一種納米通用包覆型色漿及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)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(fā)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(chǎn)過程中易團聚、穩(wěn)定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸涂料（TPA）、雙組份聚氨酯涂料、熱固性丙烯酸或聚酯涂料、環(huán)氧涂料、紫外線固化涂料以及高端UV涂料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用于UV涂料中。
【專利說明】一種納米通用包覆型色漿及其制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料的領(lǐng)域，特別是涉及納米通用包覆型色漿及其制備工藝，適合用于UV涂料中。
【背景技術(shù)】
[0002]涂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(jié)合體，各組分又種類繁多、性能各異、側(cè)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(fā)展，普通涂料會逐漸被納米涂料所代替，迄今為止世界多個國家已生產(chǎn)出用于制造納米粉體材料，其顏料色粉均已達到納米級別，但是世界性的關(guān)鍵難題依然廣泛存在于納米涂料的生產(chǎn)過程中，要想大規(guī)模生產(chǎn)納米涂料必須首先解決好因超細材料組合產(chǎn)生的容易團聚、分散性差、不穩(wěn)定、使用率低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種納米通用包覆型色漿，攻克納米材料生產(chǎn)過程中易團聚、穩(wěn)定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸涂料(TPA)、雙組份聚氨酯涂料、熱固性丙烯酸或聚酯涂料、環(huán)氧涂料、紫外線固化涂料以及高端UV涂料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用于UV涂料中。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)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(fā)明一個較佳實施例中，所述的納米通用包覆型色漿的細度范圍為100nm-300nmo
[0007]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的顏料為納米級色粉。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的顏料的粒徑為50 nm。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的通用型加合樹脂為環(huán)氧樹脂或聚氯乙烯樹脂中的一種。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種納米通用包覆型色漿的制備工藝，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，將分散后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，制得納米通用包覆型色漿
在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的砂磨機內(nèi)的研磨體系溫度小于40度。
[0011]在本發(fā)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(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的納米通用包覆型色漿及其制備工藝，攻克納米材料生產(chǎn)過程中易團聚、穩(wěn)定性差兩大難題，可以很好的針對單組份丙烯酸涂料(TPA)、雙組份聚氨酯涂料、熱固性丙烯酸或聚酯涂料、環(huán)氧涂料、紫外線固化涂料以及高端UV涂料等，同時不含稀釋劑以及有機溶劑，具有較好的透明性，由其適合用于UV涂料中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)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(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的納米通用包覆型色漿制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(guān)系圖；
圖3是研磨機研磨時間與體系顏料粒徑的關(guān)系圖；
圖4是色漿粘度與時間的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]本發(fā)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(huán)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(fā)明實施例還包括:
一種納米通用包覆型色漿的制備工藝，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，將分散后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，制得納米通用包覆型色漿
其中，所述的砂磨機內(nèi)的研磨體系溫度小于40度；所述的研磨的時間為3-4小時。
[0018]制備得到的納米通用包覆型色漿的細度范圍為100nm-300nm，最小的能達到1OOnm以下。
[0019]請參閱圖2_4，制備時只需要注意以下幾點:
一、色漿能否有很好的穩(wěn)定性是制備色漿最關(guān)鍵的技術(shù)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(wěn)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(wěn)定保證，而分散研磨顏料是保證色漿穩(wěn)定的第一步，也是制成的重要環(huán)節(jié)。
[0020]二、在確定了色漿的制成配方后還要正確的選擇分散設(shè)備和工藝:
在制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(xiàn)大的附聚物，利于色漿的研磨分散。目前使用德國進口的特種試驗設(shè)備對色漿進行研磨，經(jīng)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(guān)系研究中，在研磨機器中研磨介質(zhì)(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(chǔ)上，經(jīng)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(guān)系如圖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(guān)系如圖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，那么研磨珠子對顏料粒子的剪切機率相應(yīng)增大，從而使顏料粒子由大變?yōu)楦。簿褪瞧骄阶冃。?br> 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。但四小時以后，隨著時間的延長，粒徑的變化已不再那么明顯變小。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(zhì)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(jīng)成熟的基礎(chǔ)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(chǎn)成本上考慮，應(yīng)選擇合適的研磨速率和研磨時間。
[0022]三、色漿的穩(wěn)定性:
對于經(jīng)過正確的配方和工藝流程制成的色漿，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(wěn)定性。同時，這也是目前涂料用色漿的一個難點。
[0023]根據(jù)“時溫等效”原理，對新制備的色漿，以色漿黏度為技術(shù)參數(shù)，進而對其穩(wěn)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，在相同的溫度和濕度下，測出了色漿黏度隨時間的關(guān)系如圖4。
[0024]由圖4可看出，制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(xiàn)突然增大的想象。由于涂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，所以我們制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，粒子相互接觸的幾率也提高了很多，從而粒子之間又重新團聚的幾率也增多，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(jié)果表明，我們制備的色漿的穩(wěn)定性較好，符合涂料生產(chǎn)的要求。 [0025]綜上所述，制備出一種優(yōu)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(jīng)過多次嘗試得出；色漿的穩(wěn)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(wěn)定性隨著分散劑的含量先增加后減小，這是由于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(wěn)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(chǎn)生位能，可以起到阻止粒子團聚、穩(wěn)定分散的作用，所有的顏料離子都恰好能形成穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)，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后，不但造成分散劑的浪費，而且溶解在分散介質(zhì)中的分散劑互相纏結(jié)，此時的分散劑多呈卷曲狀散布在粒子周圍，與粒子間的結(jié)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(wěn)定性降低。
[0026]本發(fā)明揭示的納米通用包覆型色漿及其制備工藝，攻克納米材料生產(chǎn)過程中易團聚、穩(wěn)定性差兩大難題，采用納米制造與分散技術(shù)，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(wěn)定性好、抗絮凝、展色性優(yōu)、耐候性好等特點，特別是與常規(guī)工業(yè)涂料體系如單組份丙烯酸涂料(TPA)、雙組份聚氨酯涂料、熱固性丙烯酸或聚酯涂料、環(huán)氧涂料、紫外線固化涂料、高端UV涂料等有良好的相溶性；色漿中色粉粒徑很小，粒徑分布窄，應(yīng)用于涂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(yīng)用于涂料可以做到遮蓋力與干燥性能的統(tǒng)一，由其適合用于UV涂料中。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種納米通用包覆型色漿，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1所述的納米通用包覆型色漿，其特征在于，所述的納米通用包覆型色漿的細度范圍為100nm-300nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米通用包覆型色漿，其特征在于，所述的顏料為納米級色粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米通用包覆型色漿，其特征在于，所述的顏料的粒徑為50nm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 納米通用包覆型色漿，其特征在于，所述的通用型加合樹脂為環(huán)氧樹脂或聚氯乙烯樹脂中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米通用包覆型色漿的制備工藝，其特征在于，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，將分散后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，制得納米通用包覆型色漿根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米通用包覆型色漿的制備工藝，其特征在于，所述的砂磨機內(nèi)的研磨體系溫度小于40度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米通用包覆型色漿的制備工藝，其特征在于，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(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】吳佩金 申請人:蘇州奧萊鑫建材有限公司