一種納米通用包覆型色漿及其製備工藝的製作方法
2023-04-28 14:31:06
一種納米通用包覆型色漿及其製備工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種納米通用包覆型色漿，包括以下組成成分及其重量比：分散劑：4%-30%；通用型加合樹脂：30%-35%；醋酸丁酸纖維素酯：17%-20%；丙二醇甲醚醋酸酯：17%-22%；納米白炭黑：0.5%-2%；納米硫酸鋇：0.5%-2%；顏料：5%-15%。通過上述方式，本發明提供的納米通用包覆型色漿及其只被工藝，攻克納米材料生產過程中易團聚、穩定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸塗料（TPA）、雙組份聚氨酯塗料、熱固性丙烯酸或聚酯塗料、環氧塗料、紫外線固化塗料以及高端UV塗料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用於UV塗料中。
【專利說明】一種納米通用包覆型色漿及其製備工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及塗料的領域，特別是涉及納米通用包覆型色漿及其製備工藝，適合用於UV塗料中。
【背景技術】
[0002]塗料是一種包含樹脂基料、溶劑、顏料、各種助劑等多組分的有機結合體，各組分又種類繁多、性能各異、側重點不同，但都離不開顏色或色漿裝飾。
[0003]隨著世界科技的高速發展，普通塗料會逐漸被納米塗料所代替，迄今為止世界多個國家已生產出用於製造納米粉體材料，其顏料色粉均已達到納米級別，但是世界性的關鍵難題依然廣泛存在於納米塗料的生產過程中，要想大規模生產納米塗料必須首先解決好因超細材料組合產生的容易團聚、分散性差、不穩定、使用率低等問題。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是提供一種納米通用包覆型色漿，攻克納米材料生產過程中易團聚、穩定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸塗料(TPA)、雙組份聚氨酯塗料、熱固性丙烯酸或聚酯塗料、環氧塗料、紫外線固化塗料以及高端UV塗料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用於UV塗料中。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種納米通用包覆型色漿，包括以下組成成分及其重量比:
分散劑:4%-30% ；
通用型加合樹脂:30%-35% ；
醋酸丁酸纖維素酯:17%-20% ；
丙二醇甲醚醋酸酯:17%-22% ；
納米白炭黑:0.5%-2%;
納米硫酸鋇:0.5%-2% ；
顏料:5%-15%。
[0006]在本發明一個較佳實施例中，所述的納米通用包覆型色漿的細度範圍為100nm-300nmo
[0007]在本發明一個較佳實施例中，所述的顏料為納米級色粉。
[0008]在本發明一個較佳實施例中，所述的顏料的粒徑為50 nm。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述的通用型加合樹脂為環氧樹脂或聚氯乙烯樹脂中的一種。
[0010]為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是:提供一種納米通用包覆型色漿的製備工藝，包括以下步驟:
a、配料，按照上述納米通用包覆型色漿的組成成分及其重量比進行配料；
b、分散，將上述的配料充分地進行攪拌，使其均勻混合；C、研磨，將分散後的配料放入砂磨機進行研磨三至四次；
d、過濾，將研磨好的配料在進行過濾處理，製得納米通用包覆型色漿
在本發明一個較佳實施例中，所述的砂磨機內的研磨體系溫度小於40度。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述的研磨的時間為3-4小時。
[0012]為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是:提供
本發明的有益效果是:本發明的納米通用包覆型色漿及其製備工藝，攻克納米材料生產過程中易團聚、穩定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸塗料(TPA)、雙組份聚氨酯塗料、熱固性丙烯酸或聚酯塗料、環氧塗料、紫外線固化塗料以及高端UV塗料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用於UV塗料中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介 紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發明的納米通用包覆型色漿製備工藝一較佳實施例的流程圖，；
圖2是研磨機運行的速率與研磨顏料粒徑的關係圖；
圖3是研磨機研磨時間與體系顏料粒徑的關係圖；
圖4是色漿粘度與時間的關係圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0015]本發明實施例包括:
一種納米通用包覆型色漿，包括以下組成成分及其重量比:
分散劑:4%-30% ；
通用型加合樹脂:30%-35% ；
醋酸丁酸纖維素酯:17%-20% ；
丙二醇甲醚醋酸酯:17%-22% ；
納米白炭黑:0.5%-2%;
納米硫酸鋇:0.5%-2% ；
顏料:5%-15%。
[0016]上述中，所述的通用型加合樹脂為環氧樹脂或聚氯乙烯樹脂中的一種；所述的顏料為納米級色粉，其中，所述的顏料的粒徑為50 nm。
[0017]請參閱圖1,本發明實施例還包括:
一種納米通用包覆型色漿的製備工藝，包括以下步驟:
a、配料，按照上述納米通用包覆型色漿的組成成分及其重量比進行配料；b、分散，將上述的配料充分地進行攪拌，使其均勻混合；
C、研磨，將分散後的配料放入砂磨機進行研磨三至四次；
d、過濾，將研磨好的配料在進行過濾處理，製得納米通用包覆型色漿
其中，所述的砂磨機內的研磨體系溫度小於40度；所述的研磨的時間為3-4小時。
[0018]製備得到的納米通用包覆型色漿的細度範圍為100nm-300nm，最小的能達到1OOnm以下。
[0019]請參閱圖2_4，製備時只需要注意以下幾點:
一、色漿能否有很好的穩定性是製備色漿最關鍵的技術之一:
首先要保證顏料充分有效分散，還要促進高度分散的顏料穩定而不重聚，同時還要克服色漿中高聚物對顏料的裹帶而使顏料的分散遭到破壞，這是體系的穩定保證，而分散研磨顏料是保證色漿穩定的第一步，也是製成的重要環節。
[0020]二、在確定了色漿的製成配方後還要正確的選擇分散設備和工藝:
在製備前須將色漿的預混料充分地預分散，使其均勻混合，不出現大的附聚物，利於色漿的研磨分散。目前使用德國進口的特種試驗設備對色漿進行研磨，經過多次試驗，其效果均好，針對進口研磨機運行的速率、時間與體系顏料粒徑的關係研究中，在研磨機器中研磨介質(珠子)的尺寸大小和體積不變的條件下，加上相同量的色漿的基礎上，經過多次的檢測，得出:在相同的實驗時間一小時的情況下，研磨機運行的速率與研磨顏料粒徑的關係如圖2和在相同的研磨速率下，研磨機研磨時間與體系顏料粒徑的關係如圖3。
[0021]由圖2能清楚地看出隨著研磨速率的增加，被研磨的顏料粒徑逐漸減少，分析認為，速率的增加使得研磨珠子與顏料的碰撞機會增多，那麼研磨珠子對顏料粒子的剪切機率相應增大，從而使顏料粒子由大變為更小，也就是平均粒徑變小；
由圖3可看出隨著研磨時間的延長，顏料粒子粒徑大小也有所降低。但四小時以後，隨著時間的延長，粒徑的變化已不再那麼明顯變小。說明不能一味使用加強研磨時間而使粒徑變小的目的，因為，顏料粒徑的變小還受到配方、研磨介質和速率等多方面的制約；
通過圖2和圖3，可以看出，在配方已經成熟的基礎上，相同的其它條件下，單純提高研磨速率和加大研磨時間的做法均是不可取的，另外，透過理論之外從生產成本上考慮，應選擇合適的研磨速率和研磨時間。
[0022]三、色漿的穩定性:
對於經過正確的配方和工藝流程製成的色漿，我們會對其進行PH值、黏度、表面張力和粒徑大小等多項指標的測試。但眾所周知，一種好的色漿除了良好的色澤之外，另一個重要的性能就是達到良好的穩定性。同時，這也是目前塗料用色漿的一個難點。
[0023]根據「時溫等效」原理，對新製備的色漿，以色漿黏度為技術參數，進而對其穩定性進行測試。在50°C-58°C的條件下，對色漿的黏度測試30天。以黑色色漿為例，在相同的溫度和溼度下，測出了色漿黏度隨時間的關係如圖4。
[0024]由圖4可看出，製成的色漿在高溫放置30天，其黏度隨著時間的延長有略微的增大，但沒有出現突然增大的想像。由於塗料色漿對顏料粒子的粒徑要求較小，而粒子越小其表面張力越大，從而彼此之間而容易團聚，所以我們製備過程中加入了一定量的表面活性劑，目的就是減緩粒子之間的團聚，達到均勻細小的分散。但在一定高溫下，粒子的布朗運動加大，粒子相互接觸的機率也提高了很多，從而粒子之間又重新團聚的機率也增多，進而使我們看到黏度隨著時間的延長有略微增大的趨勢。因此，色漿的高溫測試過程是對粒子能否在整個分散體系中良好地分散的重大考驗。試驗結果表明，我們製備的色漿的穩定性較好，符合塗料生產的要求。 [0025]綜上所述，製備出一種優良的色漿同時需要從多方面考慮，從選擇顏料，到與之匹配的溶劑、助劑和表面活性劑。另外，各自所需要的量也是各有要求，這些都需要從多種選擇中經過多次嘗試得出；色漿的穩定性是最重要的性能指標，色漿的粒度大小也是一個量性指標。同時色漿的穩定性隨著分散劑的含量先增加後減小，這是由於當分散劑含量太少時，不足量的分散劑不足以在顏料表面形成完整的吸附層，顏料表面未被覆蓋的部分為減小表面能量而聚集，從而使分散不穩定。分散劑的用量進一步增大時，就有足夠多的分散劑吸附在顏料顆粒表面，有足夠的濃度產生位能，可以起到阻止粒子團聚、穩定分散的作用，所有的顏料離子都恰好能形成穩定的雙電層結構，達到單分子層吸附最大值。當分散劑含量增大到超過最佳臨界用量後，不但造成分散劑的浪費，而且溶解在分散介質中的分散劑互相纏結，此時的分散劑多呈捲曲狀散布在粒子周圍，與粒子間的結合力不夠牢固，導致顏料粒子重新聚集，使得顏料的分散性穩定性降低。
[0026]本發明揭示的納米通用包覆型色漿及其製備工藝，攻克納米材料生產過程中易團聚、穩定性差兩大難題，採用納米製造與分散技術，用功能性納米材料對各種無機、有機顏料進行包覆，使該類型色漿具有穩定性好、抗絮凝、展色性優、耐候性好等特點，特別是與常規工業塗料體系如單組份丙烯酸塗料(TPA)、雙組份聚氨酯塗料、熱固性丙烯酸或聚酯塗料、環氧塗料、紫外線固化塗料、高端UV塗料等有良好的相溶性；色漿中色粉粒徑很小，粒徑分布窄，應用於塗料中具有較好的上色效果。因粉料粒子被透明性較好的納米粒子所包覆，且納米粒子對光的折射與反射作用，應用於塗料可以做到遮蓋力與乾燥性能的統一，由其適合用於UV塗料中。
[0027]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種納米通用包覆型色漿，其特徵在於，包括以下組成成分及其重量比: 分散劑:4%-30% ； 通用型加合樹脂:30%-35% ； 醋酸丁酸纖維素酯:17%-20% ； 丙二醇甲醚醋酸酯:17%-22% ； 納米白炭黑:0.5%-2%; 納米硫酸鋇:0.5%-2% ； 顏料:5%-15%。
2.根據權利要求1所述的納米通用包覆型色漿，其特徵在於，所述的納米通用包覆型色漿的細度範圍為100nm-300nm。
3.根據權利要求1所述的納米通用包覆型色漿，其特徵在於，所述的顏料為納米級色粉。
4.根據權利要求3所述的納米通用包覆型色漿，其特徵在於，所述的顏料的粒徑為50nm0
5.根據權利要求1所述的 納米通用包覆型色漿，其特徵在於，所述的通用型加合樹脂為環氧樹脂或聚氯乙烯樹脂中的一種。
6.根據權利要求1所述的納米通用包覆型色漿的製備工藝，其特徵在於，包括以下步驟: a、配料，按照上述納米通用包覆型色漿的組成成分及其重量比進行配料； b、分散，將上述的配料充分地進行攪拌，使其均勻混合； C、研磨，將分散後的配料放入砂磨機進行研磨三至四次； d、過濾，將研磨好的配料在進行過濾處理，製得納米通用包覆型色漿根據權利要求6所述的納米通用包覆型色漿的製備工藝，其特徵在於，所述的砂磨機內的研磨體系溫度小於40度。
7.根據權利要求6所述的納米通用包覆型色漿的製備工藝，其特徵在於，所述的研磨的時間為3-4小時。
【文檔編號】C09D17/00GK103468064SQ201310422575
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】吳佩金 申請人:蘇州奧萊鑫建材有限公司