CN104923719A - 一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，包括如下步骤：步骤一，将膨润土、碳酸钠和水搅拌均匀，然后对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为30-35％，获得改性的膨润土；步骤二，将所述改性的膨润土与凹凸棒石粘土、碳酸锂和水混合均匀，对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为40-50％；步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉，即得。本发明先用碳酸钠改性膨润土得到钠基膨润土，再用碳酸锂改性钠基膨润土和凹凸棒石粘土，得到不含有机添加剂的环保两用型涂料悬浮剂，可直接用于水性和醇基涂料，而且生产方法简单，适于工业上的大规模应用。

Description

一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法

技术领域

本发明涉及涂料悬浮剂领域，特别涉及一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法。

背景技术

涂料是解决铸件表面粘砂,提高铸件表面质量最为有效的措施。醇基快干涂料具有缩短施工时间，提高铸件生产效率的优势，长期占据涂料市场的主要份额。

悬浮稳定剂是使涂料具有悬浮稳定性和适当流变性能的材料，悬浮稳定剂的添加应使涂料的整体性能得到大幅提高。

醇基铸造涂料用悬浮剂经历了由钠基膨润土到有机膨润土的发展历程，钠基膨润土在醇溶剂中溶胀性不好，悬浮效果差，而有机膨润土价格较高且必须采用有毒的二甲苯引发才能使用。

CN85105821A(公开日1987年4月29日)公开了一种锂膨润土悬浮剂的制造方法，提出通过阳离子交换反应把钙膨润土变为锂膨润土，然后用桥连剂桥连，并用变性酒精制成醇凝胶。采用该方法制备的锂膨润土悬浮剂用在醇基快干涂料中，具有较好的悬浮性、涂敷性和劳动条件，但该悬浮剂需要用桥连剂桥连，并用变性酒精制成醇凝胶，且锂土胶粒在醇溶液中易脱水使涂料板结。

CN1038817C(公开日1998年6月24日)公开了一种用于铸造涂料的复合分散悬浮剂，该复合悬浮剂用于以水或有机溶剂的涂料，分别由75-85％累托石、3-5％磷酸三钠、4-10％羧甲基纤维素钠或65-78％累托石、10-18％磷酸三钠、2-5％三聚磷酸钠、2-8％聚乙烯缩丁醛、2-5％聚乙二醇、1-4％硬脂酸钙组成。采用该分散悬浮剂生产的涂料的悬浮性好，耐火度高，涂刷性优良，长时间放置不易沉淀和板结。

CN1923402A(公开日2007年3月7日)公开一种醇基凹凸棒悬浮剂的生产方法，该悬浮剂包括下列组分(按重量百分比)：凹凸棒石粘土65-85％、膨润土5-25％、氧化镁1-5％、硅酸钠1-8％、聚乙二醇0.05-5％。在制作醇基铸造涂料时不需要用水引发，具有悬浮率高、涂刷性能好、不沉淀、不结块、流动性好和抗粘砂性强的特点。

CN101279355A(公开日2008年10月08日)公开了一种二元铸造涂料悬浮剂，以SN悬浮剂3-5份、凹凸棒土1-3份为主要原料，混合后加0.2-0.8份季铵盐阳离子表面活性剂分散和润湿。这种涂料悬浮剂适应性强，可直接使用，对涂料的pH值不敏感，水基涂料、醇基涂料均可达到理想悬浮效果。

CN101444824A(公开日2009年6月3日)公开了一种膨润土涂料悬浮剂，悬浮剂中各组分重量含量为：膨润土38～58％、人造云母15～26％、硼酸钠18～22％、磷酸14～25％、硅溶胶2～5％、羧甲基纤维素钠1～5％。该膨润土涂料悬浮剂耐火度高，且抗裂性和悬浮性较好，能够有效地改善铸件产品的表面质量，提高铸件光洁度。

CN102371334A(公开日2012年03年14日)公开了一种铸造醇基涂料悬浮剂的制备方法，由凹凸棒土20-30份，钙基膨润土30-40份，碳酸钠10-15份，聚乙二醇1-2份，硅酸钠5-8份，氧化锌1-2份，氧化锆1-2份，按配比称量配料混匀，加入50-60％的磷酸水溶液，升温反应制得醇基涂料悬浮剂。该悬浮剂在醇溶液中显示出良好的分散能力和悬浮稳定性，大幅提高抗板结能力。采用上述这些专利生产的涂料悬浮剂的悬浮性和涂刷性优良，长时间放置不易沉淀和板结，但这些悬浮剂中无一例外的添加了有机物质，不宜用于需要点燃干燥的醇基铸造涂料。

CN101607298 A(公开日2009年12月23日)公开了一种铸造醇基涂料用凹土悬浮剂，在硅酸铝镁含量以质量百分比为80-85％的凹土粒子上包裹无机纳米氧化铝、纳米二氧化硅或纳米二氧化钛中的一种或多种颗粒构成。该悬浮剂由于采用单一组分凹凸棒土制备，性能仍不是十分理想，并且由于添加了纳米级粒子，成本偏高。

虽然上述现有技术公开了一些涂料悬浮剂，能够满足一定的需要，但这些涂料悬浮剂仍存在一定的缺陷：不能满足醇水两用，并且大多在使用过程中需要先用水引发后才可使用，限制了应用范围，而且涂料悬浮剂的生产方法繁琐，不适用工业上大规模应用。

因此，对于涂料悬浮剂存在进一步的改进和优化需求，这也是该技术领域内的研究热点和重点之一，更是本发明得以完成的动力和出发点所在。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述技术问题，本发明人在进行了大量的深入研究之后，提供了一种生产方法简单易行，不含有机添加剂，适用于醇、水两用的涂料悬浮剂，该悬浮剂特别适用于点燃型快干醇基铸造涂料。

本发明通过以下技术方案实现，一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，包括如下步骤：

步骤一，将膨润土、碳酸钠和水搅拌均匀，然后对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为30-35％，获得改性的膨润土；

步骤二，将所述改性的膨润土与凹凸棒石粘土、碳酸锂和水混合均匀，对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为40-50％；

步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉，即得。

优选的，步骤一中，所述膨润土、碳酸钠和水的用量为：10-30重量份的膨润土，0.5-1.5重量份的碳酸钠和适量的水；步骤二中，所述凹凸棒石粘土、碳酸锂和水的用量为：65-85重量份的凹凸棒石粘土、3-5重量份的碳酸锂和适量的水。进一步优选的，步骤一中，所述膨润土、碳酸钠和水的用量为：20重量份的膨润土，1重量份的碳酸钠和6重量份的水；步骤二中，所述凹凸棒石粘土、碳酸锂和水的用量为：75重量份的凹凸棒石粘土、4重量份的碳酸锂和15重量份的水。

优选的，步骤一中，所述堆放的时间为10-24小时。

优选的，步骤一中，控制对辊片的重量百分比含水量为33％。

优选的，步骤一和步骤二中，所述对辊进行两次。

优选的，步骤二中，所述堆放的时间为24-48小时。

优选的，步骤二中，控制对辊片的重量百分比含水为45％。

优选的，步骤三中，所述磨粉进行至200-300目固体粉末为止；进一步优选的，所述磨粉进行至150目固体粉末为止。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明综合膨润土、钠基膨润土、凹凸棒石粘土、锂基膨润土及锂基凹凸棒石粘土等多种无机矿物质的优点，克服单一组分的不足，既具有钠基膨润土浸水水化膨胀性能，又具有有机膨润土特性，在水和极性有机溶剂如乙醇中均能溶解成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强。适用于水基涂料、醇基料涂料作增稠剂、悬浮稳定剂，使涂料粘度增大并在基料粒子表面形成溶剂化薄膜及立体网络结构以支撑和阻止颗粒下沉。这种涂料涂刷在冶金铸造砂型表面，由于溶剂乙醇易挥发能很快形成干的薄膜层，既可炼炉砂型又可使铸件更为光洁。

(2)膨润土的主要成分为蒙脱石，是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿。凹凸棒石粘土的主要成分为凹凸棒石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。由于晶体结构的制约，蒙脱石和凹凸棒石具有不同的形态和物理化学性质，在溶剂中必定存在蒙脱石和凹凸棒石的互相作用，再加上钠离子、锂离子与硅羟基和镁铝离子的相互作用，使其在水性涂料和醇基涂料中均具有良好的触变性及涂挂性能。另外，由于该悬浮剂不含有机添加剂，制作的涂料发气量低，特别适合于点燃型醇基铸造涂料领域。

本发明先用碳酸钠改性膨润土得到钠基膨润土，再用碳酸锂改性钠基膨润土和凹凸棒石粘土，得到不含有机添加剂的环保两用型涂料悬浮剂，可直接用于水性和醇基涂料的悬浮剂，而且生产方法简单，没有采用有毒有害试剂，适于工业上的大规模应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本发明中，膨润土、碳酸钠、凹凸棒石粘土和碳酸锂的重量计数均为干重。

实施例1

本实施例涉及一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，由如下步骤组成：

步骤一，将20kg膨润土、1kg碳酸钠和6kg水搅拌均匀，然后破碎对辊两次，堆放17小时，控制对辊片的重量百分比含水量为33％，获得改性的膨润土；

步骤二，将所述改性的膨润土与75kg凹凸棒石粘土、4kg碳酸锂和15kg水混合均匀，破碎对辊两次，堆放36小时，控制对辊片的重量百分比含水量为45％；

步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉至150目固体粉末，即得。

实施例2

本实施例涉及一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，由如下步骤组成：

步骤一，将10kg膨润土、1.5kg碳酸钠和5kg水搅拌均匀，然后破碎对辊两次，堆放24小时，控制对辊片的重量百分比含水量为30％，获得改性的膨润土；

步骤二，将所述改性的膨润土与65kg凹凸棒石粘土、5kg碳酸锂和10kg水混合均匀，破碎对辊两次，堆放24小时，控制对辊片的重量百分比含水量为50％；

步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉至200目固体粉末为止，即得。

实施例3

本实施例涉及一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，由如下步骤组成：

步骤一，将30kg膨润土、0.5kg碳酸钠和4kg水搅拌均匀，然后破碎对辊两次，堆放10小时，控制对辊片的重量百分比含水量为35％，获得改性的膨润土；

步骤二，将所述改性的膨润土与85kg凹凸棒石粘土、3kg碳酸锂和13kg水混合均匀，破碎对辊两次，堆放48小时，控制对辊片的重量百分比含水量为40％；

步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉至300目固体粉末为止，即得。

对比例1

本实施例与实施例1的区别在于：步骤二中不加碳酸锂，即没有采用碳酸锂同时对钠基膨润土和凹凸棒石粘土进行改性。

对比例2

本实施例与实施例2的区别在于：步骤二中不加碳酸锂，即没有采用碳酸锂同时对钠基膨润土和凹凸棒石粘土进行改性。

对比例3

本实施例与实施例3的区别在于：步骤二中不加碳酸锂，即没有采用碳酸锂同时对钠基膨润土和凹凸棒石粘土进行改性。

检测效果

分别实施上述实施例1-3和对比例1-3获得粉末样品，并按照粉末样品与涂料按照重量比1:20进行搅拌，涂料包括水基涂料和醇基涂料，然后在室温下24h内观察统计涂料是否分层，所得结果如下表1所示。

表1 实施例1-3和对比例1-3的结果

由上表可见，实施例1-3获得的样品在醇基涂料和水基涂料均不分层，对比例1-3获得的样品在醇基涂料分层，说明实施例1-3获得的样品在醇基涂料和水基涂料中均有良好的悬浮稳定性，而对比例1-3获得的样品在醇基涂料中分层稳定性差，实施例1-3获得的样品更加适于醇基涂料，有利于醇基涂料的广泛应用，另外，本发明实施例1-3中生产方法简单，没有采用有毒有害的试剂，有利于环境保护，适于工业上的大规模应用。因此实施例1-3获得的样品是一种环保型的醇基和水基两用型涂料悬浮剂。由此可以得出结论：在本发明的生产方法的步骤二中加入碳酸锂同时对钠基膨润土和凹凸棒石粘土进行改性，这对于最终获得的涂料悬浮剂同时适于醇基涂料和水基涂料具有至关重要的作用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将膨润土、碳酸钠和水搅拌均匀，然后对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为30-35％，获得改性的膨润土；

步骤二，将所述改性的膨润土与凹凸棒石粘土、碳酸锂和水混合均匀，对辊，堆放，控制对辊片的重量百分比含水量为40-50％；

步骤三，将步骤二得到的产物自然晾晒或烘干，破碎，磨粉，即得。

2.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤一中，所述膨润土、碳酸钠和水的用量为：10-30重量份的膨润土，0.5-1.5重量份的碳酸钠和适量的水；步骤二中，所述凹凸棒石粘土、碳酸锂和水的用量为：65-85重量份的凹凸棒石粘土、3-5重量份的碳酸锂和适量的水。

3.如权利要求2所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤一中，所述膨润土、碳酸钠和水的用量为：20重量份的膨润土，1重量份的碳酸钠和6重量份的水；步骤二中，所述凹凸棒石粘土、碳酸锂和水的用量为：75重量份的凹凸棒石粘土、4重量份的碳酸锂和15重量份的水。

4.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤一中，所述堆放的时间为10-24小时。

5.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤一中，控制对辊片的重量百分比含水量为33％。

6.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤一和步骤二中，所述对辊进行两次。

7.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤二中，所述堆放的时间为24-48小时。

8.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤二中，控制对辊片的重量百分比含水为45％。

9.如权利要求1所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，步骤三中，所述磨粉进行至200-300目固体粉末为止。

10.如权利要求9所述的一种环保两用型涂料悬浮剂的生产方法，其特征在于，所述磨粉进行至150目固体粉末为止。