泛，相对于有树脂体系，无树脂体系色浆具有较多的优势。首先，通用性更强，由于树脂性能的局限，有树脂体系色浆在使用上受到一定的局限，有时候甚至会因为兼容性而无法使用，而无树脂体系应用更加广泛，适用于绝大多数涂料体系。其次，无树脂体系色浆通常浓度更高，具有更好的性价比。另外，无树脂色浆更适合研磨工艺，能制备浓度更高、细度更细的产品。
无树脂色浆的性能主要取决于使用的颜料性能和含量，颜料的分散使色浆生产的关键，每种颜料的亲水亲油特性不同，传统的润湿分散剂对颜料的分散效果不强，分散剂分子中亲水基团对极性较低的颜料表面亲和力不足，容易脱离。导致颜料粒子重新凝聚，使颜料分散体系不能稳定存在；颜料分散后，由于颜料粒子较细，比表面积大，特别是一些氧化铁系颜料相对密度较大，长期储存时会缓慢沉降，难以再分散，降低色浆的保存时间和使用效果。而且，目前以无机颜料生产的各种色浆主要适用于单种体系（水性或油性）的调色，应用范围小。
综上所述，研发一种不含树脂、分散效果更好，储存时间更长、适用范围广的通用型色浆具有重要意义。
发明内容
针对现有技术色浆中树脂含量高、颜料分散效果差、保存时间短、适用范围小的问题，本发明提供了一种无树脂色浆及其制备方法和应用，利用该配方和制备工艺生产的无树脂色浆保存期限可明显延长，且颜料分散效果好，稳定性高，可适用于水性和油性体系。
本发明通过以下技术方案实现：
一种无树脂色浆，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：无机颜料40-60%，油性成分20~25%，消泡剂0.5-2%，乳化剂8~15%，杀菌剂0.5~1.5%，，润湿剂3~5%，水15~20%；
所述的乳化剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉。
进一步地，所述的无机颜料为氧化铁颜料，所述的氧化铁颜料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁橙和氧化铁绿中的一种以上。
进一步地，所述的为氧化铁颜料使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理。
进一步地，所述的油性成分为天然油脂。
进一步地，所述的天然油脂为橄榄油、蓖麻籽油、葵花籽油、玉米胚芽油中的一种以上。
进一步地，所述的润湿剂为丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种以上；所述的消泡剂为聚醚有机硅。
本发明中，所述的无树脂色浆的制备方法包括以下步骤：
（1）水相的制备：将乳化剂和水混合，搅拌溶解；
（2）油相的制备：将无机颜料和油性组分混合，混合均匀后加入消泡剂、杀菌剂和润湿剂；
（3）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到研磨机中进行研磨，然后进行高压匀质得无树脂色浆。
进一步地，步骤（3）中研磨机研磨后的色浆细度为2~5 um；高压均质压力为20-40Mpa，时间为10-20min。
本发明中，所述的无树脂色浆在水性或油性体系调色中的应用。
本发明中将含有乳化剂成分的水相和含有颜料的油相混合，辛烯基琥珀酸酯化淀粉在淀粉分子中引入了疏水性基团，使其具有了两亲性，能够防止高分子成分在乳液中重新聚结，增加乳化体系的稳定性，乳状液分层/沉降速率下降，从而使色浆的稳定性得到提升，延长储存时间，同时具备的乳化和增稠的效果。本发明采用研磨和高压匀质工艺，制备的无树脂色浆乳化效果好，颜料含量高，具有较高的着色强度和储存稳定性，流动性好，通用性高，适用于水性或油性体系调色。
有益效果
本发明各成份配比适当，所制备的色浆与水性涂料和油性涂料均具有良好的相溶性，且通过加入辛烯基琥珀酸酯化淀粉作为乳化剂，借助研磨和高压匀质工艺，制备的无树脂色浆乳化效果好，颜料含量高，具有较高的着色强度和储存稳定性，流动性好，通用性高，适用于水性或油性体系调色，且制备过程简单，易于工业化生产，克服了传统的树脂色浆的局限性。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明进行限制。
下列实施例中所述的份数为重量份。
实施例1
（1）氧化铁颜料预处理：称取50份氧化铁红，使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理，增强氧化铁红在有机溶剂中的分散性，同时增强表面亲油性能；
（2）水相的制备：将12份辛烯基琥珀酸酯化淀粉和18份水混合，搅拌溶解；
（3）油相的制备：将步骤（1）中预处理的氧化铁红颜料和22份橄榄油混合，混合均匀后加入为1份聚醚有机硅、0.1份杀菌剂和3份聚丙二醇；
（4）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到三辊研磨机中进行反复研磨至色浆细度为2-4um，然后在压力为30MPa下进行高压匀质4min得无树脂氧化铁红色浆。
实施例2
（1）氧化铁颜料预处理：称取40份氧化铁黄，使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理，增强氧化铁黄在有机溶剂中的分散性，同时增强表面亲油性能；
（2）水相的制备：将10份辛烯基琥珀酸酯化淀粉和15份水混合，搅拌溶解；
（3）油相的制备：将步骤（1）中预处理的氧化铁红颜料和20份玉米胚芽油混合，混合均匀后加入为1份聚醚有机硅、0.1份杀菌剂和5份丙三醇；
（4）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到三辊研磨机中进行反复研磨至色浆细度为2-5um，然后在压力为40MPa下进行高压匀质3min得无树脂氧化铁黄色浆。
实施例3
（1）氧化铁颜料预处理：称取60份氧化铁棕，使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理，增强氧化铁棕在有机溶剂中的分散性，同时增强表面亲油性能；
（2）水相的制备：将15份辛烯基琥珀酸酯化淀粉和20份水混合，搅拌溶解；
（3）油相的制备：将步骤（1）中预处理的氧化铁红颜料和25份蓖麻籽油混合，混合均匀后加入为1份聚醚有机硅、0.1份杀菌剂和5份聚丙二醇；
（4）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到三辊研磨机中进行反复研磨至色浆细度为2-4um，然后在压力为30MPa下进行高压匀质5min得无树脂氧化铁棕色浆。
对比例1
（1）水相的制备：将12份辛烯基琥珀酸酯化淀粉和18份水混合，搅拌溶解；
（2）油相的制备：将50份氧化铁红和22份橄榄油混合，混合均匀后加入为1份聚醚有机硅、0.1份杀菌剂和3份聚丙二醇；
（3）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到三辊研磨机中进行反复研磨至色浆细度为2-4um，然后在压力为30MPa下进行高压匀质4min得无树脂氧化铁红色浆。。
对比例2
（1）氧化铁颜料预处理：使称取50份氧化铁红，使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理，增强氧化铁红在有机溶剂中的分散性，同时增强表面亲油性能；
（2）将步骤（1）中预处理的氧化铁红颜料和22份橄榄油混合，混合均匀后加入为1份聚醚有机硅、0.1份杀菌剂和3份聚丙二醇混匀，加入到三辊研磨机中进行反复研磨至色浆细度为2-4um，然后在压力为30MPa下进行高压匀质4min得无树脂氧化铁红色浆。
（1）性能测试
对本发明实施例1-3和对比例1和2制备的无树脂色浆进行性能测试，测试参数包括储存稳定性、冻融稳定性、附着力测试结果如表1所示：
表1 无树脂色浆稳定性及附着力测试
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（2）通用性测试
采用相溶性测试方法，具体为：按将实施例1中制备的无树脂氧化铁红色浆按3％的色浆量加入到用各类乳液及树脂制成的油漆中， 混和均匀后用200um的湿膜制备器进行刮板，用指研法进行研磨测试，待干后研磨区域无浮色及发花现象出现，色差值△E（未研磨区域和未研磨区域色差值）在0.5以内时即为相溶性良好。测试结果如下表1所示：
表2 无树脂色浆相容性测试结果
Figure 76397DEST_PATH_IMAGE002
。

Claims (9)

1.一种无树脂色浆，其特征在于，由以下重量百分比的成分组成：无机颜料40-60%，油性成分20~25%，消泡剂0.5-2%，乳化剂8~15%，杀菌剂0.5~1.5%，，润湿剂3~5%，水15~20%；
所述的乳化剂为辛烯基琥珀酸酯化淀粉。
2.根据权利要求1所述的无树脂色浆，其特征在于，所述的无机颜料为氧化铁颜料，所述的氧化铁颜料为氧化铁红、氧化铁黑、氧化铁黄、氧化铁棕、氧化铁橙和氧化铁绿中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的无树脂色浆，其特征在于，所述的为氧化铁颜料使用硬脂酸和Al2O3进行表面处理。
4.根据权利要求1所述的无树脂色浆，其特征在于，所述的油性成分为天然油脂。
5.根据权利要求4所述的无树脂色浆，其特征在于，所述的天然油脂为橄榄油、蓖麻籽油、葵花籽油、玉米胚芽油中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的无树脂色浆，其特征在于，所述的润湿剂为丙二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种以上；所述的消泡剂为聚醚有机硅。
7.一种权利要求1-6任一项所述的无树脂色浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）水相的制备：将乳化剂和水混合，搅拌溶解；
（2）油相的制备：将无机颜料和油性组分混合，混合均匀后加入消泡剂、杀菌剂和润湿剂；
（3）将步骤（1）中的水相和步骤（2）中的油相混合，加入到研磨机中进行研磨，然后进行高压匀质得无树脂色浆。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中研磨机研磨后的色浆细度为2~5 um；高压均质压力为20-40Mpa，时间为10-20min。
9.一种权利要求1-6任一项所述的无树脂色浆在水性或油性体系调色中的应用。
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