一种色浆分散浆料及其制备方法与流程

1.本发明属于色浆技术领域，具体涉及一种色浆分散浆料及其制备方法。


背景技术：

2.钛白粉和有机颜料色浆在涂料中应用广泛。为了提高对基层的着色效果，现有工艺中一般添加颜料和钛白粉搭配使用。有机颜料色浆和钛白粉的分散程度直接影响产品的着色性能，对于白色无机颜料钛白粉和有机颜料色浆的分散技术一直是领域中热点研究问题，钛白粉的分散程度直接影响产品的消色力、遮盖力；有机色浆的高分散化可以提高着色效果，有效防止沉降，提高产品的贮存稳定性。
3.涂料中常用的颜料分散剂有合成高分子类、聚羧酸盐类和聚醚硅油等。通常分散剂中含有锚固基团和亲水或亲油链段，可溶剂化分散于介质中。目前，采用单一分散剂同时作用于钛白粉和有机颜料色浆，无论是离子型分散剂，正负电子重排形成双电层，通过电荷排斥作用于粒子之间，还是高分子聚合物型分散剂，与分散粒子间形成锚固结构，通过亲水链段亲水作用分散于水介质中，或是其他类型分散剂等，物理作用使分散粒子处于稳态是有一定时效性的，稳定状态往往较短，而且对于钛白粉和有机染料色浆的分散性表现仍有不足。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供一种色浆分散浆料及其制备方法，通过含有氨基的钛酸酯偶联分散剂的作用使钛白粉与丙烯酸乳液之间形成化学桥接，将钛白粉引入成膜物质的分子链中，并进一步采用离子型或高分子聚合物型分散剂通过物理方式使钛白粉进一步分散，从而提高了用其制备的界面剂在混凝土基层的着色力。
5.为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种色浆分散浆料，包括以下质量份数的组分：
6.钛白粉1-200份、有机颜料水性色浆1-100份、第一分散剂0.1-10份、第二分散剂0.1-10份、水1-1000份、ph调节剂0.1-5份；
7.所述第一分散剂为含有氨基的钛酸酯偶联分散剂；所述第二分散剂为离子型分散剂、高分子聚合物型分散剂中的一种或几种的组合。
8.本发明的色浆分散浆料，采用双重分散技术，一方面，采用含有氨基的钛酸酯偶联分散剂，通过钛酸酯偶联分散剂与钛白粉粒子表面羟基以共价键方式结合，即偶联分散剂上的c-o-ti键打开与无机填料钛白粉表面的-oh键发生结合，同时钛酸酯中的氨基具有很好的亲水性，可以在水相体系良好分散且保持稳态，并且钛酸酯偶联分散剂中的氨基还可以与丙烯酸乳液中丙烯酸分子链中的羧基产生化学作用，使钛白粉粉体与成膜物质丙烯酸之间产生稳定结合；另一方面，采用离子型分散剂或高分子聚合物型分散剂，离子型分散剂通过电荷排斥作用，实现钛白粉颗粒间产生作用力；高分子聚合物型分散剂通过锚固结构固定粒子表面，分散剂另一端具有亲水链段经高速剪切力实现在水相体系高分散性。因此，
通过双重分散技术大大提高了浆料的分散效果，应用该色浆分散浆料的界面剂的基层着色效果可大大提高。
9.优选地，所述色浆分散浆料包括以下质量份数的组分：
10.钛白粉50-100份、有机颜料水性色浆10-40份、第一分散剂0.5-5份、第二分散剂0.5-5份、水50-500份、ph调节剂0.2-1份。
11.本发明进一步优化各组分的质量份数，使各组分之间具有更适宜的相互作用，显著提高浆料的分散效果。
12.优选地，所述色浆分散浆料还包括以下质量份数的组分：
13.消泡剂0.2-1份、润湿剂0.2-1份、增稠剂1-5份。
14.本发明进一步加入了增稠剂，通过增稠作用，在高速搅拌作用下，使分散粒子之间剪切作用增强，从物理作用方面进一步实现颗粒间分散。
15.其中，含有氨基的钛酸酯偶联分散剂可以为含有氨基的：1.单烷氧基类钛酸酯，如单烷氧脂肪酸钛酸酯、单烷氧焦磷酸钛酸酯等；2.螯合型钛酸酯，包括含有氧乙酸螯合基或乙二醇螯合基的钛酸酯；3.配位型钛酸酯等。
16.优选地，所述第一分散剂为含有氨基的氧乙酸螯合型钛酸酯偶联分散剂。
17.优选地，所述第一分散剂具有如下式ⅰ的结构式：
[0018][0019]
其中，r1、r2相同或不同的选自烷基中的一种。例如可以是甲基、乙基、丙基、丁基，或带支链的烷基。
[0020]
其中，离子型分散剂可以是聚羧酸盐；高分子聚合物型分散剂可以是脂肪酸聚乙二醇酯。
[0021]
其中，有机颜料水性色浆不含或基本不含voc。
[0022]
优选地，所述ph调节剂为氨水、碱金属氢氧化物中的一种或几种的组合。碱金属例如可以是氢氧化钠、氢氧化钾。
[0023]
优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯聚乙烯甘油醚中的一种或几种的组合；
[0024]
所述润湿剂为异丙基萘磺酸钠、丁基萘磺酸钠中的一种或几种的组合；
[0025]
所述增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂、聚氨酯增稠剂中的一种或几种的组合。
[0026]
本发明的另一方面是提供一种制备上述的色浆分散浆料的方法，包括以下步骤：
[0027]
s1.将所述钛白粉与所述第一分散剂混合，得到预分散粉体；
[0028]
s2.将所述预分散粉体与水、所述ph调节剂、所述第二分散剂、所述有机颜料水性
色浆混合，得到所述色浆分散浆料。
[0029]
优选地，步骤s2中，还加入增稠剂、润湿剂、消泡剂进行混合。
[0030]
优选地，具体包括以下步骤：
[0031]
s1.于高速混合机中，将所述钛白粉于90-130℃烘干60-90min，加入所述第一分散剂，于90-130℃混合10-15分钟，然后边混合边降温至20-30℃，得到所述预分散粉体；
[0032]
s2.于剪切分散机中，加入水、所述ph调节剂、所述消泡剂、所述表面活性剂搅拌2-5min，再加入所述增稠剂搅拌5-15min，最后加入所述预分散粉体、所述第二分散剂、所述润湿剂、所述有机颜料水性色浆搅拌10-60min，搅拌转速为1000-3000rpm。
[0033]
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0034]
1.本发明的色浆分散浆料，采用双重分散技术，一方面，采用含有氨基的钛酸酯偶联分散剂，通过钛酸酯偶联分散剂与钛白粉粒子表面羟基以共价键方式结合，即偶联分散剂上的c-o-ti键打开与无机填料钛白粉表面的-oh键发生结合，同时钛酸酯中的氨基具有很好的亲水性，可以在水相体系良好分散且保持稳态，并且钛酸酯偶联分散剂中的氨基还可以与丙烯酸乳液中丙烯酸分子链中的羧基产生化学作用，使钛白粉粉体与成膜物质丙烯酸之间产生稳定结合；另一方面，采用离子型分散剂或高分子聚合物型分散剂，离子型分散剂通过电荷排斥作用，实现钛白粉颗粒间产生作用力；高分子聚合物型分散剂通过锚固结构固定粒子表面，分散剂另一端具有亲水链段经高速剪切力实现在水相体系高分散性。因此，通过双重分散技术大大提高了浆料的分散效果，应用该色浆分散浆料的界面剂的基层着色效果可大大提高。
[0035]
2.本发明的色浆分散浆料，进一步加入了增稠剂，通过增稠作用，使分散粒子间发生位移，会产生更多的摩擦阻力，在搅拌作用时，实现更好的剪切力，从物理作用方面进一步实现颗粒间分散。
[0036]
3.本发明的色浆分散浆料，作为混凝土界面剂的组分之一，通过浆料分散性的提升，可以提高界面剂对基层的着色效果。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明的实施例，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
[0038]
以下各实施例中，第一分散剂具有下式ⅰ的结构式，该通式化合物可购于市售，也可参照文献中记载的方法自行制备，参考文献为：陈印.水溶性钛酸酯偶联剂的合成与应用[j].江苏化工,1999(04):28-29。
[0039][0040]
实施例1
[0041]
本实施例所述的色浆分散浆料，包括以下质量份数的组分：
[0042]
钛白粉500g、有机颜料水性色浆100g、第一分散剂10g、第二分散剂16g、水1000g、ph调节剂10g、第一消泡剂10g、第一润湿剂2g、第一增稠剂50g。
[0043]
其中，第一分散剂为结构式为式ⅰ的化合物，r1为-ch3，r2为-c2h5。
[0044]
第二分散剂为离子型聚羧酸盐分散剂，为sokalan cp 5，购自basf。
[0045]
有机颜料水性色浆为不含或基本不含voc色浆，具体索引号为p.y.74。
[0046]
ph调节剂为氢氧化钠。
[0047]
第一消泡剂为聚氧丙烯聚乙烯甘油醚。
[0048]
第一润湿剂为异丙基萘磺酸钠；
[0049]
第一增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂罗门哈斯ase-60。
[0050]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0051]
s1.于高速混合机中，加入钛白粉，升温至110℃，敞口烘干90min，使其含水量低于0.3％，加入第一分散剂，通过喷射装置注入高速混合机中，于90-130℃混合改性15分钟后，停止加热，保持搅拌6h，得到预分散粉体；
[0052]
s2.于剪切分散机中，加入水、ph调节剂、第一消泡剂、表面活性剂剪切分散5min，搅拌转速为3000rpm，再加入第一增稠剂搅拌15min，最后加入预分散粉体、第二分散剂、第一润湿剂、有机颜料水性色浆搅拌60min，得到所述色浆分散浆料。
[0053]
将上述的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂包括以下质量份数的组分：
[0054]
上述的色浆分散浆料1kg、丙烯酸乳液9kg、水6kg、第二消泡剂20g、防腐剂10g、第二润湿剂50g、第二增稠剂200g。
[0055]
制备方法包括以下步骤：
[0056]
按照选定质量份数，于反应釜中加入水、所述防腐剂，搅拌5min；然后加入色浆分散浆料，搅拌5min；再加入丙烯酸乳液、第二消泡剂、第二润湿剂，搅拌10min；最后缓慢加入第二增稠剂，搅拌20min，搅拌速率始终保持为600rpm，得到所述混凝土界面剂。
[0057]
实施例2
[0058]
本实施例所述的色浆分散浆料，包括以下质量份数的组分：
[0059]
钛白粉800g、有机颜料水性色浆300g、第一分散剂50g、第二分散剂10g、水500g、ph调节剂5g、第一消泡剂2g、第一润湿剂10g、第一增稠剂20g。
[0060]
其中，第一分散剂为结构式为式ⅰ的化合物，r1为-ch3，r2为-c2h5。
[0061]
第二分散剂为离子型聚羧酸盐分散剂，为sokalan cp 5，购自basf。
[0062]
水性色浆为不含或基本不含voc色浆，具体索引号为p.y.74。
[0063]
ph调节剂为氢氧化钠。
[0064]
第一消泡剂为聚氧丙烯聚乙烯甘油醚。
[0065]
第一润湿剂为异丙基萘磺酸钠；
[0066]
第一增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂罗门哈斯ase-60。
[0067]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0068]
s1.于高速混合机中，加入钛白粉，升温至110℃，敞口烘干90min，使其含水量低于0.3％，加入第一分散剂，通过喷射装置注入高速混合机中，于90-130℃混合改性15分钟后，停止加热，保持搅拌6h，得到预分散粉体；
[0069]
s2.于剪切分散机中，加入水、ph调节剂、第一消泡剂、表面活性剂剪切分散5min，搅拌转速为3000rpm，再加入第一增稠剂搅拌15min，最后加入预分散粉体、第二分散剂、第一润湿剂、有机颜料水性色浆搅拌60min，得到所述色浆分散浆料。
[0070]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0071]
实施例3
[0072]
本实施例所述的色浆分散浆料，包括以下质量份数的组分：
[0073]
钛白粉1000g、有机颜料水性色浆400g、第一分散剂5g、第二分散剂50g、水5000g、ph调节剂5g、第一消泡剂5g、第一润湿剂5g、第一增稠剂10g。
[0074]
其中，第一分散剂为结构式为式ⅰ的化合物，r1为-c8h
17
，r2为-c8h
17
；
[0075]
第二分散剂为离子型聚羧酸盐分散剂，为sokalan cp 5，购自basf。
[0076]
水性色浆为不含或基本不含voc色浆，具体索引号为p.y.74。
[0077]
ph调节剂为氢氧化钠。
[0078]
第一消泡剂为聚氧丙烯聚乙烯甘油醚。
[0079]
第一润湿剂为异丙基萘磺酸钠；
[0080]
第一增稠剂为非缔合型碱溶胀增稠剂罗门哈斯ase-60。
[0081]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0082]
s1.于高速混合机中，加入钛白粉，升温至110℃，敞口烘干90min，使其含水量低于0.3％，加入第一分散剂，通过喷射装置注入高速混合机中，于90-130℃混合改性15分钟后，停止加热，保持搅拌6h，得到预分散粉体；
[0083]
s2.于剪切分散机中，加入水、ph调节剂、第一消泡剂、表面活性剂剪切分散5min，搅拌转速为3000rpm，再加入第一增稠剂搅拌15min，最后加入预分散粉体、第二分散剂、第一润湿剂、有机颜料水性色浆搅拌60min，得到所述色浆分散浆料。
[0084]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0085]
实施例4
[0086]
本实施例所述的色浆分散浆料，各原料的种类选择与实施例1相同，区别在于各组分的质量份数，包括以下质量份数的组分：
[0087]
钛白粉500g、有机颜料水性色浆200g、第一分散剂30g、第二分散剂5g、水1000g、ph调节剂2g、第一消泡剂10g、第一润湿剂2g、第一增稠剂50g。
[0088]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法与实施例1相同。
[0089]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0090]
实施例5
[0091]
本实施例所述的色浆分散浆料，各原料的种类选择与实施例1相同，区别在于各组分的质量份数，包括以下质量份数的组分：
[0092]
钛白粉500g、有机颜料水性色浆100g、第一分散剂50g、第二分散剂10g、水1000g、ph调节剂10g、第一消泡剂10g、第一润湿剂2g、第一增稠剂50g。
[0093]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法与实施例1相同。
[0094]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0095]
实施例6
[0096]
本实施例所述的色浆分散浆料，各原料的种类选择与实施例1相同，区别在于各组分的质量份数，包括以下质量份数的组分：
[0097]
钛白粉200g、有机颜料水性色浆800g、第一分散剂80g、第二分散剂1g、水200g、ph调节剂1g、第一消泡剂10g、第一润湿剂2g、第一增稠剂50g。
[0098]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法与实施例1相同。
[0099]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0100]
实施例7
[0101]
本实施例所述的色浆分散浆料，各原料的种类选择与实施例1相同，区别在于各组分的质量份数，包括以下质量份数的组分：
[0102]
钛白粉1500g、有机颜料水性色浆50g、第一分散剂1g、第二分散剂30g、水8000g、ph调节剂30g、第一消泡剂10g、第一润湿剂2g、第一增稠剂50g。
[0103]
本实施例的色浆分散浆料的制备方法与实施例1相同。
[0104]
采用本实施例的色浆分散浆料作为混凝土界面剂的原料，制备混凝土界面剂，混凝土界面剂的组成及制备方法与实施例1相同。
[0105]
对各实施例中制得的混凝土界面剂的粒径、分散性指数、着色力进行测定，结果如下表1。
[0106]
表1
[0107]
[0108][0109]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。