CN113150619A - 一种高耐碱型无机涂料用色浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无机涂料用色浆技术领域,具体涉及一种高耐碱型无机涂料用色浆及其制备方法。本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂3‑6%,无机颜料55‑67%,助溶剂1‑3%,pH调节剂0.1‑0.3%,消泡剂0.2‑0.4%,防霉杀菌剂0.05‑0.1%,去离子水23.2‑40.65%。本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆能够溶解在5‑10%NaOH水溶液中,适用于无机涂料,且通适性好,能适用不同体系的无机涂料。
Description
技术领域
本发明属于无机涂料用色浆技术领域,具体涉及一种高耐碱型无机涂料用色浆及其制备方法。
背景技术
无机涂料具有优异的耐候性、透气性、防火性以及优良的防霉和环保特性,近两年倍受关注。而无机涂料是由无机硅酸盐粘结剂-碱金属硅酸盐作为主要成膜物质,其中碱金属硅酸盐的溶液都是碱性,并且一般pH大约在11-13。通用型颜料色浆在制备加工中,一般保证其在各类涂料通用性,稳定状态一般控制在弱碱性,在这样导致普通颜料色浆无法适用在无机涂料。因此迫切需要一种能够溶解在强碱水溶液中,适用于无机涂料的高耐碱型色浆。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高耐碱型无机涂料用色浆及其制备方法。本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆能够溶解在强碱(5-10%NaOH水溶液)中,适用于无机涂料,且通适性好,能适用不同体系的无机涂料。
本发明的技术方案是:
一种高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂3-6%,无机颜料55-67%,助溶剂1-3%,pH调节剂0.1-0.3%,消泡剂0.2-0.4%,防霉杀菌剂0.05-0.1%,去离子水23.2-40.65%。
进一步地,所述的高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂5%,无机颜料65%,助溶剂2%,pH调节剂0.2%,消泡剂0.3%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水27.4%。
进一步地,所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物800-830份,丁二酸酐90-110份,对甲苯磺酸1.2-2.2份。
进一步地,所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物816份,丁二酸酐100份,对甲苯磺酸1.8份。
进一步地,所述耐碱性分散剂的制备方法为:将萘酚改性物、丁二酸酐、对甲苯磺酸加入到反应釜中,升温到145-155℃保温1-3h,测试酸酐完全反应后降温;降温到60℃,加入N,N-二甲基乙醇胺中和到pH为7,放料得成品。
进一步地,所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚130-150份,环氧乙烷430-450份,环氧丙烷225-240份,氢氧化钾0.6-1.2份。
进一步地,所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚144份,环氧乙烷440份,环氧丙烷232份,氢氧化钾0.8份。
进一步地,所述萘酚改性物的制备方法为:
(1)将2-萘酚和氢氧化钾加入到反应釜中,控制反应釜压力为14-15Mpa,升温到95-105℃,逐步通入环氧乙烷,升温到135-145℃保温5-7h;
(2)降温到95-105℃,逐步通入环氧丙烷,升温到135-145℃保温5-7h;
(3)降温到75-85℃,加入醋酸、活性白土脱色,醋酸的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.2%,活性白土的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的2%,保温1-3h;
(4)放料,过滤出白土和催化剂氢氧化钾,即得。
进一步地,所述助溶剂为丙二醇。
所述防霉杀菌剂为:5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮/2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMIT/MIT)(卡松)。
本发明还提供了高耐碱型无机涂料用色浆的制备方法,步骤如下:
A)将合成所得耐碱性分散剂、助溶剂、消泡剂和去离子水加入到容器中混合均匀,搅拌速度为450~550r/min;然后将搅拌速度升至1000~1200r/min并加入无机颜料分散45~60min;再用砂磨机循环研磨1~12h,每隔0.5h检测粒径,直至粒径符合要求,加入pH调节剂以调节pH为8~10,得到初始颜料浆;
B)在步骤A的初始颜料浆中加入防霉杀菌剂,真空脱泡,微孔过滤,包装,即得。
分散剂在高碱性条件下一般会皂解,导致分散剂对颜料的稳定性出现破坏,最终导致色浆出现相容等问题。本发明在无机涂料用色浆中,采用的特殊改性的高耐碱型分散剂,能够保证色浆在5-10%NaOH水溶液中相容,这样通过配方设计,使得制备得到的色浆耐碱性优良,通适性好,能适用不同体系的无机涂料,解决了普通颜料色浆无法适用在无机涂料中的技术难题。
与现有技术相比,本发明具有以下优势:
(1)本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆能够溶解在5-10%NaOH水溶液中,适用于无机涂料。
(2)本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆通适性好,能适用不同体系的无机涂料。
(3)本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆稳定性佳。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明,但这并非是对本发明的限制,本领域技术人员根据本发明的基本思想,可以做出各种修改或改进,但是只要不脱离本发明的基本思想,均在本发明的范围之内。
本发明中所用原料如无特殊说明均为市售。
实施例1、一种高耐碱型无机涂料用色浆
所述高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂3%,无机颜料55%,助溶剂1%,pH调节剂0.1%,消泡剂0.2%,防霉杀菌剂0.05%,去离子水40.65%;所述无机颜料为钴蓝颜料;所述助溶剂为丙二醇;所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;所述消泡剂为BYK037矿物油消泡剂;所述防霉杀菌剂为CMIT/MIT。
所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物800份,丁二酸酐90份,对甲苯磺酸1.2份;所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚130份,环氧乙烷430份,环氧丙烷225份,氢氧化钾0.6份;
所述萘酚改性物的制备方法为:
(1)将2-萘酚和氢氧化钾加入到反应釜中,控制反应釜压力为14Mpa,升温到95℃,逐步通入环氧乙烷,升温到135℃保温5h;
(2)降温到95℃,逐步通入环氧丙烷,升温到135℃保温5h;
(3)降温到75℃,加入醋酸、活性白土脱色,醋酸的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.2%,活性白土的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的2%,保温1h;
(4)放料,过滤出白土和催化剂氢氧化钾,即得;
所述耐碱性分散剂的制备方法为:将萘酚改性物、丁二酸酐、对甲苯磺酸加入到反应釜中,升温到145℃保温1h,测试酸酐完全反应后降温;降温到60℃,加入N,N-二甲基乙醇胺中和到pH为7,放料得成品;
所述高耐碱型无机涂料用色浆的制备方法为:
A)将合成所得耐碱性分散剂、助溶剂、消泡剂和去离子水加入到容器中混合均匀,搅拌速度为450r/min;然后将搅拌速度升至1000r/min并加入无机颜料分散45min;再用砂磨机循环研磨1h,每隔0.5h检测粒径,直至粒径符合要求,加入pH调节剂以调节pH为8,得到初始颜料浆;
B)在步骤A的初始颜料浆中加入防霉杀菌剂,真空脱泡,微孔过滤,包装,即得。
实施例2、一种高耐碱型无机涂料用色浆
所述高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂6%,无机颜料67%,助溶剂3%,pH调节剂0.3%,消泡剂0.4%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水23.2%;所述无机颜料为钴绿颜料;所述助溶剂为丙二醇;所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;所述消泡剂为BYK037矿物油消泡剂;所述防霉杀菌剂为CMIT/MIT;
所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物830份,丁二酸酐110份,对甲苯磺酸2.2份;所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚150份,环氧乙烷450份,环氧丙烷240份,氢氧化钾1.2份;
所述萘酚改性物的制备方法为:
(1)将2-萘酚和氢氧化钾加入到反应釜中,控制反应釜压力为15Mpa,升温到105℃,逐步通入环氧乙烷,升温到145℃保温7h;
(2)降温到105℃,逐步通入环氧丙烷,升温到145℃保温7h;
(3)降温到85℃,加入醋酸、活性白土脱色,醋酸的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.2%,活性白土的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的2%,保温3h;
(4)放料,过滤出白土和催化剂氢氧化钾,即得;
所述耐碱性分散剂的制备方法为:将萘酚改性物、丁二酸酐、对甲苯磺酸加入到反应釜中,升温到155℃保温3h,测试酸酐完全反应后降温;降温到60℃,加入N,N-二甲基乙醇胺中和到pH为7,放料得成品;
所述高耐碱型无机涂料用色浆的制备方法为:
A)将合成所得耐碱性分散剂、助溶剂、消泡剂和去离子水加入到容器中混合均匀,搅拌速度为550r/min;然后将搅拌速度升至1200r/min并加入无机颜料分散60min;再用砂磨机循环研磨12h,每隔0.5h检测粒径,直至粒径符合要求,加入pH调节剂以调节pH为10,得到初始颜料浆;
B)在步骤A的初始颜料浆中加入防霉杀菌剂,真空脱泡,微孔过滤,包装,即得。
实施例3、一种高耐碱型无机涂料用色浆
所述高耐碱型无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂5%,无机颜料65%,助溶剂2%,pH调节剂0.2%,消泡剂0.3%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水27.4%;所述无机颜料为氧化铁颜料;所述助溶剂为丙二醇;所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;所述消泡剂为BYK037矿物油消泡剂;所述防霉杀菌剂为CMIT/MIT;
所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物816份,丁二酸酐100份,对甲苯磺酸1.8份;所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚144份,环氧乙烷440份,环氧丙烷232份,氢氧化钾0.8份;
所述萘酚改性物的制备方法为:
(1)将2-萘酚和氢氧化钾加入到反应釜中,控制反应釜压力为14Mpa,升温到100℃,逐步通入环氧乙烷,升温到140℃保温6h;
(2)降温到100℃,逐步通入环氧丙烷,升温到140℃保温6h;
(3)降温到80℃,加入醋酸、活性白土脱色,醋酸的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.2%,活性白土的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的2%,保温2h;
(4)放料,过滤出白土和催化剂氢氧化钾,即得;
所述耐碱性分散剂的制备方法为:将萘酚改性物、丁二酸酐、对甲苯磺酸加入到反应釜中,升温到150℃保温2h,测试酸酐完全反应后降温;降温到60℃,加入N,N-二甲基乙醇胺中和到pH为7,放料得成品;
所述高耐碱型无机涂料用色浆的制备方法为:
A)将合成所得耐碱性分散剂、助溶剂、消泡剂和去离子水加入到容器中混合均匀,搅拌速度为500r/min;然后将搅拌速度升至1100r/min并加入无机颜料分散50min;再用砂磨机循环研磨5h,每隔0.5h检测粒径,直至粒径符合要求,加入pH调节剂以调节pH为9,得到初始颜料浆;
B)在步骤A的初始颜料浆中加入防霉杀菌剂,真空脱泡,微孔过滤,包装,即得。
对比例1、一种无机涂料用色浆
所述无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:分散剂5%,无机颜料65%,助溶剂2%,pH调节剂0.2%,消泡剂0.3%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水27.4%;所述分散剂为聚丙烯酸铵盐分散剂;所述无机颜料为氧化铁颜料;所述助溶剂为丙二醇;所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;所述消泡剂为BYK037矿物油消泡剂;所述防霉杀菌剂为CMIT/MIT。
所述无机涂料用色浆的制备方法与实施例3类似。
与实施例3的区别在于,将耐碱性分散剂替换为聚丙烯酸铵盐分散剂。
对比例2、一种无机涂料用色浆
所述无机涂料用色浆,包括以下组分及其质量百分数:分散剂5%,无机颜料65%,助溶剂2%,pH调节剂0.2%,消泡剂0.3%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水27.4%;所述分散剂为萘酚改性物;所述无机颜料为氧化铁颜料;所述助溶剂为丙二醇;所述pH调节剂为二甲基乙醇胺;所述消泡剂为BYK037矿物油消泡剂;所述防霉杀菌剂为CMIT/MIT;
所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚144份,环氧乙烷440份,环氧丙烷232份,氢氧化钾0.8份;
所述萘酚改性物、无机涂料用色浆的制备方法与实施例3类似。
与实施例3的区别在于,所述分散剂为萘酚改性物。
试验例一、强碱稳定性
1、试验材料:实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2制得的色浆。
2、试验方法:分别将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2制得的色浆直接加入10%NaOH溶液中,测试其是否絮凝,判断其在强碱中的稳定性。
3、试验结果:试验结果如表1所示。
表1:色浆在强碱中的稳定性
由表1可以看出,对比例1、对比例2制得的色浆在10%NaOH溶液中发生絮凝,而本发明实施例1-3制得高耐碱型无机涂料用色浆在10%NaOH溶液中无变化、未发生絮凝;由此可见,本发明高耐碱型无机涂料用色浆能够溶解在强碱中,耐碱性优异,适合用于无机涂料。
试验例二、相容性测试
1、试验材料:实施例3、对比例1、对比例2制得的色浆。
2、试验方法:采用指研法测试色浆与无机涂料间的相容性。取色浆、无机涂料,色浆和无机涂料的质量比为5:95,将色浆加入到无机涂料中,混合均匀,得成品漆,将成品漆用湿膜厚度为150μm的绕丝棒在黑白卡纸上刮涂成膜,做指研试验。涂好湿膜的黑白卡纸放置片刻,待漆膜快要凝结时,用手指在位于白卡纸一侧的漆膜表层上顺时针指研10圈,放置一天后测量指研区域与原始漆膜之间的色差,取原始区域的颜色作为基准。注:色差越小,相容性越好。
3、试验结果:试验结果如表2所示。
表2:相容性测试结果
由表2可以看出,本发明制得的高耐碱型无机涂料用色浆与无机涂料的指研色差较小,说明本发明制得的色浆与无机涂料的相容性好,同时还说明本发明提供的高耐碱型无机涂料用色浆通适性好,能适用不同体系的无机涂料;与对比例1-2相比,本发明实施例3制得的高耐碱型无机涂料用色浆的相容性更佳。
试验例三、色漆储存稳定性
1、试验材料:实施例3、对比例2制得的色浆。
2、试验方法:将实施例3、对比例2制得的色浆,按照4%添加量加入到无机涂料中,在50℃下储存7d,观察是否出现明显颜料颗粒沉淀、絮凝等以及变色问题严重影响稳定性的情况,以判断色浆的储存稳定性。
3、试验结果:试验结果如表3所示。
表3:储存稳定性试验结果
由表3可以看出,本发明制得的高耐碱型无机涂料用色浆在试验后未出现异常,说明本发明制得的色浆具有优异的储存稳定性。与对比例2相比,本发明高耐碱型无机涂料用色浆的储存稳定性更佳。
Claims (10)
1.一种高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂3-6%,无机颜料55-67%,助溶剂1-3%,pH调节剂0.1-0.3%,消泡剂0.2-0.4%,防霉杀菌剂0.05-0.1%,去离子水23.2-40.65%。
2.如权利要求1所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,包括以下组分及其质量百分数:耐碱性分散剂5%,无机颜料65%,助溶剂2%,pH调节剂0.2%,消泡剂0.3%,防霉杀菌剂0.1%,去离子水27.4%。
3.如权利要求1或2所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物800-830份,丁二酸酐90-110份,对甲苯磺酸1.2-2.2份。
4.如权利要求3所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述耐碱性分散剂包括以下组分及其质量份数:萘酚改性物816份,丁二酸酐100份,对甲苯磺酸1.8份。
5.如权利要求3所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述耐碱性分散剂的制备方法为:将萘酚改性物、丁二酸酐、对甲苯磺酸加入到反应釜中,升温到145-155℃保温1-3h,测试酸酐完全反应后降温;降温到60℃,加入N,N-二甲基乙醇胺中和到pH为7,放料得成品。
6.如权利要求3所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚130-150份,环氧乙烷430-450份,环氧丙烷225-240份,氢氧化钾0.6-1.2份。
7.如权利要求6所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述萘酚改性物包括以下组分及其质量份数:2-萘酚144份,环氧乙烷440份,环氧丙烷232份,氢氧化钾0.8份。
8.如权利要求6所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述萘酚改性物的制备方法为:
(1)将2-萘酚和氢氧化钾加入到反应釜中,控制反应釜压力为14-15Mpa,升温到95-105℃,逐步通入环氧乙烷,升温到135-145℃保温5-7h;
(2)降温到95-105℃,逐步通入环氧丙烷,升温到135-145℃保温5-7h;
(3)降温到75-85℃,加入醋酸、活性白土脱色,醋酸的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的0.2%,活性白土的量为2-萘酚、环氧乙烷和环氧丙烷总质量的2%,保温1-3h;
(4)放料,过滤出白土和催化剂氢氧化钾,即得。
9.如权利要求1或2所述的高耐碱型无机涂料用色浆,其特征在于,所述助溶剂为丙二醇。
10.如权利要求1-9任一项所述的高耐碱型无机涂料用色浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A)将合成所得耐碱性分散剂、助溶剂、消泡剂和去离子水加入到容器中混合均匀,搅拌速度为450~550r/min;然后将搅拌速度升至1000~1200r/min并加入无机颜料分散45~60min;再用砂磨机循环研磨1~12h,每隔0.5h检测粒径,直至粒径符合要求,加入pH调节剂以调节pH为8~10,得到初始颜料浆;
B)在步骤A的初始颜料浆中加入防霉杀菌剂,真空脱泡,微孔过滤,包装,即得。
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