CN1880389A - 一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法，首先，加水和添加剂浸泡凹凸棒石精选矿5－7天，添加剂MgO为精选矿重量的2－4％，精选矿与水的比例为1∶9；然后，压力50－70公斤/厘米2碾压得水份40－55％湿料，湿料再次浸泡2－3天，连续二三次碾压得湿料；其次，湿料过滤，低于120℃温度干燥得水份8－12％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。本发明的水性涂料和溶剂型涂料用凹凸棒石增稠剂具有高粘度系数和高触变指数，保证充分分散，不出现团聚。

Description

一种用于涂料增稠剂 的凹凸棒石凝胶的生产方法
所属技术领哉
本发明涉及涂料增稠剂的生产方法，具体涉及一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法。
背景技术
在涂料制备、贮存、运输和施工的各个阶段，其流变性都是一个必须考虑的重要因素。只有选择恰当的增稠流变剂才能保护好已经分散的基料、颜料；才能形成有良好触变性的厚浆涂料；才能在贮存、运输过程中有效防止沉淀；才能在施工过程中保持良好的流平的同时又能控制流挂。
涂料增稠剂大致有3类：天然有机胶如瓜尔胶化工合成有机物和无机胶体。我国常用增稠流变剂以化工合成有机物为主，它们是：①纤维素醚类，优点为增稠能力强，耐介质性好，但流平性差，价格高；②丙烯酸类，优点为增稠效果好，生物稳定性好，光泽影响小，但PH值受限制，使用不当容易出现涂料絮凝；③聚氨酯类，优点为流平性、耐水性较好，但增稠能力弱；另外，这些有机增稠剂的环境友善性普遍不好或不够好，因此从环保角度发展无机增稠剂是趋势所向。
目前国内主要的无机增稠剂是以膨润土为原料生产的产品，通过对高质量天然膨润土提纯、钠化和有机改性而成，用于溶剂型涂料，价格一般RMB1200元/吨左右，另外有研究报导的无机增稠剂有：改性累托石、天然海泡石、人工合成锂蒙脱石、二氧化硅胶体等，但都没有成为有一定规模的产品。
无机增稠剂具有良好的理化性能，特别是符合环保要求，随着社会对环境要求的提高相信大量使用无机增稠将是涂料发展的方向。而凹凸棒石增稠剂将是其主要品种之一。目前，我国凹凸棒石粘土产品主要应用于食用油脂和石化脱色剂、饲料添加剂、分子筛干燥剂、农药载体、肥料粘结剂和建材等领域，初级加工产品和低附加值产品比例较高，造成优质原料往往没有用于生产或无法大量生产高档产品。虽然国内不少凹凸棒石粘土生产企业都宣称可以提供用作涂料增稠剂的凹凸棒石粘土，但市面上并未见到产品。因此开发涂料用凹凸棒石增稠剂对于增加产品品种、拓展凹凸棒石粘土应用领域有重要意义。
凹凸棒石粘土的显微结构包括三个层次：一是凹凸棒土的基本结构单元“棒晶”，棒晶呈针状，长约1-2μm，直径0.01μm，因此，按照目前关于纳米粒子的分类，棒晶属于一维纳米材料；二是由棒晶紧密平行聚集而成的“棒晶束”，三是由棒晶束间相互聚集而成的各种“聚集体”。当凹凸棒石粘土中聚集体解聚完全，在水或其它溶液中分散彻底且有一定浓度时，凹凸棒石棒晶交织成空间网络，体系形成类似“乱稻草堆”结构，体系具有高粘度，在高剪切力作用下，棒晶逐步顺应剪切方向，粘度大大降低具有较大的触变指数，这种网络结构是物理和化学作用的综合结果，在相当大的PH值范围内具有相当稳定性，因此，从理论上讲，凹凸棒石粘土具有增稠能力强，触变指数大、PH值范围广的优点，用作涂料增稠剂既可防止涂料在贮存、运输过程中沉降和施工流挂，又能够获得适宜的成膜厚度，提高一次涂刷的遮盖力，但是当粘土聚集体解聚不完全，或在体系中分散不彻底时，凹凸棒石仍以大颗粒存在，相对于纳米颗粒而言，它们不能形成良好的网络结构，因而没有足够的粘度。
从凹凸棒石增稠机理可以看出，制备凹凸棒石增稠剂的关键有二：一是凹凸棒石“聚集体”、“棒晶束”尽可能解聚；二是保证凹凸棒石增稠剂在使用时能充分分散于水或其它溶剂中，即使用时能被溶剂充分润湿，不出现团聚。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法，利用该生产方法生产凹凸棒石凝胶用于水性或溶剂型涂料的增稠剂，该凹凸棒石凝胶具有良好的粘度和触变指数，保证充分分散，不出现团聚。
本发明的技术解决方案是：该生产方法包括以下步骤：首先，加水和添加剂浸泡凹凸棒石精选矿5-7天，添加剂MgO为精选矿重量的2-4％，精选矿与水的比例为1∶9；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份40-55％的湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，湿料过滤、干燥，低于120℃温度干燥得水份8-12％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。
其中，凹凸棒石原料为粗矿时，一次碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法选矿为湿料中加水和分散剂搅拌，分散剂为原料重量的0.1％～1.0％，粗矿与水的比例为1∶9，分散剂为三聚磷酸钠、磷酸钠或磷酸盐。
其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂生产溶剂型涂料增稠剂，添加剂为12-18长链季铵盐，改性剂的重量为原料矿的10-30％。
本发明的生产方法具有以下优点：1、通过物理碾压剪切作用和添加助剂使凹凸棒石“聚集体”解聚；
2、碾压又打浆使解聚的粘土棒晶在水中充分分散，以便被均匀改性；
3、表面改性处理一使棒晶束进一步解聚；二通过表面改性达到在使用体系中能被充分分散；三通过改性能被使用时的溶剂充分润湿；
4、干燥保证改性后的粘土不发生变性；
5、水性涂料和溶剂型涂料用凹凸棒石增稠剂在国内为新产品；将扩大国内凹凸棒石的应用范围，增加凹凸棒石的用量，同时提高我国凹凸棒石产品在国际市场的竞争力；
6、高粘度系数、触变指数的凹凸棒石凝胶不仅用于涂料增稠剂，亦可用于开发其它高附加值产品，如高级催化剂载体。
附图说明
图1为本发明的生产流程框图。
具体实施方式
如图1所示，该生产方法包括以下步骤：首先，加水和添加剂浸泡凹凸棒石精选矿5-7天，添加剂MgO为精选矿重量的2-4％，精选矿与水的比例为1∶9；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份40-55％的湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，湿料干燥，低于120℃温度干燥得水份8-12％的干料；最后，干料磨料500目得凹凸棒石凝胶。
其中，凹凸棒石原料为粗矿时，一次碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法选矿中湿料中加水和分散剂搅拌，分散剂为原料重量的0.1％～1.0％，粗矿与水的比例为1∶9，分散剂为三聚磷酸钠、磷酸钠或磷酸盐。
其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂生产溶剂型涂料增稠剂，添加剂为12-18长链季铵盐，改性剂的重量为原料矿的10-30％。
实例1：首先，选用凹凸棒石精选矿100kg加水和添加剂浸泡5天，添加剂MgO 2kg，水为900kg；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份40％湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，120℃温度干燥得水份8％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。
其中，凹凸棒石原料为粗矿时，一次碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法洗矿为湿料中加水和分散剂搅拌，分散剂三聚磷酸钠重量为0.1kg，水重量为900kg。
其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂12烷基三甲基氯化铵生产溶剂型涂料增稠剂，改性剂的重量为10kg。
该凹凸棒石凝胶水份：≤12％，PH：8-12，比重：2.47，325目筛余≤0.01％，松散容重：300kg/m3，分散粘度：2800mpa·s。
实例2：首先，选用凹凸棒石精选矿100kg加水和添加剂浸泡6天，添加剂MgO重量3kg，水为900kg；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份50％湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，100℃温度干燥得水份10％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。
其中，凹凸棒石原料为粗矿时，一次碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法选矿为湿料中加水和分散剂搅拌，分散剂磷酸钠重量0.5kg、水900kg。
其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂16烷基三甲基氯化铵生产溶剂型涂料增稠剂，改性剂的重量为15kg。
该凹凸棒石凝胶水份：≤12％，PH：8-12，比重：2.47，325目筛余≤0.01％，松散容重：300kg/m3，分散粘度：2800mpa·s。
实例3：首先，适用凹凸棒石精选矿100kg加水和添加剂浸泡7天，添加剂MgO重量4kg，水为900kg；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份55％湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，湿料过滤，80℃温度干燥得水份8％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。
其中，凹凸棒石原料为粗矿时，碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法选矿为湿料中加水和分散剂，分散剂磷酸盐重量的1.0kg，水900kg。
其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂18烷基三甲基氯化铵生产溶剂型涂料增稠剂，改性剂的重量为30kg。
该凹凸棒石凝胶水份：≤12％，PH：8-12，比重：2.47，325目筛余≤0.01％，松散容重：300kg/m3，分散粘度：2800mpa·s。

Claims (3)

1.一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法，首先，加水和添加剂浸泡凹凸棒石精选矿5-7天，添加剂MgO为精选矿重量的2-4％，精选矿与水的比例为1∶9；然后，压力50-70公斤/厘米2碾压得水份40-55％湿料，湿料再次浸泡2-3天，连续二三次碾压得湿料；其次，低于120℃温度干燥得水份8-12％的干料；最后，干料磨粉500目得凹凸棒石凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法，其特征在于：其中，凹凸棒石原料为粗矿时，碾压后增加搅拌打浆即湿法选矿步骤，湿法选矿为湿料中加水和分散剂搅拌，分散剂为原料重量的0.1％～1.0％，粗矿与水的比例为1∶9，分散剂为三聚磷酸钠、磷酸钠或磷酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于涂料增稠剂的凹凸棒石凝胶的生产方法，其特征在于：其中，在浸泡或搅拌打浆过程中添加改性剂生产溶剂型涂料增稠剂，添加剂为12-18长链季铵盐，改性剂的重量为原料矿的10-30％。
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