一种改性珠光云母颜料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于涂料领域，尤其涉及一种改性珠光云母颜料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.珠光颜料是一类由一种或者几种金属氧化物包覆在片状基材上构成的具有珍珠光泽的颜料，广泛应用于涂料、塑料、化妆品、防伪油墨、印染、皮革、橡胶、纸张印刷等领域。
3.珠光颜料的表面带有羟基，从而表现出良好的亲水性，传统的含有珠光效果的涂料一般是将没有经过处理的珠光颜料直接与树脂混合，存在珠光颜料与树脂混合不均匀，树脂与珠光颜料分离严重；对于表面涂覆二氧化钛的珠光颜色料来说，二氧化钛是一种具有光化学活性的物质，在涂料中加入珠光颜料时，长期处于紫外光照射下，容易引起涂料变黄失光等现象。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种改性珠光云母颜料；该改性珠光云母颜料与树脂具有良好的相容性，可明显提高涂料的硬度和耐高温性能，防止涂料变黄失光等现象。
5.本发明的目的在于提供一种改性珠光云母颜料，所述改性珠光云母颜料由硅烷偶联剂20
‑
30重量份、链转移剂3
‑
5重量份、氯金酸1
‑
2重量份、珠光云母颜料16
‑
20重量份组装而成。
6.所述改性珠光云母颜料以硅烷偶联剂为单体制备聚合物，在聚合物链端接枝链转移剂和包裹金纳米粒子，得到包裹金纳米粒子的油溶性硫醚聚合物，进一步包覆在珠光云母原料上构成具有珍珠光泽的改性珠光云母颜料。
7.所述珠光云母颜料表面的羟基与链转移剂上的羧基反应，得到聚合物改性的珠光云母颜料，使改性珠光云母颜料与树脂具有良好的相容性；聚合物分子链上含
‑
si
‑
o
‑
键，可提高涂料的硬度和耐高温性能，且聚合物分子链上的硅烷氧基可以和涂料中的无机物结合，进一步提高涂料中有机物与无机物的相容性。此外，在珠光云母颜料上包裹金纳米粒子和聚合物，可以防止涂料变黄。
8.进一步的，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh570、硅烷偶联剂a171、硅烷偶联剂kh
‑
a172、硅烷偶联剂a151、(4
‑
乙烯基苯基)三甲氧基硅烷、(4
‑
乙烯基苯基)三乙氧基硅烷中的一种。
9.进一步的，所述链转移剂选自3
‑
巯基丙酸、11
‑
巯基十一烷酸、2,3
‑
二巯基丁二酸、巯基丁二酸、5
‑
羧基
‑1‑
戊硫醇、3
‑
巯基
‑1‑
丙醇中的一种。
10.进一步的，所述珠光云母颜料选自银白云母钛珠光颜料、幻彩云母钛珠光颜料、着色云母钛铁金色彩光系列珠光颜料中的一种。
11.进一步的，所述珠光云母颜料的平均粒径为20
‑
40μm。
12.更进一步的，所述银白云母钛珠光颜料中tio2的包覆率为20
‑
25％。
13.更进一步的，所述幻彩云母钛珠光颜料中tio2的包覆率为40
‑
45％。
14.更进一步的，所述着色云母钛铁金色彩光系列珠光颜料中tio2的包覆率为 50
‑
55％。
15.本发明的另一目的在于提供一种改性珠光云母颜料的制备方法，包括如下步骤：
16.步骤1：将硅烷偶联剂、溶剂、引发剂和链转移剂充分混合，加热反应，得固体，备用；
17.步骤2：在氯金酸的溶液中加入步骤1得到的产物和还原剂溶液，搅拌反应，得固体，备用；
18.步骤3：将步骤2得到的固体溶解，加热，滴加socl2，继续反应，得固体，备用；
19.步骤4：n2保护下，将珠光云母颜料溶解，升温，滴加催化剂和溶解于溶剂的步骤3得到的固体，继续升温反应，得改性珠光云母颜料。
20.进一步的，步骤1中，还加入阻聚剂。
21.进一步的，所述阻聚剂选自对苯二酚、对甲氧基苯酚、对羟基苯乙醚、对叔丁基邻苯二酚、二叔戊基对苯二酚、对苯醌、四氯苯醌、对甲苯胺、二苯胺、联苯胺、对苯二胺、1,1
‑
二苯基
‑2‑
三硝基苯肼、硫酸钠、硫化钠、硫氰酸铵中的一种。
22.进一步的，步骤1中，所述硅烷偶联剂、引发剂和链转移剂的质量比为 100
‑
150:0.2
‑
0.5:15
‑
25。
23.进一步的，步骤1中，所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁二醇中的一种。
24.进一步的，步骤1中，所述引发剂选自aibn、ambn、abvn中的一种。
25.进一步的，步骤2中，所述氯金酸、还原剂与步骤1得到的产物的质量比为1:1.2～2.0:15～25。
26.进一步的，步骤2中，还加入表面活性剂和助表面活性剂。
27.进一步的，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、四丁基溴化铵、三(十八烷基)甲基溴化铵中的一种。
28.进一步的，所述助表面活性剂选自1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、1,2
‑
丁二醇、1,3
‑
丁二醇、1,4
‑
丁二醇、1,2
‑
戊二醇、1,5
‑
戊二醇、异戊二醇、1,2
‑
己二醇、1,6
‑ꢀ
己二醇、甲氧基丁醇、乙醇、正丁醇、甘油、甲基丙二醇、乙基己基甘油中的一种。
29.进一步的，步骤2中，所述还原剂选自硼氢化钠或柠檬酸钠。
30.进一步的，步骤3中，所述骤2得到的固体与socl2的质量比为20:1～2。
31.进一步的，步骤4中，所述催化剂选自吡啶、三乙胺、dipea、dabco中的一种。
32.本发明再一目的在于提供上述改性珠光云母颜料在耐黄变涂料中的应用。
33.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
34.(1)本发明制备得到的改性珠光云母颜料的珠光云母颜料表面的羟基与链转移剂上的羧基反应，得到聚合物改性的珠光云母颜料，使改性珠光云母颜料与树脂具有良好的相容性；同时，硅烷偶联剂的分子链上含
‑
si
‑
o
‑
键，可提高涂料的硬度和耐高温性能。
35.(2)利用自由基引发硅烷偶联剂聚合，得到的聚合物中的硅烷氧基可以和涂料中的无机物结合，进一步提高涂料中有机物与无机物的相容性，此外，在珠光云母颜料上包裹金纳米粒子和聚合物，可以防止涂料变黄。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
37.实施例1：改性珠光云母颜料的制备。
38.步骤1：氮气保护下，将对苯二酚0.1重量份、(4
‑
乙烯基苯基)三甲氧基硅烷120重量份、50ml甲醇、aibn 0.3重量份和5
‑
羧基
‑1‑
戊硫醇20重量份充分混合，不断搅拌下，缓慢升温至60℃，反应8小时，反应结束旋蒸，四氢呋喃/ 正己烷重结晶，过滤，45℃真空干燥，备用。
39.步骤2：将十六烷基三甲基溴化铵的甲苯溶液7重量份、氯金酸的水溶液6 重量份和1,2
‑
丙二醇(0.5ml)加入锥形瓶中，加入步骤1得到的产物100重量份和硼氢化钠溶液1重量份，室温搅拌4小时，甲苯萃取，旋蒸，甲苯/无水乙醇重结晶，在
‑
4℃下冷藏4小时，离心三次，分离乙醇溶液，得到的固体45℃真空干燥，备用。
40.步骤3：将步骤2得到的固体10重量份和30ml无水四氢呋喃thf混合，升温至70℃后，滴加socl20.7重量份，反应4小时后，减压蒸馏，得固体，备用。
41.步骤4：n2保护下，将银白云母钛珠光颜料10重量份和30ml无水甲苯混合，升温至60℃，滴加1ml吡啶和溶解于甲苯的步骤3得到的固体20重量份，升温至80℃，产物冷却到室温，过滤，45℃真空干燥，得改性珠光云母颜料。
42.实施例2：改性珠光云母颜料的制备。
43.将实施例1中的5
‑
羧基
‑1‑
戊硫醇替换成2,3
‑
二巯基丁二酸，其余与实施例1 相同。
44.本实施例提供一种耐黄变涂料及其制备方法。
45.(1)耐黄变涂料的组成。
46.表1.实施例3
‑
6及对比例1
‑
2的耐黄变涂料的重量份组成。
47.[0048][0049]
(2)实施例3
‑
6耐黄变涂料的制备。
[0050]
将水、聚醚改性聚硅氧烷、非离子型烷氧基化醇表面活性剂、聚丙烯酸钠、丙二醇甲醚、naoh混合搅拌；加入50％丙烯酸树脂，再加入改性珠光云母颜料搅拌，最后将bcm、ft
‑
68、50％丙烯酸树脂依次加入，搅拌，得耐黄变涂料。
[0051]
(3)对比例1
‑
2的涂料的制备。
[0052]
将实施例3制备的改性珠光云母颜料替换成银白云母钛珠光颜料，其余与实施例3制备耐黄变涂料相同。
[0053]
取本发明实施例3
‑
6和对比例1
‑
2的涂料，涂覆成1
‑
2mm的厚度并固化，得本发明实施例3
‑
6和对比例1
‑
2的涂层。得到的涂层通过下列测试方法进行评价：
[0054]
耐黄变性能：将实施例3
‑
6和对比例1
‑
2的涂层分别置于200℃下烘烤2h，放入电位差计核对的恒温箱式电炉中，以10℃/min的升温速率升温，随炉温到360℃开始计时，试样经过持续30分钟的高温后，取出，冷至室温，用放大镜观察涂层表面状况。
[0055]
硬度测试：采用摆杆硬度计
‑
koenig型进行硬度测试，测试结果以振荡秒数表示。振荡秒数的数值越高表示涂层硬度越高。
[0056]
紫外线照射：采用1kw高压汞灯以80w
·
cm
‑1照度的紫外光照射30分钟，然后采用色差仪比较紫外光照射前后涂层黄变是否明显。
[0057]
表2.实施例3
‑
6及对比例1
‑
2的耐黄变涂料的性能测试结果。
[0058][0059]
通过表2可以发现，本发明制备得到的改性珠光云母颜料具有优异的耐黄变性能，有效的提高涂料的硬度和耐高温性能。
[0060]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本技术说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。