水性工业无树脂色浆研磨工艺及性能评估

http://www.chem.hc360.com2019年06月17日11:21 来源:慧聪化工网作者:科德丽董睿智 王永良 金友军T|T

    慧聪化工网讯:本文利用萨玛索化学公司提供SAMASO的三款高效、性能优异的新型分散剂制备了14种颜料色浆,并将色浆在四种常见的连接料树脂中进行了相溶性评估。实验结果表明,萨玛索化学公司的三款SAMASO&CPT分散剂制成的水性工业无树脂色浆符合通用性强、优异的耐盐雾性能,耐水/耐醇/耐不同溶剂相溶性优良的水性工业漆要求,为水性工业漆色浆的发展提供了一种新的途径。

    1.前言

    随着国家对环境保护的日益重视,许多的化工企业纷纷走向节能、环保、安全的新兴科技材料领域,水性工业漆发展便是其中的典型范例。水性工业漆主要包括了水性树脂连接料、水性色浆、溶剂水、助溶剂、功能助剂这几个部分,其中水性树脂连接料根据工业生产中实际应用需要,逐步发展为水乳液型、水乳胶型以及水可稀释型三个系列[1],同时还包括了水性醇酸树脂、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚胺酯树脂五个品种。然而,传统的水性工业漆调色始终存在着配方试剂不能同一化,导致每种树脂可用的助剂品种固定化局限性。例如用一种试剂做到对所有颜料色浆的稳定均一性以及对所有类型连接料树脂内优良调入性的几乎没有。

    本文利用萨玛索化学公司通过SAMASO&CPT(受控聚合技术)合成的三款高效、性能优异的分散剂,为研究基础,制备了14种颜料色浆,并将色浆在四种常见的连接料树脂中进行了相溶性评估。实验结果表明,萨玛索化学公司的三款分散剂符合通用性强、相溶性优良的水性工业漆要求,为水性工业漆色浆的发展提供了一种新的途径。

    2.性无树脂色浆的制备与测试

    2.1制备材料

    颜料:酞菁蓝,常州北美;酞菁绿,镇江;P.Y.154黄,常州北美;P.Y.74黄,常州北美,P.Y.83黄,Clariant;P.R.122红,杭州百合;P.R.254红,杭州百合;P.V.23紫,Nubiola;R-706钛白粉,DuPont;

    助剂:SAMASODP6210,SAMASODP6211,SAMASODP6213,三乙醇胺,TEGO810。

    树脂:帝斯曼树脂,北京金汇利,同德化工,上海新华树脂,广州实元化工,以及客户来样评估

    2.2制备设备与仪器

    电子天平:千分之一,METTLER;蓝式高速分散研磨机WJ-0.5,上海天辰现代环境;25μm线棒,现代环境XB-25;振荡机:佛山顺德精区亿智能机械有限公司。

    2.3水性无树脂色浆的制备方法

    按下表1中的配方顺序,分散缸中先加入溶剂水、分散剂、消泡剂,打开高速分散机,利用分散盘将分散剂均匀溶解完全;

    其次,将计量单位的不同色粉按配方比例分别加入分散缸中分散;分散至色粉完全溶入液体后,将此分散色浆转入振荡铁罐或玻璃罐中,并密封放入振荡机中;调至振荡研磨时间为6小时。

    待振荡时间完成后,将样品全部取出并解封,加入剩余水量搅均以补齐百分比,并利用200~400目的纱网进行过滤得色浆原液。

8种常用有机颜料色浆配方表

8种常用有机颜料色浆配方表

4种常用碳黑颜料色浆配方表

4种常用碳黑颜料色浆配方表

2种常用钛白颜料色浆配方表

2种常用钛白颜料色浆配方表

    2.4水性无树脂色浆性能测试方法

    ⑴色差测试:在体系中含有冲淡剂的时候,需要测试颜料与冲淡剂的相溶性。一般是通过指研法,即利用手指在己涂布未干结的涂料上画圈研磨,目的是将涂料表面与内部的色彩通过画圈的回纹展现出差别[2]。

    ⑵调入性测试:在树脂连接料中,测试颜料色浆与基体连接料之间的相溶性。测试方法即将颜料色浆加入连接料树脂中,根据使用条件,通过搅拌或是高速分散的调入手段,将两者混匀,然后将混匀的涂料利用线棒在玻璃板上涂布,并利用肉眼观察与评估。涂膜干燥后,肉眼未观察到明显的颗粒时,表明两者的相溶性良好。

    ⑶耐水性测试:工业漆除了对外观上的要求外,对附着力、耐候性、耐水性有较为严格的要求,以期达到防腐、防锈蚀的目的。测试方法为将涂好色浆工业漆的工件直接放入水中浸泡,数天后取出,用工具划开工件表面,观察表面及划痕面的情况。

    3.性能测试结果

    3.1色浆细度

    将所得所有色浆依次用细度板测试色浆细度,结果表明所得色浆细度均≦5μm。符合工业漆用色浆细度要求。

    3.2色浆在白冲淡色基底的色差

    将12种颜料色浆按2.4中⑴所述方法,调入含白冲淡剂的树脂中,制成膜后,指研磨观察如下图所示:

有机颜料与碳黑在白冲淡漆中的相溶性

有机颜料与碳黑在白冲淡漆中的相溶性

    结果表明12种颜料色奖在含冲淡剂树脂中的相溶性优良。

    3.3色浆在不同树脂体系内的调入性测试

    将14种颜料色浆按2.4中⑵所述方法,调入树脂中,制成膜后观察如下图所示:

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有机颜料色浆与碳黑色浆在水性羟基丙烯酸树脂中的相溶性

有机颜料色浆与碳黑色浆在水性羟基丙烯酸树脂中的相溶性

    结果表明14种颜料色奖在树脂中的相溶性优良。

    3.4耐水性

    将色浆加入水性羟基丙烯酸烤漆树脂中,涂布无锈铁皮并烤干成膜,再放入水缸中浸泡7天,取出观察漆膜未出现皱皮,发白,雾影等现象。

    3.5耐醇性

    用无水乙醇与色浆1:1冲稀,观察色浆冲稀后的颜料有无析出,絮凝等现象。

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无水乙醇1:1开稀色浆后状态示意图

    4.总结

    科德丽化工科技有限公司技术部利用萨玛索化学公司SAMASO&CPT聚合技术合成的三种分散剂用于水性工业漆色浆的分散,所得色浆分别加入白冲淡树脂中和三种类型树脂中,结果表明色浆不仅具有优良的稳定性,还具有广泛的相溶性。最后评估了分散剂对水性工业漆的耐水性影响,结果显示分散剂对工业漆的耐水性无影响。

    参考文献

    [1]方众,张燕,杨凯等。水性工业防腐涂料的发展与及其应用[A]。首届全国涂料科学与技术仁义论文集[C],上海:2008:55-60.

    [2]叶亮,黄莹,农云军,等.建筑乳胶漆用色浆及配色[J].新型建筑材料,2002(1):28-30.

责任编辑:徐娟

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