CN114196251A - 一种防沉稳定剂及其制备方法和储存稳定的无机涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防沉稳定剂及其制备方法和储存稳定的无机涂料及其制备方法，涉及无机涂料技术领域。一种防沉稳定剂，包括以下重量份的组分：阴离子杂多糖类高分子化合物1～3份、多羟基叔胺1.5～4.5份和碱液90～110份。一种储存稳定的无机涂料，包括所述的防沉稳定剂。本发明还提供了一种防沉稳定剂和一种储存稳定的无机涂料的制备方法。本发明可以制得具有较好的储存稳定性和使用性能的无机涂料。
Description
技术领域
本发明涉及无机涂料技术领域，具体而言，涉及一种防沉稳定剂及其制备方法和储存稳定的无机涂料及其制备方法。
背景技术
无机涂料通常是以碱金属硅酸盐、硅溶胶等为主要粘结剂，加入少量合成树脂乳液、颜料、填料及各种助剂配制而成的；因其具有透气性好、防霉性好，不燃性、耐酸碱性、环境友好等特点而受到广泛关注。
由于碱金属硅酸盐自身的强碱性(pH在13以上)，导致无机涂料产品的pH值也较高，可达11～12，体系中的碱金属硅酸盐会破坏包覆在乳液和颜填料粒子外围的润湿分散剂层，从而使乳液和颜填料粒子直接暴露，导致乳液和颜填料粒子絮凝，破坏涂料的稳定体系。
目前，大多数无机涂料储存不到一个月便出现严重的分层、增稠和结块现象，即使储存后的涂料能勉强使用也存在着流平性、耐洗刷性变差等问题，与普通乳胶漆有效储存期为三年有巨大的差距。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种防沉稳定剂，可以用于制备无机涂料，有效提高无机涂料的储存稳定性和使用性能。
本发明的第二个目的在于提供一种防沉稳定剂的制备方法，通过制备方法制得该防沉稳定剂。
本发明的第三个目的在于提供一种储存稳定的无机涂料，其包含上述防沉稳定剂，具有较好的储存稳定性和使用性能。
本发明的第四个目的在于提供一种储存稳定的无机涂料的制备方法，通过制备方法制得具有较好的储存稳定性和使用性能的无机涂料。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种防沉稳定剂，包括以下重量份的组分：阴离子杂多糖类高分子化合物1～3份、多羟基叔胺1.5～4.5份和碱液90～110份。
进一步地，所述阴离子杂多糖类高分子化合物为黄原胶，所述多羟基叔胺为N,N二甲基葡萄糖胺或羟乙基-N-甲基葡萄糖胺，所述碱液为KOH 或NaOH。
本发明以多羟基叔胺为改性剂，对黄原胶进行改性，在黄原胶中引入强亲水性多羟基叔胺，使改性黄原胶具有更强的亲水能力，使其在无机涂料的高电解质环境中有很好的溶解性，不会发生析出降粘现象；由于二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成的双螺旋结构，使其表现出完全不同与普通纤维素醚水溶液的流变特性，其水溶液在静态或低的剪切作用下具有高粘度，在高剪切作用下表现为粘度急剧下降，而当剪切力消除时，又立即恢复原有的粘度，假塑性突出，减少聊涂料分水和颜填料沉降；同时，叔胺氮原子上的孤对电子同缺电子的多价金离子的络合作用，来减少多价金属离子与硅酸根阴离子的反应，来稳定多价金属离子，提高了涂料的稳定性。
一种防沉稳定剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将阴离子杂多糖类高分子化合物加入碱液中进行溶胀；
S2：将溶胀后的阴离子杂多糖类高分子化合物中滴加多羟基叔胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
进一步地，所述步骤S1中，将阴离子杂多糖类高分子化合物加入碱液中，于15～35℃下溶胀3.5～5h。
进一步地，所述步骤S2中，多羟基叔胺与阴离子杂多糖类高分子化合物的质量比为1.5～2:1。
一种储存稳定的无机涂料，包括所述的防沉稳定剂。
进一步地，所述储存稳定的无机涂料包括以下重量份的组分：去离子水120～150份、分散剂0.5～2.5份、羟乙基纤维素1～2.5份、消泡剂0.5～1 份、防沉稳定剂0.2～1.5份、润湿剂0.3～1份、流平剂0.5～1份、钛白粉20～70 份、重钙50～140份、云母粉5～50份、乳液20～40份、增稠剂0.5～1.5份、疏水增强剂0.5～2份和硅酸盐85～175份。
进一步地，羟乙基纤维素的粘度为28000～35000cps。
进一步地，重钙和云母粉均为800～1250目。
进一步地，所述分散剂为聚羧酸盐和丙烯酸盐中至少一种。
进一步地，所述分散剂为5040或895。
进一步地，所述羟乙基纤维素为亚什兰hbr250或科莱恩HS 30000YP2。
进一步地，所述消泡剂为矿物油、有机硅、石蜡烃油和聚硅氧烷中至少一种。
进一步地，所述消泡剂为西谱森有机硅消泡剂SD250或毕克消泡剂 BYK-066N。
进一步地，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚多元醇、水溶性聚酯和聚醚类共聚物中至少一种。
进一步地，所述润湿剂为选西谱森S60/100或威尔曼7100。
进一步地，所述流平剂为端基改性有机硅和烷基改性有机硅氧烷中至少一种。
进一步地，所述流平剂为恒宇HY-3018。
进一步地，所述钛白粉为道恩r2195。
进一步地，所述增稠剂为罗门哈斯RM-8W。
进一步地，所述乳液为罗斯夫苯丙J-506或巴斯夫苯丙502。
进一步地，所述疏水增强剂为西谱森S150。
进一步地，所述硅酸盐为钠水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃中至少一种，所述硅酸盐的模数为3.5～5，固体含量为20～30％，
进一步地，所述硅酸盐为佳孚诚硅酸钾Polystar402。
一种储存稳定的无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：向去离子水加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂进行中速搅拌混合，得到混合料；
S2：向混合料中加入钛白粉、重钙和云母粉进行高速搅拌混合，得到浆料；
S3：向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；
S4：向混合物中加入硅酸盐溶液进行低速搅拌混合，得到无机涂料。
进一步地，所述步骤S1中的中速为400～800rpm，所述步骤S2中的高速为800～1300rpm，所述步骤S3和S4中的低速为200～500rpm。
进一步地，所述步骤S1～S4的搅拌混合时间均为5～120min。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1.本发明通过将阴离子杂多糖类高分子化合物、多羟基叔胺和碱液以一定比例相协同配比，并结合相应的制备方法配制为防沉稳定剂，其可以有效提高无机涂料的储存稳定性和使用性能。
2.本发明将上述防沉稳定剂与分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉、疏水增强剂和其它助剂以一定比例相协同配比，并结合相应的制备方法配制为无机涂料，其具有较好的储存稳定性和使用性能。
3.本发明在制备无机涂料时，先加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂进行中速搅拌混合，可以充分的将防沉稳定剂和羟乙基纤维素分散溶解，避免聚团；再加入钛白粉、重钙和云母粉进行高速搅拌，可以充分使粉料分散；再加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，避免引入气泡；最后加入硅酸盐溶液可以减少硅酸盐在容器壁固化干结，避免生产一些不溶的颗粒，利于制得具有较好的储存稳定性和使用性能的无机涂料。
附图说明
图1为实验例3提供的结果图；
图2为实验例3提供的结果图。
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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种防沉稳定剂及其制备方法和储存稳定的无机涂料及其制备方法进行具体说明。
实施例1
本实施例提供了一种储存稳定的无机涂料，包括以下重量份的组分：去离子水130份、分散剂(5040)1.5份、羟乙基纤维素(亚什兰hbr250) 1.8份、消泡剂(SD250)1份、防沉稳定0.8份、润湿剂(威尔曼7100) 0.5份、流平剂(恒宇HY-3018)0.5份、钛白粉(道恩r2195)60份、800 目重钙125份、800目云母粉25份、乳液(罗斯夫苯丙J-506)35份、增稠剂(罗门哈斯RM-8W)1份、疏水增强剂(西谱森S150)2份和硅酸钾 (Polystar402)110份。
其中防沉稳定剂将1份黄原胶加入90份KOH溶液中于15℃下溶胀5h；将溶胀后的黄原胶中滴加1.5份N,N二甲基葡萄糖胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
本实施例还提供了一种储存稳定的无机涂料的制备方法：向上述重量份的去离子水中在300rpm搅拌下依次缓慢加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2 消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂并于800rpm进行中速搅拌混合 10min，得到混合料；在500rpm搅拌下向混合料中依次缓慢加入钛白粉、重钙和云母粉并于1200rpm进行高速搅拌混合40min，得到浆料；向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；在300rpm搅拌下向混合物中依次缓慢加入硅酸盐溶液进行并于 300rpm低速搅拌混合10min，得到无机涂料。
实施例2
本实施例提供了一种储存稳定的无机涂料，包括以下重量份的组分：去离子水140份、分散剂(5040)1.5份、羟乙基纤维素(亚什兰hbr250) 2份、消泡剂(SD250)1份、防沉稳定0.9份、润湿剂(威尔曼7100)0.5 份、流平剂(恒宇HY-3018)0.5份、钛白粉(道恩r2195)30份、800目重钙130份、800目云母粉40份、乳液(罗斯夫苯丙J-506)30份、增稠剂(罗门哈斯RM-8W)1份、疏水增强剂(西谱森S150)1.5份和硅酸钾 (Polystar402)100份。
其中防沉稳定剂将3份黄原胶加入110份KOH溶液中于35℃下溶胀 3.5h；将溶胀后的黄原胶中滴加4.5份N,N二甲基葡萄糖胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
本实施例还提供了一种储存稳定的无机涂料的制备方法：向上述重量份的去离子水中在300rpm搅拌下依次缓慢加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2 消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂并于400rpm进行中速搅拌混合 20min，得到混合料；在500rpm搅拌下向混合料中依次缓慢加入钛白粉、重钙和云母粉并于1300rpm进行高速搅拌混合35min，得到浆料；向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；在300rpm搅拌下向混合物中依次缓慢加入硅酸盐溶液进行并于 200rpm低速搅拌混合5min，得到无机涂料。
实施例3
本实施例提供了一种储存稳定的无机涂料，包括以下重量份的组分：去离子水140份、分散剂(5040)1.5份、羟乙基纤维素(亚什兰hbr250) 2份、消泡剂(SD250)1份、防沉稳定0.8份、润湿剂(威尔曼7100)0.5 份、流平剂(恒宇HY-3018)0.5份、钛白粉(道恩r2195)45份、800目重钙135份、800目云母粉30份、乳液(罗斯夫苯丙J-506)30份、增稠剂(罗门哈斯RM-8W)1份、疏水增强剂(西谱森S150)1.5份和硅酸钾 (Polystar402)110份。
其中防沉稳定剂将2份黄原胶加入100份KOH溶液中于20℃下溶胀 4h；将溶胀后的黄原胶中滴加3份N,N二甲基葡萄糖胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
本实施例还提供了一种储存稳定的无机涂料的制备方法：向上述重量份的去离子水中在300rpm搅拌下依次缓慢加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2 消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂并于500rpm进行中速搅拌混合8min，得到混合料；在500rpm搅拌下向混合料中依次缓慢加入钛白粉、重钙和云母粉并于800rpm进行高速搅拌混合120min，得到浆料；向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；在300rpm搅拌下向混合物中依次缓慢加入硅酸盐溶液进行并于400rpm低速搅拌混合25min，得到无机涂料。
实施例4
本实施例提供了一种储存稳定的无机涂料，包括以下重量份的组分：去离子水120份、分散剂(5040)0.5份、羟乙基纤维素(亚什兰hbr250) 1份、消泡剂(SD250)0.5份、防沉稳定0.2份、润湿剂(威尔曼7100)1 份、流平剂(恒宇HY-3018)1份、钛白粉(道恩r2195)70份、900目重钙140份、900目云母粉50份、乳液(巴斯夫苯丙502)40份、增稠剂(罗门哈斯RM-8W)1.5份、疏水增强剂(西谱森S150)0.5份和硅酸钾 (Polystar402)85份。
其中防沉稳定剂将1.5份黄原胶加入95份KOH溶液中于25℃下溶胀3.5h；将溶胀后的黄原胶中滴加2.25份N,N二甲基葡萄糖胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
本实施例还提供了一种储存稳定的无机涂料的制备方法：向上述重量份的去离子水中在300rpm搅拌下依次缓慢加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2 消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂并于700rpm进行中速搅拌混合 35min，得到混合料；在500rpm搅拌下向混合料中依次缓慢加入钛白粉、重钙和云母粉并于1000rpm进行高速搅拌混合90min，得到浆料；向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；在300rpm搅拌下向混合物中依次缓慢加入硅酸盐溶液进行并于 500rpm低速搅拌混合15min，得到无机涂料。
实施例5
本实施例提供了一种储存稳定的无机涂料，包括以下重量份的组分：去离子水150份、分散剂(895)2.5份、羟乙基纤维素(科莱恩HS 30000YP2) 2.5份、消泡剂(毕克消泡剂BYK-066N)1份、防沉稳定1.5份、润湿剂 (威尔曼7100)0.3份、流平剂(恒宇HY-3018)0.5份、钛白粉(道恩r2195) 20份、800目重钙50份、800目云母粉5份、乳液(罗斯夫苯丙J-506)20份、增稠剂(罗门哈斯RM-8W)0.5份、疏水增强剂(西谱森S150)2份和硅酸钾(Polystar402)175份。
其中防沉稳定剂将2.5份黄原胶加入105份NaOH溶液中于30℃下溶胀4.5h；将溶胀后的黄原胶中滴加3.75份羟乙基-N-甲基葡萄糖胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
本实施例还提供了一种储存稳定的无机涂料的制备方法：向上述重量份的去离子水中在300rpm搅拌下依次缓慢加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2 消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂并于600rpm进行中速搅拌混合 15min，得到混合料；在500rpm搅拌下向混合料中依次缓慢加入钛白粉、重钙和云母粉并于900rpm进行高速搅拌混合100min，得到浆料；向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；在300rpm搅拌下向混合物中依次缓慢加入硅酸盐溶液进行并于 400rpm低速搅拌混合5min，得到无机涂料。
对比例1～3
对比例1～3提供了一种涂料的配方如表1所示。
表1涂料配方
对比例1～3的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实验例1
取实施例1～3制得的无机涂料测定其各项性能，结果如表2所示。
表2无机涂料各项性能
由表2可以看出，本发明实施例1～3制得的无机涂料各项性能均达标且表现优异。
实验例2
取等体积实施例1制得的无机涂料和对比例1～3制得的涂料静置储存，于初始、第2d、第7d、第10d、第15d、第30d、第60d、第90d测试涂料的粘度，结果如表3所示；并于第1d、第30d测试涂料的耐擦洗次数，结果如表4所示。
表3涂料在储存后的粘度(KU)
| 初始 | 2天 | 7天 | 10天 | 15天 | 30天 | 60天 | 90天 | |
| 实施例1 | 95 | 96 | 100 | 105 | 110 | 112 | 112 | 112 |
| 对比例1 | 96 | 102 | 112 | 145 | 175 | 结块 | 结块 | 结块 |
| 对比例2 | 90 | 92 | 101 | 109 | 118 | 125 | 132 | 结块 |
| 对比例3 | 88 | 95 | 105 | 120 | 130 | 150 | 结块 | 结块 |
由表3可以看出，本发明实施例1制得的无机涂料在静置储存过程中粘度变化不大，而对比例1～3制得的涂料在静置储存过程中粘度变化较大，最后出现结块；对比例1没有加入分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂，对比例2没有加入分散剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂，对比例3没有加入防沉稳定剂；即本发明通过加入防沉稳定剂和各组分相协同可以有效提高无机涂料的储存稳定性。
表4涂料在储存后的耐擦洗次数
| 储存1d耐擦洗次数 | 储存30d耐擦洗次数 | |
| 实施例1 | ≥12000 | ≥12000 |
| 对比例1 | ≥12000 | ≤2000 |
| 对比例2 | ≥12000 | ≤3500 |
| 对比例3 | ≥12000 | ≤4000 |
由表4可以看出，本发明实施例1制得的无机涂料在静置储存过程中耐擦洗度变化不大，而对比例1～3制得的涂料在静置储存过程中耐擦洗度降低较多；对比例1没有加入分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂，对比例2没有加入分散剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂，对比例3没有加入防沉稳定剂；即本发明通过加入防沉稳定剂和各组分相协同可以有效提高无机涂料的耐擦洗次数，提高无机涂料的使用性能。
实验例3
取等体积实施例1制得的无机涂料和对比例1～3制得的涂料静置储存，并于第15d和第24个月观察涂料的形态，结果如图1、图2所示。
由图1可以看出，在实施例1制得的无机涂料和对比例1～3制得的涂料静置第15d时，对比例1制得的涂料出现严重分层，对比例3制得的涂料出现微微分层；对比例1没有加入分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂，对比例3没有加入防沉稳定剂；说明分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉和疏水增强剂之间相配合对涂料的稳定性也具有一定效果。
由图4可以看出，在实施例1制得的无机涂料和对比例1～3制得的涂料静置第24个月时，对比例3制得的涂料出现严重分层，实施例1制得的无机涂料仍然未出现分层现象；对比例3没有加入防沉稳定剂；说明本发明制得的有机涂料通过加入防沉稳定剂有效的提高无机涂料的储存稳定性。
综上，本发明制得的防沉稳定剂可以用于无机涂料中，并有效提高无机涂料的储存稳定性和使用性能；本发明采用上述防沉稳定剂并配合分散剂、防沉稳定剂、钛白粉、重钙、云母粉、疏水增强剂和其它助剂制得的无机涂料，具有较好的储存稳定性和使用性能。
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 (10)
1.一种防沉稳定剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：阴离子杂多糖类高分子化合物1～3份、多羟基叔胺1.5～4.5份和碱液90～110份。
2.根据权利要求1所述的防沉稳定剂，其特征在于，所述阴离子杂多糖类高分子化合物为黄原胶，所述多羟基叔胺为N,N二甲基葡萄糖胺或羟乙基-N-甲基葡萄糖胺，所述碱液为KOH或NaOH。
3.一种由权利要求1或2所述的防沉稳定剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将阴离子杂多糖类高分子化合物加入碱液中进行溶胀；
S2：将溶胀后的阴离子杂多糖类高分子化合物中滴加多羟基叔胺，反应完后干燥后即得防沉稳定剂。
4.根据权利要求3所述的防沉稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将阴离子杂多糖类高分子化合物加入碱液中，于15～35℃下溶胀3.5～5h。
5.根据权利要求3所述的防沉稳定剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，多羟基叔胺与阴离子杂多糖类高分子化合物的质量比为1.5～2:1。
6.一种储存稳定的无机涂料，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的防沉稳定剂。
7.根据权利要求6所述的储存稳定的无机涂料，其特征在于，所述储存稳定的无机涂料包括以下重量份的组分：去离子水120～150份、分散剂0.5～2.5份、羟乙基纤维素1～2.5份、消泡剂0.5～1份、防沉稳定剂0.2～1.5份、润湿剂0.3～1份、流平剂0.5～1份、钛白粉20～70份、重钙50～140份、云母粉5～50份、乳液20～40份、增稠剂0.5～1.5份、疏水增强剂0.5～2份和硅酸盐85～175份。
8.根据权利要求7所述的储存稳定的无机涂料，其特征在于，羟乙基纤维素的粘度为28000～35000cps。
9.一种由权利要求6～8任一项所述的储存稳定的无机涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向去离子水加入分散剂、羟乙基纤维素、1/2消泡剂、防沉稳定剂、润湿剂和流平剂进行中速搅拌混合，得到混合料；
S2：向混合料中加入钛白粉、重钙和云母粉进行高速搅拌混合，得到浆料；
S3：向浆料中加入乳液、1/2消泡剂、增稠剂和疏水增强剂进行低速搅拌混合，得到混合物；
S4：向混合物中加入硅酸盐溶液进行低速搅拌混合，得到无机涂料。
10.根据权利要求9所述的储存稳定的无机涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的中速为400～800rpm，所述步骤S2中的高速为800～1300rpm，所述步骤S3和S4中的低速为200～500rpm。
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