CN108192423A - 一种色浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及颜料、色浆领域，具体而言，涉及一种色浆及其制备方法。一种色浆的制备方法，其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机，挤出。上述原料包括色料以及高沸点化合物；高沸点化合物的沸点高于220℃。本发明还提供一种色浆，由上述色浆的制备方法制备而得。该色浆的制备方法具有流程短、操作简单的优点。在节约制备成本的同时，也满足色浆的各项指标。例如色浆制备的方法制得的色浆具有：分散性好、着色力强的优点，具有优异的电气绝缘性，极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。

Description

一种色浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及颜料、色浆领域，具体而言，涉及一种色浆及其制备方法。
背景技术
油性色浆是广泛应用于油漆、塑料加工、纺织领域，以黑色油性色浆为例，目前的制备方法主要包括：用高速分散机将碳黑色料和高沸点聚合物分散混合，然后用研磨机(砂磨机或者三辊机)进行研磨制得。目前市场上制备色浆普遍具有生产过程中，工艺流程冗长的缺点，需要的设备多且繁杂，整个生产过程的成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种色浆及其制备方法，其旨在改善现有的色浆工艺流程冗长的问题。
本发明提供一种技术方案：
一种色浆的制备方法，其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机，挤出。
上述原料包括色料以及高沸点化合物；高沸点化合物的沸点高于220℃。
在本发明较佳的实施例中，高沸点化合物选自二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯以及环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂中的一种或多种。
本发明还提供一种色浆，由上述色浆的制备方法制备而得。
本发明实施例提供的色浆及其制备方法的有益效果是：制备色浆的工艺流程短、操作简单的优点。在节约制备成本的同时，也满足色浆的各项指标。利用本发明的色浆制备的方法制得的色浆具有：分散性好、着色力强的优点，具有优异的电气绝缘性，极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种色浆及其制备方法进行具体说明。
一种色浆的制备方法，其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机，挤出。该原料包括色料以及高沸点化合物；高沸点化合物的沸点高于220℃。
色料以及高沸点化合物采用双螺杆挤出机挤出，色浆的原料在双螺杆挤出中不断被混合、剪切，使得色料附聚体破碎而形成较小粒径的色料粒子。高沸点化合物吸附在色料的表面，增加色料粒子间的空间阻力和静电斥力，从而阻止色料粒子之间的重新聚集。
双螺杆挤出机提高色料的分散效果的同时，双螺杆挤出机以全封闭、连续化的生产方式提高了生产效率与物料利用率，消除了粉尘污染。
在本发明的实施例中，上述高沸点化合物选自二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯、以及环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂中的一种或多种。
优选地，在本发明较佳的实施例中，上述色料、高沸点化合物的质量比为18-33:82-77。进一步地，色料、高沸点化合物的质量比为18:82、33:77。
在本发明较佳的实施例中，上色料、高沸点化合物的质量比为1:3。
当色料以及高沸点化合物的质量比在18-33:82-77范围内时，色料在分散过程中，能被较好的湿润，提高螺杆对色料的剪切效率，使色料的分散效果更好，最终色浆的粒径更均匀。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，原料加入双螺杆挤出机之前，还包括用自动称量装置按比例称量原料中色料以及高沸点化合物。在本发明的其他实施例中，原料也可以手工添加或者采用压机添加入双螺杆挤出机。
具体地，自动称量装置根据原料的配料比进行称量。自动称量装置包括控制装置、称重传感器、输送装置，称重传感器称量原料，控制装置控制输送装置将原料传送至双螺杆挤出机内。在本发明较佳的实施例中，控制装置、称重传感器、输送装置以及双螺杆挤出机的入料口均处于一个密封的空间内，避免色料在称量、输送过程中产生大量的灰尘，造成灰尘污染。
需要说明的是，在本发明中，色料以及高沸点化合物可以混合后再加入双螺杆挤出机。相应地，色料以及高沸点化合物也可分别加入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机内进行混合。
进一步地，双螺杆挤出机的螺杆长径比大于1:18，优选地，双螺杆挤出机的螺杆长径比大于1:44。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述色料为炭黑，所述高沸点化合物为二甲基硅油。
色料炭黑由于其结构的特殊性，原生粒径小、比表面积大、颗粒之间有着极强的作用力，在水中没有自分散性，且研磨过程极易发生膨胀，产生凝胶，是颜料中最难分散的品种之一。在本发明中，将炭黑与高沸点化合物全部投入双螺杆挤出机进行挤出。双螺杆的剪切力足够大，破坏炭黑的聚集体的同时，使炭黑粒子均匀地分散于溶液中。
需要说明的是，在本发明的其他实施例中，上述色料为有机颜料或者无机颜料，例如钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、酞菁绿、酞菁蓝等。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述原料还包括低沸点化合物，该低沸点化合物的沸点为100℃-200℃。
优选地，上述低沸点化合物选自水、乙二醇以及环氧大豆油中的一种或多种。
色料在螺杆作用力下破碎，色料的颗粒不断产生新的表面，高沸点化合物作为助剂，降低色料表面张力，这样就能使溶液中的色料不断产生新的表面，高沸点化合物与色料相互包裹、相互剪切，增加整个溶液的均匀性的同时，色料变为小分子物质，增加最终色浆的流动性。
在螺杆不断的剪切，研磨过程中，高沸点化合物、低沸点化合物不断涌入大颗粒色料的裂缝中，浸润裂缝，导致色料聚集体颗粒的破碎，使色料均匀地分散于溶液中。
进一步地，在低沸点化合物、色料以及高沸点化合物的体系中，色料粒子在整个体系中趋于稳定化。各粒子之间相互排斥，又各自牵引，整个体系存在一个平衡，新生的色料粒子不断被溶液包裹，不再团聚，同时满足了最终色浆的流动性以及粘度。
在本发明较佳的实施例中，在原料中加入低沸点化合物(例如乙醇)，在挤出步骤之后，还包括将挤出物于预设温度下蒸馏。具体地，预设温度低于高沸点化合物的沸点且高于低沸点化合物的沸点。在该预设温度下对挤出物进行蒸馏，将挤出物中低沸点化合物馏出，剩余的是浓度较高的色浆。
本发明还提供一种色浆，由上述的色浆的制备方法制备而成。
进一步地，本发明实施例提供的色浆用于对硅橡胶进行着色，该色浆分散性好、着色力强、无反应、无迁移，具有优异的电气绝缘性，极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
实施例1提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取180g炭黑、720g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物，混合，然后将混合物投入双螺杆挤出机，挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:18。
实施例2
实施例2提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取180g炭黑、720g二甲基硅油，混合，然后将混合物投入双螺杆挤出机，挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:47。
实施例3
实施例3提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取250g炭黑、750g二甲基硅油混合，然后将混合物投入双螺杆挤出机，挤出。
实施例4
实施例4提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取330g炭黑、670g二甲基硅油混合均匀，然后将混合物投入双螺杆挤出机，挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:25。
实施例5
实施例5提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取200g炭黑、800g乙烯基硅油、含氢硅油以及邻苯二甲酸二辛酯的混合物，混合后将混合物投入双螺杆挤出机，挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:44。
实施例6
实施例6提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
将170g炭黑、800g乙烯基硅油、30g的乙二醇投入双螺杆挤出机，挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:48。
对比例1
对比例1提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取180g炭黑、720g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物，混合，然后将混合物投入三辊机研磨中进行研磨。
对比例2
对比例2提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取100g炭黑投入三辊机，再取900g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物投入三辊机研磨。
对比例3
对比例3提供一种色浆，其主要由以下步骤制得：
取500g炭黑、500g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物，混合，然后将混合物投入三辊机研磨中进行研磨。
试验例1
本试验例测试本发明实施例1提供的色浆对其外观进行测试与表征。
具体地，在A4白纸上一次性挤压本发明实施例1提供的色浆至堆积厚度3～4mm，通过色浆堆积中心将A4纸折叠，摊开白纸后胶堆形成蝴蝶状。此时观察实施例1提供的色浆的颜色是否均匀及有无颗粒。
通过对本发明实施例1提供的色浆进行上述观察，可以看出于A4纸上，色浆呈现均匀的黑色，且无颗粒。
由此可以看出，采用本发明实施例1的方法制备得到的色浆的外观表征达到要求。说明采用双螺杆挤出机直接剪切、研磨色浆原料的方式能够达到色浆的工艺标准，同时具有工艺流程短、操作简单的优点。
试验例2
对本发明实施例1-6、对比例1-3提供的色浆进行粒径检测、外观进行测试与表征。
挥发度：准确称取一定量样品置于带盖称量瓶中，放人干燥箱中150℃烘3h，测定试样质量损失。测试结果如表1所示。
表1实施例与对比例性质对比
组别 外观 色浆粒径 挥发度/％
实施例1 颜色均匀、无颗粒 18um 0.32
实施例2 颜色均匀、无颗粒 19um 0.35
实施例3 颜色均匀、无颗粒 24um 0.29
实施例4 颜色均匀、无颗粒 22um 0.33
实施例5 颜色均匀、无颗粒 26um 0.34
实施例6 颜色均匀、无颗粒 25um 0.31
对比例1 有悬浮物、颜色不一 60um 0.58
对比例2 有悬浮物、颜色不一 65um 0.62
对比例3 有悬浮物、颜色不一 78um 0.64
由表1中的数据可知，本发明实施例1-6提供的色浆的粒径均小于30um，对比例1-3提供的色浆的粒径分别为60um、65um、78um，可以看出，对比例1-3提供的色浆粒子的粒径均很大。通常细度越小，色浆的光泽度越高，分散效果和储存稳定性也越好。可能是由于对比例1-3所采用的设备不能对色浆原料中的色料进行很好的剪切与研磨。
此外，实施例1-6提供的色浆的外观测试表征均表现出颜色均匀、无颗粒。对比例1-3提供的色浆有悬浮物、颜色不一；可以看出采用双螺杆挤出机挤出的色浆质地均匀，分散性好，流动性佳。
实施例1-6提供的色浆的挥发度远小于对比例1-3提供的色浆的挥发度。说明了双螺杆挤出机有利于色料脱除小分子物质、低沸点物质，色料中小分子物质(例如水)减少。
采用双螺杆挤出机挤出色浆，使色浆的分散效果更佳，色料粒径分布更均匀。增加色浆的浓度和展色性能，色浆的遮盖力越好，调色时用量就越少，同时调色成本也越低。
所以，本发明提供的色浆及其制备方法具有工艺流程短、操作简单的优点。在节约制备成本的同时，也满足色浆的各项指标。该色浆具有分散性好、着色力强等优点，具有优异的电气绝缘性，极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色浆的制备方法，其特征在于，其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机，挤出；
所述原料包括色料以及高沸点化合物；所述高沸点化合物的沸点高于220℃。
2.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述原料加入双螺杆挤出机之前，还包括用自动称量装置按比例称量所述色料以及所述高沸点化合物。
3.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述高沸点化合物选自二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯以及环己烷1，2-二甲酸二异壬基酯增塑剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述色料、所述高沸点化合物的质量比为18-33:82-77。
5.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述色料、所述高沸点化合物的质量比为1:3。
6.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述色料为炭黑，所述高沸点化合物为二甲基硅油。
7.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述原料还包括低沸点化合物，所述低沸点化合物的沸点为100℃-200℃。
8.根据权利要求7所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述低沸点化合物选自水、乙二醇以及环氧大豆油中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的色浆的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比大于1:18。
10.一种色浆，其特征在于，所述色浆由权利要求1-9任一项所述的色浆的制备方法制备而成。
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