CN106675211B - 一种水性高光防锈炭黑色浆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水性防腐涂料领域，公开了一种水性高光防锈炭黑色浆及其制备方法和应用。该色浆由以下按重量份计的组分组成：有机颜料分散剂0.5～2.5份、无机颜料分散剂1～5份、消泡剂0.1～1.0份、pH调节剂0～2.5份、炭黑10～25份、三聚磷酸铝5～20份、磷酸锌15～25份、超细硫酸钡0～25份、保湿抗冻剂1～5份、防沉触变剂0～4.0份、防霉杀菌剂0.1～1.0份、水30～60份。本发明的制备方法简单、环保、能耗低、成本低，所制得的水性高光防锈炭黑色浆性能优良，与各种水性防锈清漆具有良好的相容性和展色性，适合用于配置高光水性防腐蚀面漆。

Description

一种水性高光防锈炭黑色浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于水性防腐涂料领域，特别涉及的是一种水性高光防锈炭黑色浆及其制备方法和应用。
背景技术
色浆作为着色剂是涂料的重要组成部分。随着涂料、颜料和助剂工业的发展涂料配色工艺由颜料粉调色向色浆调色的转变，我国的色浆产业也发生了根本性的变化，从上世纪90年代中期的基本依靠进口，到20世纪90年代末期的国内两三家企业与科研机构开始自行研发，并初步形成较小规模的试推广，再到近20年来，国内专业生产水性色浆的厂家已经增加至近50多家，水性色浆的应用在建筑涂料、防腐涂料等领域的应用已越来越广泛。
目前，水性色浆基本不添加研磨树脂，以水为分散介质，在配色时就不会引起基础漆相容性问题，但在后续的贮存和使用过程中，常出现色浆体系分层，颜料粒子重新聚集、返粗等不良现象，导致配制的色漆出现浮色、发花、色差等弊病，而且水性色浆分散所使用的分散剂多含有APEO，如壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)、辛基酚聚乙烯醚(OPEO)、十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)，NPEO对哺乳动物和水生生物的毒性及至癌，APEO的降解性缓慢，它的生物降解率为0～9％。APEO具有类似***作用，能危害人体正常的激素分泌的化学物质，即所说的“雌性效应”和畸变)。随着日益严格的环保法规和消费者对于环境友好型产品的追求使得水性色浆的环保性能显得日益重要。
炭黑作为一种理想的黑色颜料具有良好的着色性、耐候性及化学稳定性，但是炭黑本身颗粒小，比表面积大，表面自由能较高，所以炭黑粒子间形成极强的聚集力，易出现团簇现象，形成Cluster团，使其性质表现为疏水、不易被水润湿，分散显困难，不利于其在水性涂料体系中的应用，使得其在涂料中的应用受到了限制。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种水性高光防锈炭黑色浆，该色浆性能优良(如着色力、贮存稳定性等)，由于色浆中用到各种防绣性颜、填料，防腐性强，装饰性好且不含APEO。
本发明的又一目的在于提供一种上述水性高光防锈炭黑色浆的制备方法；该制备工艺简单，环保，能耗较低，成本低。
本发明的再一目的在于提供上述水性高光防锈炭黑色浆的应用，主要用于配置装饰性与防腐性要求较高的黑色面漆。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种水性高光防锈炭黑色浆，该色浆由以下按重量份计的组分组成：
Figure GDA0002646981680000021
Figure GDA0002646981680000031
所述有机颜料分散剂为BYK199、BYK2010和路博润超分散剂27000的混合物；所述无机颜料分散剂为FSE；所述消泡剂为消泡剂810；所述pH调节剂为DEMA；所述炭黑为炭黑H380；所述三聚磷酸铝为APW-Ⅱ；所述磷酸锌为磷酸锌Zp-10；所述保湿抗冻剂为1,2-丙二醇；所述防沉触变剂为气相二氧化硅；所述超细硫酸钡的细度为800目。
上述的一种水性高光防锈炭黑色浆的制备方法，包括以下操作步骤：首先将30～60重量份的水、0.5～2.5重量份的有机颜料分散剂、1～5重量份的无机颜料分散剂、0～2.5重量份的pH调节剂和1～5重量份的保湿抗冻剂混合搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，使分散剂分散均匀，将搅拌速度降至800～1200r/min，在搅拌的条件下加入0.1～0.5重量份的消泡剂，消除分散剂由于高速搅拌产生的气泡，然后按照颜料和填料的体积由大到小的顺序依次添加10～25重量份的炭黑、15～25重量份的磷酸锌、5～20重量份的三聚磷酸铝和0～25重量份的超细硫酸钡，最后添0～4.0重量份的防沉触变剂，0.1～1.0重量份的防霉杀菌剂和剩余的消泡剂，消除搅拌过程中带入的空气产生的气泡，再将搅拌速度升至1500～2500r/min，分散时间为15～30分钟，得到水性色浆预分散浆料；分散结束，将水性色浆预分散浆料倒入立式砂磨机进行研磨，研磨时间为4小时，温度控制在低于45℃，之后用200目滤网过滤，制得水性高光防锈炭黑色浆。所述研磨的速度为3000-3500r/min。
上述水性高光防锈炭黑色浆在配置装饰性与防腐性黑色面漆中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：本发明采用复配两种分散剂复配使用，减少了研磨分散时间，制得的水性高光防锈炭黑色浆无APEO、AZO、重金属等环保无害要素，与各种防锈清漆具有良好的相容性和展色性，能够得到光泽高、耐蚀性能好、贮存稳定性极佳的高光防腐蚀涂料，主要用于配置高光防腐蚀黑色面漆。
附图说明
图1为本发明实施例1中研磨时间对色浆细度的影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
在配有高速分散机的4kg槽罐中加入0.95kg的水，0.02kg的pH调节剂DEMA、0.04kg的有机颜料分散剂(由毕克化学中国有限公司生产的分散剂BYK199、毕克化学中国有限公司生产的分散剂BYK2010和路博润添加剂(珠海)有限公司生产的分散剂27000组成的混合物)、0.04kg的无机颜料分散剂FSE(购于科莱恩化工中国有限公司)和0.10kg的保湿抗冻剂1,2-丙二醇混合搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，使分散剂分散均匀，将搅拌速度降至800～1200r/min，在搅拌的条件下加入0.008kg的消泡剂810，消除分散剂由于高速搅拌产生的气泡，然后依次加入0.36kg的炭黑H380、0.4kg的磷酸锌Zp-10(杭州海博颜料有限公司)、0.2kg的APW-Ⅱ、0.2kg的800目超细硫酸钡和0.02kg的增稠触变剂气相二氧化硅，最后添加0.01kg的防霉杀菌剂和0.002kg的消泡剂810，消除搅拌过程中带入的空气产生的气泡，再将搅拌速度升至1500～2500r/min，分散时间为20分钟，得到水性色浆预分散浆料。
将水性色浆预分散浆料倒入立式砂磨机槽罐中研磨，研磨速度3000-3500r/min，研磨时间4小时(研磨时间确定见图1)，整个研磨过程中温度必须控制在45℃以下。出料，用200目过滤，得到水性高光防锈炭黑色浆。
将色浆进行检测，其结果为：pH＝8.6，颜料份为59％，细度≤20μm，黏度(涂-4杯,25)：42秒；贮存稳定性：室温放置一个月不分层、不返粗。
实施例2
在配有高速分散机的4kg槽罐中加入1.15kg的水，0.015kg的pH调节剂DEMA、0.05kg的有机颜料分散剂(由毕克化学中国有限公司生产的分散剂BYK199、毕克化学中国有限公司生产的分散剂BYK2010和路博润添加剂(珠海)有限公司生产的分散剂27000组成的混合物)、0.08kg的无机颜料分散剂FSE(购于科莱恩化工中国有限公司)和0.12kg的保湿抗冻剂1,2-丙二醇混合搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，使分散剂分散均匀，将搅拌速度降至800～1200r/min，在搅拌的条件下加入加入0.01kg的消泡剂810，消除分散剂由于高速搅拌产生的气泡，然后依次加入0.42kg的炭黑H380、0.5kg的磷酸锌Zp-10(杭州海博颜料有限公司)、0.2kg的APW-Ⅱ，0.5kg的800目超细硫酸钡和0.03kg的增稠触变剂气相二氧化硅，最后添加0.01kg的防霉杀菌剂和0.002kg的消泡剂810，消除搅拌过程中带入的空气产生的气泡，再将搅拌速度升至1500～2500r/min，分散时间为20分钟，得到水性色浆预分散浆料。
将水性色浆预分散浆料倒入立式砂磨机槽罐中研磨，研磨速度3000-3500r/min，研磨时间4小时(研磨时间确定见图1)，整个研磨过程中温度必须控制在45℃以下。出料，用200目过滤，得到水性高光防锈炭黑色浆。
将色浆进行检测，其结果为：pH＝8.9，颜料份为50％，细度≤20μm，黏度(涂-4杯,25)：30秒；贮存稳定性：室温放置一个月不分层、不返粗。
实施例3
将实施例1中研磨得到的水性高光防锈炭黑色浆按照以下重量份数配置水性环氧单组份防锈色漆：
Figure GDA0002646981680000051
Figure GDA0002646981680000061
对本实施例所得水性环氧单组份防锈色漆进行性能检测，结果如表1所示。
实施例4
将实施例1中研磨得到的水性高光防锈炭黑色浆按照以下重量份数配置水性防锈烤漆：
Figure GDA0002646981680000062
对本实施例所得水性防锈烤漆进行性能检测，结果如表1所示。
实施例5
将实施例1中研磨得到的水性高光防锈炭黑色浆按照以下重量份数配置水性单组份自干防锈色漆：
Figure GDA0002646981680000063
Figure GDA0002646981680000071
对本实施例所得水性单组份自干防锈色漆进行性能检测，结果如表1所示。
实施例6
将实施例1中研磨得到的水性高光防锈炭黑色浆按照以下重量份数配置水性PU双组份防锈色漆：
Figure GDA0002646981680000072
对本实施例所得水性PU双组份防锈色漆进行性能检测，结果如表1所示。
实施例7
将实施例1中研磨得到的水性高光防锈炭黑色浆按照以下重量份数配置水性环氧双组份色漆：
Figure GDA0002646981680000081
对本实施例所得水性环氧双组份色漆进行性能检测，结果如表1所示。
检测标准
按照GB/T 11186.2-1989、GB/T 11186.3-1989测定色差△E* ab；按照GB/T 9754-2007测试光泽；按照GB/T1771-2007中性盐雾试验(NSS试验)进行评定。
表1实施例3～7所配制的黑色防锈色漆性能指标
Figure GDA0002646981680000082
Figure GDA0002646981680000091
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水性高光防锈炭黑色浆，其特征在于：该色浆由以下按重量份计的组分组成：
Figure FDA0002646981670000011
所述有机颜料分散剂为BYK199、BYK2010和路博润超分散剂27000的混合物；所述无机颜料分散剂为FSE；所述消泡剂为消泡剂810；所述pH调节剂为DEMA；所述炭黑为炭黑H380；所述三聚磷酸铝为APW-Ⅱ；所述磷酸锌为磷酸锌Zp-10；所述保湿抗冻剂为1,2-丙二醇；所述防沉触变剂为气相二氧化硅；所述超细硫酸钡的细度为800目；
所述水性高光防锈炭黑色浆的制备方法，包括以下操作步骤：首先将30～60重量份的水、0.5～2.5重量份的有机颜料分散剂、1～5重量份的无机颜料分散剂、0～2.5重量份的pH调节剂和1～5重量份的保湿抗冻剂混合搅拌，搅拌速度控制在1500～2000r/min，使分散剂分散均匀，将搅拌速度降至800～1200r/min，在搅拌的条件下加入0.1～0.5重量份的消泡剂，消除分散剂由于高速搅拌产生的气泡，然后按照颜料和填料的体积由大到小的顺序依次添加10～25重量份的炭黑、15～25重量份的磷酸锌、5～20重量份的三聚磷酸铝和0～25重量份的超细硫酸钡，最后添0～4.0重量份的防沉触变剂，0.1～1.0重量份的防霉杀菌剂和剩余的消泡剂，消除搅拌过程中带入的空气产生的气泡，再将搅拌速度升至1500～2500r/min，分散时间为15～30分钟，得到水性色浆预分散浆料；分散结束，将水性色浆预分散浆料倒入立式砂磨机进行研磨，研磨时间为4小时，温度控制在低于45℃，之后用200目滤网过滤，制得水性高光防锈炭黑色浆；
所述防沉触变剂的重量份数的下限不为0。
2.根据权利要求1所述的一种水性高光防锈炭黑色浆，其特征在于：所述研磨的速度为3000～3500r/min。
3.根据权利要求1所述的一种水性高光防锈炭黑色浆在配制装饰性与防腐性黑色面漆中的应用。
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