CN1132225A - 一种无机颜料及填料的表面处理剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于无机颜料及填料粒子表面改性的表面处理剂，以重量计含有二氧化硅3-33％，硬脂酸钠4-60％和水4-93％，该处理剂由硅酸钠、硬脂酸和水作用得到。其制备包括步骤(1)取模数为3.0-3.8的水玻璃、硬脂酸和水加入反应釜，水玻璃中的硅酸钠占投料总重量的4-15％，硬脂酸占投料总重量的4-20％，余量为水；(2)升温至硬脂酸融化，搅拌，升温至105-115℃，停止升温和搅拌；(3)冷却，得产物。该处理剂对无机颜料及填料兼具无机和有机双重处理改性功能，其制备工艺简单，无污染。

Description

一种无机颜料及填料的表面处理剂及其制备方法
本发明涉及颜料的表面处理剂及其制备方法。
对无机颜料及填料作表面处理，以改善其性能，已引起人们很大重视。所说的表面处理，是指对无机颜料及填料粒子作表面包覆改性。目前，对无机颜料表面包覆处理在实用上只限于一些高品级颜料，如钛白粉。而在钛白表面处理工艺流程中，要分别进行无机、有机两道处理工序，费用较高。至于对用途广、用量大、价格低的普通无机颜料(如氢氧化钙)及填料的表面包覆改性还是空白，原因在于没有生产出高效、廉价、使用方便的表面处理剂。
本发明的目的在于提供一种无机颜料、填料的表面处理剂及其制备方法。该处理剂除含有通常用作无机颜料粒子的表面包覆物质胶质二氧化硅外，还含有脂肪酸的金属盐，具有无机物及有机物双重包覆功能，且价格适中。该处理剂的制备工艺简单，无环境污染，制备所用原料充足。
为实现上述目的，本发明的技术方案其所及主题包括一种无机颜料及填料的表面处理剂以及这种表面处理剂的制备方法。
一种无机颜料及填料的表面处理剂，含有二氧化硅(SiO2)和水，其特殊之处在于，它还含有硬脂酸钠(C17H35COONa)，各组份的重量百分含量为：二氧化硅3-33％，硬脂酸钠4-60％，水4-93％。
该表面处理剂是由硅酸钠(Na2O·nSiO2，n＝3.0-3.8)、硬脂酸(C17H35COOH)和水作用得到的一种产物。
上述无机颜料及填料的表面处理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、取模数为3.0-3.8的水玻璃(Na2O·nSiO2·xH2O，n＝3.0-3.8)、硬脂酸(C17H35COOH)和水加入反应釜，其中水玻璃中的硅酸钠(Na2O·nSiO2，n＝3.0-3.8)占投料总重量的4-15％，硬脂酸占投料总重量的4-20％，余量为水；
(2)、加热升温至70-72℃，搅拌，继续升温至105-115℃后，停止升温和搅拌；和搅拌；
(3)、冷却，得胶胨/胶膏状产物，即所说的表面处理剂。
制备时所取的水玻璃，为事先将硅酸钠溶于水得到。
制备时也可以直接取硅酸钠、水和硬脂酸投入反应釜，硅酸钠溶于水即得水玻璃。
所说的表面处理剂的制备方法，过程中，水玻璃(Na2O·nSiO2·mH2O)与硬脂酸反应生成硬脂酸钠(C17H35COONa)和硅酸。硅酸有多种形式，通式表示为xSiO2·yH2O。所说的反应可表示为：
式中，kx＝n，ky＝m-z+1
硅酸在水溶液中生成的时，开始主要是正硅酸(x＝1，y＝2，即H4SiO4)，放置时，它逐渐缩合形成多硅酸的胶体溶液(硅酸溶胶)。
由于反应中硅酸钠过量，生成组合物中含有部分硅酸钠，其重量百分含量为5％以下。
本发明的一种无机颜料及填料的表面处理剂，因含有二氧化硅和脂肪酸的金属盐，故对无机颜料及填料粒子兼具有无机和有机双重包覆改性功能。二氧化硅是目前用于钛白粉的表面处理剂，经它处理，可使钛白粉粒子表面润滑而易于分散。本发明的一种表面处理剂，除含有二氧化硅外，还含有硬脂酸钠。硬脂酸钠也具有润滑性，并且由于其长链烷基具疏水性，可以使经包覆的无机颜料及填料表面具疏水性，从而进一步增强颜料和填料粒子的分散性，并不易集聚和结块。本处理剂还具有无毒、贮存稳定性好，运输和贮存安全、价格适中的特点。本处理剂的制备方法，工艺简单，操作简便，对环境无污染，所用原料充足。
下面以本处理剂制备方法的实施例及其所得产品，对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：
(1)取水玻璃(按重量计含模数为3.8的硅酸钠36.13％，去离子水63.87％)11.08kg、去离子水84.92kg、硬脂酸4kg加入反应釜，升温至70℃时，搅拌(80转/分)，并继续升温至105℃后停止升温和搅拌；
(2)将步骤(1)所得组合物移入冷却池自然冷却，得胶胨状产物。
该产物按重量计含二氧化硅3.10％，硬脂酸钠4.30％，氧化钠0.44％，水92.16％。
实施例2：
(1)取水玻璃(按重量计含模数为3.4的硅酸钠36.13％，去离子水63.87％)27.7kg、去离子水60.3kg、硬脂酸12kg加入反应釜，升温至70℃时，搅拌(80转/分)，并继续升温至110℃后停止升温和搅拌；
(2)将步骤(1)所得组合物移入冷却池自然冷却，得胶膏状产物。
该产物按重量计含二氧化硅7.78％，硬脂酸钠12.90％，氧化钠0.91％，水78.41％。
实施例3：
(1)取水玻璃(按重量计含模数为3.0的硅酸钠36.13％，去离子水63.87％)41.55kg、去离子水38.45kg、硬脂酸20kg加入反应釜，升温至70℃时，搅拌(80转/分)，并继续升温至115℃后停止升温和搅拌；
(2)上述步骤所得组合物降温并恒定于70-80℃，翻动胶膏状组合物，蒸发水份，将产物含水率控制在5％以下。
该产物按重量计含二氧化硅32.26％，硬脂酸钠59.43％，氧化钠3.32％，水4.99％。

Claims (5)

1、一种无机颜料及填料的表面处理剂，含有二氧化硅(SiO2)和水，其特征是，该表面处理剂还含有硬脂酸钠(C17H35COONa)，各组份的重量百分含量为：二氧化硅3-33％，硬脂酸钠4-60％，水4-93％。
2、根据权利要求1所述的表面处理剂，其特征是，该处理剂是由硅酸钠(Na2O·nSiO2，n＝3.0-3.8)，硬脂酸(C17H35COOH)和水作用得到的一种产物。
3、一种如权利要求1所述的表面处理剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)取水玻璃(Na2O·nSiO2·xH2O，n＝3.0-3.8)、硬脂酸(C17H35COOH)和水加入反应釜，其中水玻璃中的硅酸钠(Na2O·nSiO2，n＝3.0-3.8)占投料总重量的4-15％，硬脂酸占投料总重量的4-20％，余量为水；
(2)加热升温至硬脂酸融化，搅拌，继续升温至105-115℃后，停止升温和搅抖；
(3)冷却，得胶胨/胶膏状产物，即所说的表面处理剂。
4、根据权利要求3所述的一种表面处理剂的制备方法，其特征是，步骤(3)所说的冷却是将组合物从反应釜移至冷却池自然冷却。
5、根据权利要求3所述的一种表面处理剂的制备方法，其特征是，步骤(2)停止升温和搅拌后，使所得组合物降温并恒定在70-80℃，此期间翻动所得胶膏状组合物，加速蒸发水份。
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