CN113321972A - 一种零voc排放的pos机用色浆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉40~60份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。本发明克服了现有技术中的POS机用色浆无法完全避免VOC排放的缺陷，通过采用特殊结构的设计表面活性剂能够实现真正的零VOC排放的优点，同时还具有高稳定性的特点，使得各批次色浆之间的性能能够始终保持一致。

Description

一种零VOC排放的POS机用色浆
技术领域
本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种零VOC排放的POS机用色浆。
背景技术
零售店调色系统的组成包括基漆、色浆、调色机、振荡设备、颜色配方、颜色管理软件和销售工具。零售店调色系统用色浆又称POS ( Point of Sales，销售点) 机用色浆，是调色系统最重要的核心之一，通常消费者在零售店购买的色漆就是通过在乳胶漆中加入POS机用色浆制得的。
目前，随着社会对于环保的要求不断的提升，我国对水性建筑涂料中VOC（挥发性有机化合物）、游离甲醛、苯系物等有害物质限量的要求不断提高，因此市场上逐渐出现了“抗甲醛”、“低VOC”、“超低VOC”等功能的涂料，甚至还推出了号称“零VOC”的乳胶漆产品。然而这种“无添加”乳胶漆只有在搭配了同样零VOC排放的色浆后才能真正调制出“零VOC”涂料。因此，对于零VOC排放的色浆的开发则是亟需研发的方向。
POS机用色浆一般由水、表面活性剂、保湿剂、流变改性剂、防霉杀菌剂、消泡剂、pH调节剂、颜填料等组成，其中可能含有VOC成分的有表面活性剂、保湿剂、流变改性剂、pH调节剂等，使用低VOC的助剂可以有效降低色浆的气味。然而目前在POS机用色浆领域中，其中的助剂仍然还无法完全避免VOC的排放。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的POS机用色浆无法完全避免VOC排放的缺陷，提供了一种零VOC排放的POS机用色浆。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉30~45份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；
其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。
表面活性剂能够保证色浆的稳定性，通常在色浆中的各个助剂中其添加量的占比较大。现有技术中的POS机用色浆所使用的表面活性剂通常为小分子量的表面活性剂，由于其分子量较小，因此容易分解以及挥发，从而形成VOC排放至空气中污染环境，尤其在表面活性剂添加量较大的前提下更是如此。同时，现有技术中虽然也有聚合物基的表面活性剂，但是聚合物基表面活性剂由于其粘度相对较高，因而容易在实际应用过程中产生大量的气泡，影响最终的实际使用效果。此外，现有的表面活性剂中还经常会使用烷基酚聚氧乙烯醚类的化合物，这些化合物具有生物降解缓慢的特点，并且在生物降解过程中会形成例如壬基酚、辛基酚、壬基酚聚氧乙烯醚以及辛基酚聚氧乙烯醚等环境激素化学物质，从而干扰人体激素正常分泌，威胁人体健康。
本发明中所使用的表面活性剂为聚合物基表面活性剂，其本身分子量较大，因而难以挥发形成VOC。同时其本身分子结构中的有机硅结构性质较为稳定，不易降解，因而防阻断了因为降解而导致的VOC的形成，从而真正达到了零VOC的目的。
此外，本发明中的表面活性剂虽然为聚合物基的表面活性剂，但是本身的超支化结构，使得其相较于线性以及交联聚合物而言其粘度较低，在使用过程中具有良好的消泡抑泡的效果。同时，有机硅结构的内核使其具有极低的表面张力，从而能够破坏泡沫的产生条件，而磷酸酯结构的端基由于其同样可以降低溶液的表面张力，而使得泡沫薄膜中的水分减粘而加速破泡，两种结构相互配合能够大大降低泡沫的形成几率。
此外，超支化结构的表面活性剂使其具有良好的溶解性，使其在添加量较大的情况下仍然能够达到其分散作用。同时在其分散至溶液中时，小分子结构的色粉、保湿剂、流变改性剂等成分能够扩散至其内部的空隙中，从而使得色浆的贮存稳定性大大提升，不会在储存过程中出现分层、结块以及沉降的现象。同时，有机硅结构的耐高低温效果较好，因此本发明中的这种色浆不仅在常温下具有良好的贮存，还具有良好的热贮存以及冻融稳定性。
作为优选，所述零VOC表面活性剂的制备方法如下：
（S.1）将甲基氢环硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，发生硅氢加成反应，到有机硅核心A；
其反应式如下式（1）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式（1）
（S.2）将有机硅核心A、二甲基氯硅烷、有机溶剂以及催化剂氯化铁加入到反应釜中，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
其反应式如下式（2）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式（2）
（S.3）将有机硅核心B、2-丁烯-1,4-二醇、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，再次发生硅氢加成反应，得到多元醇；
其反应式如下式（3）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式（3）
（S.4）将得到的有机硅多元醇与五氧化二磷混合，升温搅拌反应一定时间后，加入碱液中和，然后经过萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
其反应式如下式（4）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
式（4）
本发明中的零VOC表面活性剂的超支化结构采用多步构建的方式，依次从内至外依次形成有机硅核心、烷烃内层以及磷酸酯外层，因此其具有结构规整可控的优点，从而其性能能够始终保持一致，提升了色浆各批次之间的稳定性。
作为优选，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。
作为优选，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。
作为优选，述步骤（S.2）中二甲基氯硅烷的摩尔量为有机硅核心A中烷氧基摩尔量的3~4倍，反应温度为40~60℃。
作为优选，所述步骤（S.3）2-丁烯-1,4-二醇的摩尔量为有机硅核心B中硅氢键的摩尔量的1~1.5倍，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。
作为优选，所述步骤（S.4）中五氧化二磷的摩尔量为有机硅多元醇中羟基摩尔量的1/4~1/2，反应温度为65~75℃，搅拌反应时间3~6h。
作为优选，所述零VOC表面活性剂还经过超临界二氧化碳处理。
作为优选，所述超临界二氧化碳处理时的压力为10~25MPa，温度为35~45℃，超临界处理时间为1~5h。
作为优选，所述流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比（1~3）：1复配得到，其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，30~50℃下搅拌反应0.5~1.5h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85~95℃，反应0.5~1.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：（20~30）：（1~3）；
（c）第二改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85~95℃，反应0.5~1.5h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：（20~30）：（1~3）。
流变改性剂可以为色浆的流动性起到良好的改性作用，使得色浆在涂辊或者涂刷过程中减少滴落和飞溅，使得涂料的粘度能够快速且受控地增加，从而改善了抗流挂形，并且在色浆运输或储存过程中能够防止颜料沉降，确保最终产品的一致性。
现有技术中流变改性剂可以选用无机流变改性剂或者有机流变改性剂，其中无机流变改性剂例如膨润土、有机粘土以及二氧化硅等通常都以悬浮的方式分散于涂料中，从而起到增稠剂的作用，但是这种悬浮结构虽然具有较高的塑变值，并且不存在VOC的排放，但是在涂料中单个的流变改性剂仅仅只能以点状的形式分布于色浆内部，无法形成整体的交联网络。而有机高分子基的流变改性剂虽然可以通过聚合物链的缠结而实现抗沉降稳定性以及低流挂性，但是有可能会出现兼容性问题，例如在某些情况下会出现絮凝等现象，同时有机流变改性剂无法避免VOC的排放也是一大问题。
而本发明中的流变改性剂则有效结合了上述两种流变改性剂优点（例如无VOC排放、良好的稳定性能），并克服了上述两种流变改性剂的缺点（例如无法形成交联网络，容易絮凝），其由两种经过不同改性方法改性得到的二氧化硅复配的到。
其中第一改性二氧化硅的表面接枝连接有聚丙烯酰胺链段，其二氧化硅部分能够悬浮分散在色浆内部，而聚丙烯酰胺链段则溶解于水中，相互之间通过链段的缠结从而保持色浆的稳定性。
第二改性二氧化硅的原理与第一改性二氧化硅的原理类似，其中的二氧化硅部分能够悬浮分散在色浆内部，而聚丙烯酸段则溶解于水中，相互之间通过链段的缠结从而保持色浆的稳定性。
此外，第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅中的聚丙烯酰胺链段以及聚丙烯酸之间还存在由不稳定的氢键所构成的交联网络，其能够在剪切条件下（例如在涂辊或者涂刷过程中）氢键能够短暂断开，从而降低了粘度，方便了色浆的流平，而在移除剪切力的条件下氢键能够再次形成，粘度再次提升，从而为使得抗流挂性能以及本身的稳定性能够得到保证，进而能够防止颜料沉降，确保最终产品的一致性。
作为优选，所述保湿剂为聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚丙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种。
作为优选，所述pH调节剂为聚乙烯亚胺、三乙醇胺、硼砂、碳酸钠、碳酸氢钠、尿素中的一种。
作为优选，所述色粉为一种或多种有机或无机粉体着色剂，包括钛白、炭黑、群青、氧化铁、单偶氮、双偶氮、缩合偶氮、酞菁蓝、酞菁绿、杂环及稠环酮类颜料中的一种或几种。
作为优选，所述功能性添加剂为杀菌剂、消泡剂、抗氧化剂、流平剂、润滑剂、光稳定剂、抗静电剂中的一种或多种的组合物。
因此本发明具有以下有益效果：
（1）本发明中的POS机用色浆具有零VOC排放的优点，不会污染环境影响人体健康；
（2）本发明中的POS机用色浆具有高稳定性的特点，其贮存稳定性大大提升，不会在储存过程中出现分层、结块以及沉降的现象；
（3）在使用过程中能够起到良好的消泡抑泡的效果；
（4）各批次色浆之间的性能能够始终保持一致，提升了色浆各批次之间的稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉（钛白）30份、零VOC表面活性剂10份、保湿剂（聚乙二醇）10份、流变改性剂5份、pH调节剂（聚乙烯亚胺）1份。
其中，零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物，其制备方法如下：
（S.1）将0.1mol甲基氢环三硅氧烷、0.3mol乙烯基三甲氧基硅烷、100 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，在75℃发生硅氢加成反应3h，反应结束后加入1g活性炭搅拌吸附30分钟，过滤旋蒸溶剂，得到有机硅核心A；
（S.2）取0.1mol有机硅核心A、0.9 mol二甲基氯硅烷、200 ml甲苯以及0.1g催化剂氯化铁加入到反应釜中，40℃下反应5~8h，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）取0.1mol机硅核心B、0.9 mol 2-丁烯-1,4-二醇、200 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，75℃下，反应时间3h，发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）取0.1mol多元醇、0.225mol五氧化二磷混合，升温至65℃搅拌反应3h后，加入氢氧化钠水溶液中和，然后用乙腈萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
（S.5）将得到的零VOC表面活性剂经过超临界二氧化碳处理，超临界处理压力为10MPa，温度为35℃，超临界处理时间为1h。
流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比1：1复配得到。
其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，30℃下搅拌反应0.5h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85℃，反应0.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：20：1。
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85℃，反应0.5h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：20：1。
实施例2
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉（炭黑）45份、零VOC表面活性剂20份、保湿剂（聚环氧乙烷）15份、流变改性剂10份、pH调节剂（三乙醇胺）5份以及杀菌剂5份。
其中，零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物，其制备方法如下：
（S.1）将0.1mol甲基氢环四硅氧烷、0.48mol乙烯基三甲氧基硅烷、100 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，在90℃发生硅氢加成反应5h，反应结束后加入1g活性炭搅拌吸附30分钟，过滤旋蒸溶剂，得到有机硅核心A；
（S.2）取0.1mol有机硅核心A、1.8 mol二甲基氯硅烷、200 ml甲苯以及0.1g催化剂氯化铁加入到反应釜中， 60℃下反应8h，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）取0.1mol机硅核心B、1.8mol 2-丁烯-1,4-二醇、200 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中， 90℃下，反应时间5h，发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）取0.1mol多元醇、0.6 mol五氧化二磷混合，升温至75℃搅拌反应6h后，加入氢氧化钠水溶液中和，然后用乙腈萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
（S.5）将得到的零VOC表面活性剂经过超临界二氧化碳处理，超临界处理压力为25MPa，温度为45℃，超临界处理时间为5h。
流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比3：1复配得到。
其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570， 50℃下搅拌反应1.5h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至95℃，反应1.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：30：3。
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至95℃，反应1.5h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：30：3。
实施例3
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉（氧化铁）40份、零VOC表面活性剂15份、保湿剂（聚乙烯醇）12份、流变改性剂8份、pH调节剂（聚尿素）3份以及流平剂2份。
其中，零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物，其制备方法如下：
（S.1）将0.1mol甲基氢环八硅氧烷、0.93mol乙烯基三甲氧基硅烷、100 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，在80℃发生硅氢加成反应4h，反应结束后加入1g活性炭搅拌吸附30分钟，过滤旋蒸溶剂，得到有机硅核心A；
（S.2）取0.1mol有机硅核心A、2.7mol二甲基氯硅烷、300 ml甲苯以及0.1g催化剂氯化铁加入到反应釜中，50℃下反应6h，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）取0.1mol机硅核心B、2.7mol 2-丁烯-1,4-二醇、200 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，8℃下，反应时间4h，发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）取0.1mol多元醇、0.8 mol五氧化二磷混合，升温至70℃搅拌反应5h后，加入氢氧化钠水溶液中和，然后用乙腈萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
（S.5）将得到的零VOC表面活性剂经过超临界二氧化碳处理，超临界处理压力为20MPa，温度为40℃，超临界处理时间为2h。
流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比2：1复配得到。
其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，40℃下搅拌反应1 h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至90 ℃，反应1h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：25：2。
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至90℃，反应1h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：25：2。
实施例4
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉（酞菁蓝）35份、零VOC表面活性剂12份、保湿剂（聚丙二醇）12份、流变改性剂6份、pH调节剂（硼砂）3份以及抗氧化剂3份。
其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物，其制备方法如下：
（S.1）将0.1mol甲基氢环三硅氧烷、0.35mol乙烯基三甲氧基硅烷、100 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，在85℃发生硅氢加成反应3.5h，反应结束后加入1g活性炭搅拌吸附30分钟，过滤旋蒸溶剂，得到有机硅核心A；
（S.2）取0.1mol有机硅核心A、1.2mol二甲基氯硅烷、200 ml甲苯以及0.1g催化剂氯化铁加入到反应釜中，45℃下反应6h，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）取0.1mol机硅核心B、1.2mol 2-丁烯-1,4-二醇、200 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，85℃下，反应时间4h，发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）取0.1mol多元醇、0.3 mol五氧化二磷混合，升温至70℃搅拌反应5h后，加入氢氧化钠水溶液中和，然后用乙腈萃取提纯，得到零VOC表面活性剂；
（S.5）将得到的零VOC表面活性剂经过超临界二氧化碳处理，超临界处理压力为18MPa，温度为40℃，超临界处理时间为2h。
流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比1.5：1复配得到。
其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，35℃下搅拌反应1h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至90℃，反应1h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：25：1。
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85℃，反应0.5h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：25：1。
实施例5
一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉（酞菁绿）40份、零VOC表面活性剂18份、保湿剂（聚乙烯基吡咯烷酮）14份、流变改性剂8份、pH调节剂（碳酸氢钠）4份以及抗静电剂4份。
其中，零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物，其制备方法如下：
（S.1）将0.1mol甲基氢环三硅氧烷、0.35mol乙烯基三甲氧基硅烷、100 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，在80℃发生硅氢加成反应3~5h，反应结束后加入1g活性炭搅拌吸附30分钟，过滤旋蒸溶剂，得到有机硅核心A；
（S.2）取0.1mol有机硅核心A、1.15mol二甲基氯硅烷、200 ml甲苯以及0.1g催化剂氯化铁加入到反应釜中，55℃下反应6h，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）取0.1mol机硅核心B、1.25 mol 2-丁烯-1,4-二醇、200 ml甲苯以及0. 1g卡斯特催化剂加入到反应釜中，88℃下，反应时间3~5h，发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）取0.1mol多元醇、0.355 mol五氧化二磷混合，升温至70℃搅拌反应5h后，加入氢氧化钠水溶液中和，然后用乙腈萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
（S.5）将得到的零VOC表面活性剂经过超临界二氧化碳处理，超临界处理压力为20MPa，温度为40℃，超临界处理时间为3.5h。
流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比2.5：1复配得到。
其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，45℃下搅拌反应1h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至90℃，反应1.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：28：1.5。
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至90℃，反应1h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅；
其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：28：1.5。
性能检测
将本发明中制备得到的色浆进行VOC含量、游离甲醛含量、苯系物总量以及重金属含量检测，各检测方法如下。
VOC含量：
按照GB 18582-2008《室内装修材料 内墙涂料中的有害物质限量》附录A方法进行检测，VOC（挥发性有机化合物）含量<2 g/L（最低检出线）。
游离甲醛含量：
按照GB 18582-2008《室内装修材料 内墙涂料中的有害物质限量》附录C方法进行检测，游离甲醛含量<5 mg/kg（最低检出线）。
苯系物总量：
按照GB 18582-2008《室内装修材料 内墙涂料中的有害物质限量》附录A方法进行检测，苯、甲苯、二甲苯、乙苯总含量<50 mg/L（最低检出线）。
重金属含量：
按照GB 18582-2008《室内装修材料 内墙涂料中的有害物质限量》附录E方法进行检测，可溶性铅含量<0.1 mg/kg，可溶性镉含量<0.8 mg/kg，可溶性铬含量<2 mg/kg，可溶性汞含量<0.1 mg/kg，均为最低检出线。
其结果如下表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE010
从上表中数据可知，本发明中的合成的POS机用色浆其挥发性其在有机化合物（VOC）、游离甲醛、苯系物以及重金属检测中均未检出，真正实现了环保无污染的效果。
将本发明中制备得到的色浆进行贮存稳定性测试，其测试方法按照GB/T 9756-2009 《合成树脂乳液内墙涂料》标准进行测试。
测试结果如下表2所示：
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE012
从上表中数据可知本发明中的零VOC排放的POS机用色浆其具有良好的贮存稳定性，其能够在常温以及高低温条件下进行稳定的储存，在经过储存之后的性质并未发生明显变化，从而使得各批次色浆之间的性能能够始终保持一致，色浆各批次之间的稳定性能够得到保障。

Claims (10)

1.一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，按照重量份数计包括：水50份、色粉30~45份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；
其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述零VOC表面活性剂的制备方法如下：
（S.1）将甲基氢环硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，发生硅氢加成反应，得到有机硅核心A；
（S.2）将有机硅核心A、二甲基氯硅烷、有机溶剂以及催化剂氯化铁加入到反应釜中，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）将有机硅核心B、2-丁烯-1,4-二醇、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，再次发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）将得到的有机硅多元醇与五氧化二磷混合，升温搅拌反应一定时间后，加入碱液中和，然后经过萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间，反应时间1~5h。
4.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.2）中二甲基氯硅烷的摩尔量为有机硅核心A中烷氧基摩尔量的1~1.5倍，反应温度为40~60℃，反应时间5~8h。
5.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.3）2-丁烯-1,4-二醇的摩尔量为有机硅核心B中硅氢键的摩尔量的1~1.5倍，硅氢加成反应温度在75~90℃之间，反应时间3~5h。
6.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.4）中五氧化二磷的摩尔量为有机硅多元醇中羟基摩尔量的1/4~1/2，反应温度为65~75℃，搅拌反应时间3~6h。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述零VOC表面活性剂还经过超临界二氧化碳处理。
8.根据权利要求7所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述超临界二氧化碳处理时的压力为10~25MPa，温度为35~45℃，超临界处理时间为1~5h。
9.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比（1~3）：1复配得到，其两者的制备方法如下：
（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，30~50℃下搅拌反应0.5~1.5h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；
（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85~95℃，反应0.5~1.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；
（c）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入丙烯酸以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85~95℃，反应0.5~1.5h后，降至室温后加入氢氧化钠中和，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第二改性二氧化硅。
10.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，
步骤（b）中，硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：（20~30）：（1~3）；
步骤（c）中，硅烷改性二氧化硅、丙烯酸以及过硫酸钾的质量之比为100：（20~30）：（1~3）。
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