本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧地坪漆用色漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂是指含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)，且主鏈上含有脂肪族或脂環(huán)族、芳香族鏈段，能夠通過環(huán)氧基團(tuán)的反應(yīng)生成熱固性化合物的高分子低聚物，環(huán)氧樹脂在涂料、膠黏劑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于環(huán)氧樹脂黏度較大，在使用時(shí)，一般都需要添加活性或非活性稀釋劑來調(diào)節(jié)環(huán)氧樹脂的黏度、增加流動(dòng)性以及延長(zhǎng)使用壽命，并添加多元胺等固化劑與之反應(yīng)，形成力學(xué)性能優(yōu)良的熱固性化合物。
無塵車間、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等需要潔凈地面的場(chǎng)所，往往會(huì)采用環(huán)氧地坪漆進(jìn)行涂覆，環(huán)氧地坪漆在耐磨、耐腐蝕等方面有較為苛刻的要求，其原料包括環(huán)氧樹脂、固化劑、活性稀釋劑、分散劑、流平劑、填料和著色劑等多個(gè)組分。申請(qǐng)?zhí)枮閏n201610601805.0的中國(guó)專利介紹了一種溶劑型環(huán)氧樹脂地坪漆組成配方，其配方包括：35-50份雙酚a型環(huán)氧樹脂、12-20份低溴化環(huán)氧樹脂、12-18份二乙烯三胺、1.2-1.4份2-乙基-4-甲基咪唑、0.08-0.12份乙烯基三乙氧基硅烷、1-3份環(huán)氧大豆油、0.3-0.5份消泡劑、4-7份磷酸酯、10-16份顏料、40-55份填料以及40-60份溶劑。
直接使用顏料作為著色劑加入環(huán)氧地坪漆中進(jìn)行著色，存在粉塵污染嚴(yán)重、計(jì)量不方便等缺陷，將顏料顆粒穩(wěn)定分散在液體載體中形成的顏料色漿，不僅可以避免上述粉塵污染嚴(yán)重、計(jì)量不方便等缺陷，還可以降低顏料顆粒的粒徑分布、提升著色力、減少顏料的使用量，是近年來涂料領(lǐng)域使用的主要著色劑。
傳統(tǒng)地坪涂料以溶劑型為主，使用的有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)人和環(huán)境造成較大危害，為了保護(hù)環(huán)境和消費(fèi)者健康，近年來，國(guó)內(nèi)外相關(guān)法規(guī)對(duì)涂料行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds，簡(jiǎn)稱：voc)的排放限制日益嚴(yán)格，采用有機(jī)溶劑作為載體制備的溶劑型色漿，在涂料領(lǐng)域的應(yīng)用受到了較大限制。選擇一種不揮發(fā)的物質(zhì)作為載體，分散顏料以制備著色力高、細(xì)度小、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、不含voc的環(huán)氧地坪漆用色漿，是近年來提升環(huán)氧地坪漆環(huán)保性能的迫切需求。
環(huán)氧樹脂用稀釋劑分為活性稀釋劑和非活性稀釋劑，活性稀釋劑是指可以與固化劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)型稀釋劑，如苯基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚等；非活性稀釋劑一般不會(huì)與固化劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，屬于添加型稀釋劑，常用的包括丙酮、甲苯、醋酸乙酯等有機(jī)溶劑，是voc的重要來源。在環(huán)氧樹脂用活性稀釋劑中，選擇一種環(huán)保性能好、不會(huì)釋放voc的活性稀釋劑作為載體，分散顏料以制備環(huán)氧地坪漆用色漿，是滿足目前環(huán)氧地坪漆用色漿環(huán)保性能、應(yīng)用性能的重要途徑。但使用活性稀釋劑的顏料色漿在儲(chǔ)存穩(wěn)定性、色漿中顏料顆粒的細(xì)度、著色力等方面要求較為苛刻，目前尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了提供一種環(huán)氧地坪漆用色漿，可達(dá)到著色力高、細(xì)度小、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、不含voc的目的。
一種環(huán)氧地坪漆用色漿，包括按照重量百分比計(jì)的如下組份：表面改性顏料20-70％、活性稀釋劑25-78％、分散劑2-5％。
優(yōu)選的，所述活性稀釋劑包括環(huán)氧大豆油與聚丙二醇二縮水甘油醚且質(zhì)量比為1:1-1:4。
優(yōu)選的，所述分散劑為單硬脂酸甘油酯。
優(yōu)選的，所述表面改性顏料中添加硅烷偶聯(lián)劑，所述硅烷偶聯(lián)劑占顏料質(zhì)量的0.5-3％。
優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
表面改性顏料的制備方法，方法步驟如下：s1：將有機(jī)溶劑和硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后，加入去離子水得到混合液體；s2：將顏料加入捏合機(jī)中，將s1制得的溶液以噴淋的方式加入顏料中，混合分散5-10min。
進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑為乙醇或異丙醇，所述有機(jī)溶劑的添加量為硅烷偶聯(lián)劑的0.8-2倍。所用有機(jī)溶劑需要對(duì)偶聯(lián)劑有較好的溶解能力，并且可以在捏合后以較短時(shí)間從顏料中揮發(fā)出去。
進(jìn)一步的，所述去離子水的添加量為硅烷偶聯(lián)劑的0.1-0.2倍。
一種環(huán)氧地坪漆用色漿的制備方法，方法步驟如下：s1：將活性稀釋劑加熱至40℃后加入分散劑，在高速攪拌的狀態(tài)下加入表面改性顏料，高速分散15min，得到預(yù)混合顏料漿料；s2：將s1制得的預(yù)混合顏料漿料經(jīng)研磨、過濾、消泡后，得到適用于環(huán)氧地坪漆用色漿。s1中活性稀釋劑的加溫度可在40℃以上，以增加分散劑在活性稀釋劑中的分散效率和分散效果。
本發(fā)明提出的色漿組份應(yīng)用于制備環(huán)氧地坪漆用色漿。
工作原理
本發(fā)明中選用γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷對(duì)顏料進(jìn)行表面改性，該偶聯(lián)劑按照中科院偶聯(lián)劑命名體系命名方法，其名稱為硅烷偶聯(lián)劑kh-560，其結(jié)構(gòu)式如下：
雖然炭黑、有機(jī)顏料、鈦白等顏料的結(jié)構(gòu)式中不含羥基，但在顏料合成過程或使用氧化聚乙烯蠟、改性松香等物質(zhì)的后處理過程中，顏料表面會(huì)形成大量羥基。在硅烷偶聯(lián)劑kh-560結(jié)構(gòu)中，三個(gè)與硅原子相連的甲氧基團(tuán)，與水分子會(huì)反應(yīng)形成反應(yīng)活性極高的硅羥基；常溫下，硅羥基就可以與顏料表面的羥基進(jìn)行反應(yīng)，由此可見，偶聯(lián)劑與顏料通過共價(jià)鍵結(jié)合，完成顏料的表面改性。
本發(fā)明中，所用活性稀釋劑為環(huán)氧大豆油與聚丙二醇二縮水甘油醚的混合物，兩者質(zhì)量比為1:1-1:4，在該比例下采用兩種活性稀釋劑復(fù)配，可以有效滿足色漿穩(wěn)定性和細(xì)度的要求；本發(fā)明中所用分散劑為硬脂酸甘油酯，優(yōu)選單硬脂酸甘油酯作為分散劑。
本發(fā)明中，對(duì)于所用顏料并無特別限制，但一般建議優(yōu)選價(jià)格相對(duì)較低、耐候性較好顏料，如鐵黃、鐵黑、鐵紅、鈦白等無機(jī)顏料，或酞菁藍(lán)、酞菁綠、顏料紅49:1等有機(jī)顏料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果在于：
本發(fā)明提出的一種環(huán)氧地坪漆用色漿，該色漿中將顏料用kh-560偶聯(lián)劑進(jìn)行改性，同時(shí)采用環(huán)氧大豆油與聚丙二醇二縮水甘油醚復(fù)配作為活性稀釋劑、單硬脂酸甘油酯作為分散劑。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，將本發(fā)明提出的色漿應(yīng)用于有色環(huán)氧地坪漆中，該色漿不僅具有良好的穩(wěn)定性和著色能力，而且其細(xì)度可達(dá)到15μm；具備儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、環(huán)境安全性高的優(yōu)異性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。
實(shí)施例1
將500g氧化鐵紅顏料加入捏合機(jī)中，再將2.5gkh-560偶聯(lián)劑和5g乙醇在燒杯中混合均勻后，加入0.5g去離子水再次攪拌混合2min，隨后將混合后的液體噴淋在捏合機(jī)內(nèi)的氧化鐵紅顏料中，再在捏合機(jī)中混合分散10min，得到表面改性的氧化鐵紅顏料。
實(shí)施例2
將500g鈦白顏料加入捏合機(jī)中，再將7.5gkh-560偶聯(lián)劑和6g異丙醇在燒杯中混合均勻后，加入0.75g去離子水再次攪拌混合2min，隨后將混合后的液體噴淋在捏合機(jī)內(nèi)的鈦白中，再在捏合機(jī)中混合分散5min，得到表面改性的鈦白。
實(shí)施例3
將500g酞菁藍(lán)15:0顏料加入捏合機(jī)中，再將15gkh-560偶聯(lián)劑和20g異丙醇在燒杯中混合均勻后，加入2g去離子水再次攪拌混合2min，隨后將混合后的液體噴淋在捏合機(jī)內(nèi)的酞菁藍(lán)15:0顏料中，再在捏合機(jī)中混合分散8min，得到表面改性的酞菁藍(lán)15:0顏料。
對(duì)比實(shí)施例4
將500g氧化鐵紅顏料加入捏合機(jī)中，再將2.5gγ-氯丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑和5g乙醇在燒杯中混合均勻后，加入0.5g去離子水再次攪拌混合2min，隨后將混合后的液體噴淋在捏合機(jī)內(nèi)的氧化鐵紅顏料中，再在捏合機(jī)中混合分散10min，得到表面改性的氧化鐵紅顏料。
應(yīng)用實(shí)施例
按照表1配方制備環(huán)氧地坪漆色漿，表1中數(shù)據(jù)表明各組分占色漿總質(zhì)量的質(zhì)量百分比。
實(shí)施例5及對(duì)比實(shí)施例8-12，按如下制備方法操作：s1：將活性稀釋劑混合后加熱至60℃，隨后將配方用量的分散劑加入到配方用量的活性稀釋劑中，分散混合后，在高速攪拌的狀態(tài)下加入配方用量的顏料，轉(zhuǎn)速為1500rpm，分散時(shí)間為15min，得到預(yù)混合顏料漿料；s2：再將所得預(yù)混合顏料漿料經(jīng)砂磨機(jī)研磨5遍，經(jīng)過濾、消泡等工藝，得到色漿；
實(shí)施例6在常溫下完成上述工藝，
實(shí)施例7將活性稀釋劑加熱至40℃后，再完成上述工藝。
表1.環(huán)氧地坪漆色漿配方組成(單位：wt.％)
產(chǎn)品性能測(cè)試
一、測(cè)試方法
1、細(xì)度測(cè)試：使用50μm細(xì)度計(jì)，按照標(biāo)準(zhǔn)《gb/t6753.1-2007色漆、清漆和印刷油墨研磨細(xì)度的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試。
2、穩(wěn)定性測(cè)試：將應(yīng)用實(shí)施例5-7和對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例8-12制備的色漿在室溫下分別密閉放置90天后，通過目測(cè)觀察有無出現(xiàn)明顯顏料顆粒沉淀、絮凝等嚴(yán)重影響穩(wěn)定性的情況，判斷色漿的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
3、著色力測(cè)試：將應(yīng)用實(shí)施例5制備的色漿，按照表2的配方制備有色環(huán)氧地坪漆，噴涂后，測(cè)試其著色力；在表2中其余組分不變、僅調(diào)整色漿質(zhì)量份數(shù)的情況下，以對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例8-12配方制備的色漿，配制有色環(huán)氧地坪漆，測(cè)試對(duì)比應(yīng)用實(shí)施例8-12制備色漿，調(diào)整至應(yīng)用實(shí)施例5相同著色力需要的添加量，以所用色漿添加量占應(yīng)用實(shí)施例5色漿添加量的質(zhì)量百分比計(jì)算著色力差異。
表2.有色環(huán)氧地坪漆配方
二、測(cè)試結(jié)果
測(cè)試結(jié)果：見表3；表3為應(yīng)用實(shí)施例5～12制備的色漿根據(jù)上述方法測(cè)試的結(jié)果。其中儲(chǔ)存穩(wěn)定性測(cè)試中，“√”表示目測(cè)無異常，“×”表示目測(cè)出現(xiàn)明顯顏料顆粒沉淀、絮凝、粘度增大導(dǎo)致常溫下無法流動(dòng)等情況。
表3.色漿性能測(cè)試結(jié)果
三、結(jié)論：
1、從實(shí)施例5(使用kh-560)和對(duì)比實(shí)施例8(使用不含環(huán)氧基團(tuán)的γ-氯丙基三乙氧基硅烷改性)、對(duì)比實(shí)施例9(不使用偶聯(lián)劑改性)的測(cè)試結(jié)果可以看出，使用kh-560偶聯(lián)劑改性，可以提升色漿著色力和穩(wěn)定性。
2、從實(shí)施例5(兩種稀釋劑)和對(duì)比實(shí)施例10(僅使用一種稀釋劑)、對(duì)比實(shí)施例11(更換一種稀釋劑種類)的測(cè)試結(jié)果可以看出，稀釋劑對(duì)穩(wěn)定性和著色力的影響較為顯著。
3、從實(shí)施例5和對(duì)比實(shí)施例12可看出，選擇單硬脂酸甘油酯作為分散劑，降低細(xì)度、提升穩(wěn)定性和著色力。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。