CN108299932A - 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法 - Google Patents

用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108299932A
CN108299932A CN201710737983.0A CN201710737983A CN108299932A CN 108299932 A CN108299932 A CN 108299932A CN 201710737983 A CN201710737983 A CN 201710737983A CN 108299932 A CN108299932 A CN 108299932A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon black
sanded
slurry
method described
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710737983.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108299932B (zh
Inventor
吴春春
申乾宏
阙永生
刘杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinhua Geling Functional Coating Material Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Jinhua Geling Functional Coating Material Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinhua Geling Functional Coating Material Research Institute Co Ltd filed Critical Jinhua Geling Functional Coating Material Research Institute Co Ltd
Priority to CN201710737983.0A priority Critical patent/CN108299932B/zh
Publication of CN108299932A publication Critical patent/CN108299932A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108299932B publication Critical patent/CN108299932B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

本发明涉及涂料色浆的制备技术，旨在提供一种用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法。包括：将炭黑颗粒与醇基溶剂制成炭黑分散液，调节pH值至4～6后加入有机钛偶联剂、有机硅以及液态分散剂，然后进行砂磨处理；将获得的浆料过滤、浓缩，获得改性炭黑浆料。本发明通过惰性的炭黑颗粒与有机钛、有机硅等水解产物形成牢固的化学键结合，增强炭黑在水性涂料中的分散稳定性和体系相容性。本发明解决了炭黑颜料在金属防腐水性涂料中的匹配性问题，其制备工艺简单，具有广泛的应用推广前景。

Description

用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法
技术领域
本发明涉及涂料色浆的制备技术，尤其是一种用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料的制备方法。
背景技术
金属材料是国民经济发展的重要基础材料，广泛应用于轨道交通、汽车、建材、电器、电力、机械制造等各个行业。在实际应用中，金属材料往往需进行表面处理与涂装，以满足诸多应用领域对合金防腐性及装饰性的需求。长期以来，电镀因其镀层结合牢固、结构致密、防腐能力强、装饰性好等优点，成为金属表面防腐及装饰的重要技术并获得广泛应用。
但是，电镀本身具有重金属离子污染这一突出环保问题，特别在一些合金产业的集聚地，重金属离子对水体造成的污染已成为我国急需应对的重大公共安全问题。非电镀的环保型金属防腐技术成为产业发展的焦点，其中一个重要的方向就是通过涂料涂装实现金属表面防腐。
目前，以环氧、氟碳等为代表的多层涂料涂装体系为金属防腐非电镀涂装提供了有效途径，该方法利用聚合物树脂上活性基团与金属表面反应键合形成耐蚀涂层，再涂装饰面层获得良好的装饰效果。但是，这类多层涂装体系施工工序多、周期长、施工质量控制难度大；并且当前普遍使用的溶剂型涂料还存在VOC排放，而水性涂料虽可减少环境污染问题，但其耐水性不足，长期的抗水气、氧气渗透能力仍不够理想。此外，静电喷涂虽可避免对有机溶剂的大量使用，但其工艺复杂，成本相对较高，且换色较难，限制了装饰效果。
申请人曾采用溶胶凝胶技术开发的环保型金属防腐水性涂料，有效解决了金属表面防腐涂层在结合力、致密性、装饰性等方面的技术难题，将防腐和装饰功能一体化集成，简化了涂装工艺。不过在实际应用中发现，市售的炭黑颜料与该金属防腐水性涂料不匹配，导致喷涂后磨面不平整，有较多的颗粒物存在。因此，迫切需要解决这一产业技术问题，提供一种用于该水性金属防腐涂料的炭黑颜料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一定量的炭黑颗粒添加到醇基溶剂中，在800r/min的搅拌条件下搅拌1h，获得固含量为10～30％的炭黑分散液；添加pH调节剂将pH值调节至4～6，继续搅拌0.5h；按6ml/min的速率加入与炭黑质量比为1:20～1:10的有机钛偶联剂，再搅拌6～10h；
(2)将搅拌后的浆料倒入砂磨罐中，依次加入与炭黑质量比为1:100～1:20的有机硅以及与炭黑质量比1:100～1:10的液态分散剂；使用粒径0.5～2mm的氧化锆珠进行砂磨处理，控制砂磨温度30～60℃，砂磨时间3～10h，砂磨机的转速500～1000r/min；
(3)将砂磨获得的浆料用300目的滤布过滤，所得滤液置于旋转蒸发器中浓缩，获得固含量为50％的改性炭黑浆料。
本发明中，所述炭黑颗粒的粒径为20～500nm。
本发明中，所述醇基溶剂是以乙二醇、异丙醇或2-甲基-1-丙醇中至少一种与去离子水配制而成，醇基溶剂中水的质量百分比为1～15％。
本发明中，所述pH调节剂是甲酸、乙酸、草酸中的一种或多种组合。
本发明中，所述有机钛偶联剂是异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的一种或多种组合。
本发明中，所述有机硅为四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。
本发明中，所述液态分散剂是由低分子分散剂与高分子分散剂按质量比例1:1～1:3 配制成的混合物；其中，低分子分散剂为失水山梨醇单月桂酸酯、辛基苯酚聚氧乙烯醚、癸基甲基亚砜中的一种或多种组合，高分子分散剂为聚丙烯酸改性物、聚二甲基硅氧烷-聚氧化丙烯、聚苯乙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物中的一种或多种组合。
本发明的实现原理：
通过对有机钛偶联剂、有机硅的水解聚合调控，分步对炭黑颗粒进行表面原位改性，使炭黑表面产生羧基、羟基等极性基团，并与分散剂协同增强炭黑在醇基溶剂中的稳定分散性；利用砂磨工艺高效打碎炭黑小团聚体，并通过机械化学反应作用进一步增强有机钛偶联剂及有机硅水解聚合产物与炭黑颗粒的牢固结合，提高炭黑颜料在金属表面的附着力、着色性能和稳定性能。最后，通过旋转蒸发浓缩提高炭黑浆料固含量，以降低浆料在涂料中的添加量，减小由于色浆的加入对涂料带来的负面影响。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过惰性的炭黑颗粒与有机钛、有机硅等水解产物形成牢固的化学键结合，增强炭黑在水性涂料中的分散稳定性和体系相容性。
2、本发明解决了炭黑颜料在金属防腐水性涂料中的匹配性问题，其制备工艺简单，具有广泛的应用推广前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
申请人利用溶胶凝胶技术开发的环保型金属防腐水性涂料，系黑色亚光水性涂料。其具体配方和配制方法已在中国发明专利(申请号：201610395438.3)中公开。但是，如利用市售的炭黑颜料配置该金属防腐水性涂料，会导致喷涂后磨面不平整，有较多的颗粒物存在。本发明就是为了提供专用于该水性金属防腐涂料的炭黑颜料。
本发明中改性炭黑浆料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将一定量的炭黑颗粒添加到醇基溶剂中，在800r/min的搅拌条件下搅拌1h，获得固含量为10～30％的炭黑分散液；添加pH调节剂将pH值调节至4～6，继续搅拌0.5h；按6ml/min的速率加入与炭黑质量比为1:20～1:10的有机钛偶联剂，再搅拌6～10h；
(2)将搅拌后的浆料倒入砂磨罐中，依次加入与炭黑质量比为1:100～1:20的有机硅以及与炭黑质量比1:100～1:10的液态分散剂；使用粒径0.5～2mm的氧化锆珠进行砂磨处理，控制砂磨温度30～60℃，砂磨时间3～10h，砂磨机的转速500～1000r/min；
(3)将砂磨获得的浆料用300目的滤布过滤，所得滤液置于旋转蒸发器中浓缩，获得固含量为50％的改性炭黑浆料。
下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。分别通过8个实施例成功制得改性炭黑浆料的方法，各实施例中的试验数据见下表1。
表1实施例数据表
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一定量的炭黑颗粒添加到醇基溶剂中，在800r/min的搅拌条件下搅拌1h，获得固含量为10～30％的炭黑分散液；添加pH调节剂将pH值调节至4～6，继续搅拌0.5h；按6ml/min的速率加入与炭黑质量比为1:20～1:10的有机钛偶联剂，再搅拌6～10h；
(2)将搅拌后的浆料倒入砂磨罐中，依次加入与炭黑质量比为1:100～1:20的有机硅以及与炭黑质量比1:100～1:10的液态分散剂；使用粒径0.5～2mm的氧化锆珠进行砂磨处理，控制砂磨温度30～60℃，砂磨时间3～10h，砂磨机的转速500～1000r/min；
(3)将砂磨获得的浆料用300目的滤布过滤，所得滤液置于旋转蒸发器中浓缩，获得固含量为50％的改性炭黑浆料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炭黑颗粒的粒径为20～500nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醇基溶剂是以乙二醇、异丙醇或2-甲基-1-丙醇中至少一种与去离子水配制而成，醇基溶剂中水的质量百分比为1～15％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述pH调节剂是甲酸、乙酸、草酸中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机钛偶联剂是异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机硅为四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液态分散剂是由低分子分散剂与高分子分散剂按质量比例1:1～1:3配制成的混合物；其中，低分子分散剂为失水山梨醇单月桂酸酯、辛基苯酚聚氧乙烯醚、癸基甲基亚砜中的一种或多种组合，高分子分散剂为聚丙烯酸改性物、聚二甲基硅氧烷-聚氧化丙烯、聚苯乙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物中的一种或多种组合。
CN201710737983.0A 2017-08-24 2017-08-24 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法 Active CN108299932B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710737983.0A CN108299932B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710737983.0A CN108299932B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108299932A true CN108299932A (zh) 2018-07-20
CN108299932B CN108299932B (zh) 2021-06-04

Family

ID=62869266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710737983.0A Active CN108299932B (zh) 2017-08-24 2017-08-24 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108299932B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108912837A (zh) * 2018-08-13 2018-11-30 深圳市墨库图文技术有限公司 一种新型炭黑分散液及其制备方法、应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102850825A (zh) * 2012-09-11 2013-01-02 安徽理工大学 一种利用复配偶联剂对粉煤灰漂珠进行表面改性的方法及应用
CN105860833A (zh) * 2016-06-04 2016-08-17 金华格灵功能涂层材料研究所有限公司 一种醇基铝合金轮毂涂料的制备方法
CN105968648A (zh) * 2016-07-05 2016-09-28 苏州志帆塑胶材料有限公司 适用于pvc的黑浆制备方法
CN106519773A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 浩力森化学科技（江苏）有限公司 湿法改性无机填料的制备方法以及阴极电泳涂料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102850825A (zh) * 2012-09-11 2013-01-02 安徽理工大学 一种利用复配偶联剂对粉煤灰漂珠进行表面改性的方法及应用
CN105860833A (zh) * 2016-06-04 2016-08-17 金华格灵功能涂层材料研究所有限公司 一种醇基铝合金轮毂涂料的制备方法
CN105968648A (zh) * 2016-07-05 2016-09-28 苏州志帆塑胶材料有限公司 适用于pvc的黑浆制备方法
CN106519773A (zh) * 2016-12-08 2017-03-22 浩力森化学科技（江苏）有限公司 湿法改性无机填料的制备方法以及阴极电泳涂料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于守武等: "《高分子材料改性 原理及技术》", 31 May 2015, 知识产权出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108912837A (zh) * 2018-08-13 2018-11-30 深圳市墨库图文技术有限公司 一种新型炭黑分散液及其制备方法、应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108299932B (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103436120B (zh) 一种水性醇酸树脂改性丙烯酸乳液金属漆及其制备方法
CN103773175B (zh) 一种环保型防腐水性底漆涂料及其制备方法
CN104164145A (zh) 水性烘烤型工业漆
CN108329739B (zh) 一种富锌超疏水复合防腐涂层及其制备方法
CN103013314B (zh) 一种纳米水性汽车涂料及制备方法
CN103937367A (zh) 一种白色阴极电泳涂料及其制备方法和使用方法
CN109517516B (zh) 一种铈化膨润土改性水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN108531006A (zh) 石墨烯增强的水性防腐底漆及其制备方法
CN100363445C (zh) 一种磷酸掺杂聚苯胺磷化底漆及其制备方法
CN109971323A (zh) 氧化石墨烯-碳量子点复合物改性防腐涂料及制备方法
CN104387911A (zh) 一种石墨烯基纳米零价铁系涂料及其制备方法
CN104449248A (zh) 一种高固体防锈防腐涂料
CN113881292B (zh) 一种稳定性好附着性强的抗渗防腐涂料及其制备方法
CN103911058B (zh) 一种铁路紧固件防腐抗菌阴极电泳涂料及其涂装方法
CN108299932A (zh) 用于黑色亚光水性金属防腐涂料的改性炭黑浆料制备方法
CN103525222A (zh) 一种水性汽车单组份内饰漆及其制备方法
CN105838191A (zh) 水性环氧富锌底漆
CN115521413B (zh) 一种水性分散剂、水性陶瓷墨水及其制备方法与应用
CN104479494A (zh) 一种石墨烯基纳米零价锌系涂料及其制备方法
CN104387912A (zh) 一种石墨烯基纳米零价铝系涂料及其制备方法
CN104073139A (zh) 一种水性防锈漆及其制备方法
CN110734683A (zh) 水性无机耐高温无机纳米环氧涂料制备方法
CN114773956B (zh) 一种有机/无机杂化改性的石墨烯水性环氧云铁中间漆及其制备方法和应用
CN103804957B (zh) 一种氧化铁防腐颜料改性方法
CN102775603A (zh) 防腐涂料用片状聚苯胺的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant