一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法
2023-10-05 06:21:04 2
專利名稱：一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法
所屬技術領哉本發明涉及塗料增稠劑的生產方法，具體涉及一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法。
背景技術：
在塗料製備、貯存、運輸和施工的各個階段，其流變性都是一個必須考慮的重要因素。只有選擇恰當的增稠流變劑才能保護好已經分散的基料、顏料；才能形成有良好觸變性的厚漿塗料；才能在貯存、運輸過程中有效防止沉澱；才能在施工過程中保持良好的流平的同時又能控制流掛。
塗料增稠劑大致有3類天然有機膠如瓜爾膠化工合成有機物和無機膠體。我國常用增稠流變劑以化工合成有機物為主，它們是①纖維素醚類，優點為增稠能力強，耐介質性好，但流平性差，價格高；②丙烯酸類，優點為增稠效果好，生物穩定性好，光澤影響小，但PH值受限制，使用不當容易出現塗料絮凝；③聚氨酯類，優點為流平性、耐水性較好，但增稠能力弱；另外，這些有機增稠劑的環境友善性普遍不好或不夠好，因此從環保角度發展無機增稠劑是趨勢所向。
目前國內主要的無機增稠劑是以膨潤土為原料生產的產品，通過對高質量天然膨潤土提純、鈉化和有機改性而成，用於溶劑型塗料，價格一般RMB1200元/噸左右，另外有研究報導的無機增稠劑有改性累託石、天然海泡石、人工合成鋰蒙脫石、二氧化矽膠體等，但都沒有成為有一定規模的產品。
無機增稠劑具有良好的理化性能，特別是符合環保要求，隨著社會對環境要求的提高相信大量使用無機增稠將是塗料發展的方向。而凹凸棒石增稠劑將是其主要品種之一。目前，我國凹凸棒石粘土產品主要應用於食用油脂和石化脫色劑、飼料添加劑、分子篩乾燥劑、農藥載體、肥料粘結劑和建材等領域，初級加工產品和低附加值產品比例較高，造成優質原料往往沒有用於生產或無法大量生產高檔產品。雖然國內不少凹凸棒石粘土生產企業都宣稱可以提供用作塗料增稠劑的凹凸棒石粘土，但市面上並未見到產品。因此開發塗料用凹凸棒石增稠劑對於增加產品品種、拓展凹凸棒石粘土應用領域有重要意義。
凹凸棒石粘土的顯微結構包括三個層次一是凹凸棒土的基本結構單元「棒晶」，棒晶呈針狀，長約1-2μm，直徑0.01μm，因此，按照目前關於納米粒子的分類，棒晶屬於一維納米材料；二是由棒晶緊密平行聚集而成的「棒晶束」，三是由棒晶束間相互聚集而成的各種「聚集體」。當凹凸棒石粘土中聚集體解聚完全，在水或其它溶液中分散徹底且有一定濃度時，凹凸棒石棒晶交織成空間網絡，體系形成類似「亂稻草堆」結構，體系具有高粘度，在高剪切力作用下，棒晶逐步順應剪切方向，粘度大大降低具有較大的觸變指數，這種網絡結構是物理和化學作用的綜合結果，在相當大的PH值範圍內具有相當穩定性，因此，從理論上講，凹凸棒石粘土具有增稠能力強，觸變指數大、PH值範圍廣的優點，用作塗料增稠劑既可防止塗料在貯存、運輸過程中沉降和施工流掛，又能夠獲得適宜的成膜厚度，提高一次塗刷的遮蓋力，但是當粘土聚集體解聚不完全，或在體系中分散不徹底時，凹凸棒石仍以大顆粒存在，相對於納米顆粒而言，它們不能形成良好的網絡結構，因而沒有足夠的粘度。
從凹凸棒石增稠機理可以看出，製備凹凸棒石增稠劑的關鍵有二一是凹凸棒石「聚集體」、「棒晶束」儘可能解聚；二是保證凹凸棒石增稠劑在使用時能充分分散於水或其它溶劑中，即使用時能被溶劑充分潤溼，不出現團聚。
發明內容
本發明的目的在於提供一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法，利用該生產方法生產凹凸棒石凝膠用於水性或溶劑型塗料的增稠劑，該凹凸棒石凝膠具有良好的粘度和觸變指數，保證充分分散，不出現團聚。
本發明的技術解決方案是該生產方法包括以下步驟首先，加水和添加劑浸泡凹凸棒石精選礦5-7天，添加劑MgO為精選礦重量的2-4％，精選礦與水的比例為1∶9；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份40-55％的溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，溼料過濾、乾燥，低於120℃溫度乾燥得水份8-12％的乾料；最後，乾料磨粉500目得凹凸棒石凝膠。
其中，凹凸棒石原料為粗礦時，一次碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法選礦為溼料中加水和分散劑攪拌，分散劑為原料重量的0.1％～1.0％，粗礦與水的比例為1∶9，分散劑為三聚磷酸鈉、磷酸鈉或磷酸鹽。
其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑生產溶劑型塗料增稠劑，添加劑為12-18長鏈季銨鹽，改性劑的重量為原料礦的10-30％。
本發明的生產方法具有以下優點1、通過物理碾壓剪切作用和添加助劑使凹凸棒石「聚集體」解聚；2、碾壓又打漿使解聚的粘土棒晶在水中充分分散，以便被均勻改性；3、表面改性處理一使棒晶束進一步解聚；二通過表面改性達到在使用體系中能被充分分散；三通過改性能被使用時的溶劑充分潤溼；
4、乾燥保證改性後的粘土不發生變性；5、水性塗料和溶劑型塗料用凹凸棒石增稠劑在國內為新產品；將擴大國內凹凸棒石的應用範圍，增加凹凸棒石的用量，同時提高我國凹凸棒石產品在國際市場的競爭力；6、高粘度係數、觸變指數的凹凸棒石凝膠不僅用於塗料增稠劑，亦可用於開發其它高附加值產品，如高級催化劑載體。
圖1為本發明的生產流程框圖。
具體實施例方式
如圖1所示，該生產方法包括以下步驟首先，加水和添加劑浸泡凹凸棒石精選礦5-7天，添加劑MgO為精選礦重量的2-4％，精選礦與水的比例為1∶9；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份40-55％的溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，溼料乾燥，低於120℃溫度乾燥得水份8-12％的乾料；最後，乾料磨料500目得凹凸棒石凝膠。
其中，凹凸棒石原料為粗礦時，一次碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法選礦中溼料中加水和分散劑攪拌，分散劑為原料重量的0.1％～1.0％，粗礦與水的比例為1∶9，分散劑為三聚磷酸鈉、磷酸鈉或磷酸鹽。
其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑生產溶劑型塗料增稠劑，添加劑為12-18長鏈季銨鹽，改性劑的重量為原料礦的10-30％。
實例1首先，選用凹凸棒石精選礦100kg加水和添加劑浸泡5天，添加劑MgO 2kg，水為900kg；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份40％溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，120℃溫度乾燥得水份8％的乾料；最後，乾料磨粉500目得凹凸棒石凝膠。
其中，凹凸棒石原料為粗礦時，一次碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法洗礦為溼料中加水和分散劑攪拌，分散劑三聚磷酸鈉重量為0.1kg，水重量為900kg。
其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑12烷基三甲基氯化銨生產溶劑型塗料增稠劑，改性劑的重量為10kg。
該凹凸棒石凝膠水份≤12％，PH8-12，比重2.47，325目篩餘≤0.01％，鬆散容重300kg/m3，分散粘度2800mpa·s。
實例2首先，選用凹凸棒石精選礦100kg加水和添加劑浸泡6天，添加劑MgO重量3kg，水為900kg；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份50％溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，100℃溫度乾燥得水份10％的乾料；最後，乾料磨粉500目得凹凸棒石凝膠。
其中，凹凸棒石原料為粗礦時，一次碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法選礦為溼料中加水和分散劑攪拌，分散劑磷酸鈉重量0.5kg、水900kg。
其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑16烷基三甲基氯化銨生產溶劑型塗料增稠劑，改性劑的重量為15kg。
該凹凸棒石凝膠水份≤12％，PH8-12，比重2.47，325目篩餘≤0.01％，鬆散容重300kg/m3，分散粘度2800mpa·s。
實例3首先，適用凹凸棒石精選礦100kg加水和添加劑浸泡7天，添加劑MgO重量4kg，水為900kg；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份55％溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，溼料過濾，80℃溫度乾燥得水份8％的乾料；最後，乾料磨粉500目得凹凸棒石凝膠。
其中，凹凸棒石原料為粗礦時，碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法選礦為溼料中加水和分散劑，分散劑磷酸鹽重量的1.0kg，水900kg。
其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑18烷基三甲基氯化銨生產溶劑型塗料增稠劑，改性劑的重量為30kg。
該凹凸棒石凝膠水份≤12％，PH8-12，比重2.47，325目篩餘≤0.01％，鬆散容重300kg/m3，分散粘度2800mpa·s。
權利要求
1.一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法，首先，加水和添加劑浸泡凹凸棒石精選礦5-7天，添加劑MgO為精選礦重量的2-4％，精選礦與水的比例為1∶9；然後，壓力50-70公斤/釐米2碾壓得水份40-55％溼料，溼料再次浸泡2-3天，連續二三次碾壓得溼料；其次，低於120℃溫度乾燥得水份8-12％的乾料；最後，乾料磨粉500目得凹凸棒石凝膠。
2.根據權利要求1所述的一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法，其特徵在於其中，凹凸棒石原料為粗礦時，碾壓後增加攪拌打漿即溼法選礦步驟，溼法選礦為溼料中加水和分散劑攪拌，分散劑為原料重量的0.1％～1.0％，粗礦與水的比例為1∶9，分散劑為三聚磷酸鈉、磷酸鈉或磷酸鹽。
3.根據權利要求1或2所述的一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法，其特徵在於其中，在浸泡或攪拌打漿過程中添加改性劑生產溶劑型塗料增稠劑，添加劑為12-18長鏈季銨鹽，改性劑的重量為原料礦的10-30％。
全文摘要
本發明公開了一種用於塗料增稠劑的凹凸棒石凝膠的生產方法，首先，加水和添加劑浸泡凹凸棒石精選礦5－7天，添加劑MgO為精選礦重量的2－4％，精選礦與水的比例為1∶9；然後，壓力50－70公斤/釐米
文檔編號C09C3/00GK1880389SQ200610040450
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月14日 優先權日2006年5月14日
發明者夏建文, 何建, 蔣靖, 崔家崗 申請人:江蘇省淮源礦業有限公司