一种水性涂料专用消光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性涂料专用消光粉及其制备方法，制备方法包括以下步骤：向反应釜中加入水、二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为8～11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并流的时间为30～120min，并流的温度为30～90℃；并流反应结束后，向反应釜中加入改性助剂；调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化0.5～3h；调节反应釜内溶液的pH值为2.5～3，再反应30min，即得反应产物；对反应产物进行过滤、洗涤至电导率＜100μS，再在100～200℃干燥，粉碎后即得水性涂料专用消光粉。本发明专利技术制备的二氧化硅消光粉与树脂的相容性更强，增强了水性涂料漆膜的耐水性能和透明度。

A special extinction powder for waterborne coatings and its preparation method

The invention discloses a special extinction powder for water-borne coatings and its preparation method. The preparation method comprises the following steps: adding water and silica powder to the reactor, adjusting the pH value of the solution with water glass I to 8-11; adding sodium silicate II and sulfuric acid solution to the reactor after stirring uniformly, and then flowing together for 30-120 minutes, and reacting side-by-side at 30-90 degrees Celsius; After the reaction, the modified additives were added to the reactor; the pH value of the solution in the reactor was adjusted to 9, and then aged at 90 (?) for 0.5-3 h; the pH value of the solution in the reactor was adjusted to 2.5-3, and then reacted for 30 min to obtain the reaction product; the reaction product was filtered, washed to a conductivity of less than 100 (?) S, then dried at 100-200 (?) C, and the extinction powder for water-based coatings was obtained after grinding. The silicon dioxide extinction powder prepared by the invention has stronger compatibility with the resin, and enhances the water resistance and transparency of the waterborne paint film.

【技术实现步骤摘要】
一种水性涂料专用消光粉及其制备方法
本专利技术属于涂料
，尤其涉及一种水性涂料专用消光粉及其制备方法。
技术介绍
传统的油性涂料含有大量的挥发性有机溶剂(VOC)，大量VOC的排放不但对环境造成巨大的破坏，其还危害人体的健康。而水性涂料采用绿色环保的水作为溶剂，其可以大大地减少有机挥发物(VOC)对环境以及人体的危害。近年来，环境问题愈益突出，雾霾天气成为日常生活的一部分，因此国家出台一系列的关于环保的政策，大量污染严重的油漆家具厂因环保问题而关停整顿。因此，绿色环保的水性涂料取代传统污染大的油性涂料势必成为一种趋势。然而，相比油性涂料，水性涂料在性能上也具有一定的缺点：干燥速度较慢，漆膜的耐性较差。由于水性树脂在合成过程中，为了让树脂与水相容并形成均相的水性树脂体系，不得不加入大量的表面活性剂；而这些表面活性剂将会一直存在于水性体系当中，在漆膜干燥后，由于这些亲水性极强的表面活性剂的存在，大大的降低了水性涂料的漆膜耐水性。此外，由于大多数水性树脂是以乳液形式存在，漆膜固化是以乳液颗粒通过物理方式辅以一定的分子间作用力进行连接，缺少化学键的作用，从而使漆膜的交联密度较低，降低了漆膜的耐性。普通的二氧化硅消光粉加入水性树脂体系后，由于与树脂的相容性较差，在分散后又掺杂在树脂与树脂之间，使得原本就不够强的分子间作用力变得更弱，从而更加降低了漆膜的交联密度，使漆膜耐性更下降。因此，亟需对现有水性涂料中消光粉进行改进，以提供良好的耐性和透明度。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种水性涂料专用消光粉及其制备方法，本专利技术通过采用特殊的二氧化硅合成以及改性工艺，使二氧化硅消光粉与树脂的相容性更强，提高了二氧化硅与树脂间的作用力，增强漆膜的交联密度，从而增强了水性涂料漆膜的耐水性能，并且由于与树脂相容性更好，漆膜的透明性也得到了提升。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种水性涂料专用消光粉的制备方法，其包括以下步骤：S1)向反应釜中加入水、二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为8～11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并流的时间为30～120min，并流的温度为30～90℃；S2)并流反应结束后，向反应釜中加入改性助剂；调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化0.5～3h；S3)调节反应釜内溶液的pH值为2.5～3，再反应30min，即得反应产物；S4)对所述反应产物进行过滤、洗涤至电导率＜100μS，再在100～200℃干燥；干燥后粉碎直至反应产物的粒径为2.5～6μm，即得水性涂料专用消光粉；所述水性涂料专用消光粉的二氧化硅含量≥99％，BET比表面积为50～300m2/g，孔隙体积为0.2～1.8ml/g；在步骤S1中，若并流过程中出现凝胶，停止并流及停止加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并关闭搅拌并静置30～90min；重新搅拌30min后，向反应釜中再加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，继续开始并流；期间，静置和搅拌的时间不计入并流的时间。作为上述技术方案的改进，所述水玻璃中二氧化硅的质量百分含量为8％～20％，所述硫酸水溶液中硫酸的质量百分含量为10％～50％。作为上述技术方案的改进，在步骤S1中，所述二氧化硅粉末由气相法、沉淀法或凝胶法进行制备，二氧化硅粉末的粒径D50为3～15μm；所述二氧化硅粉末与水玻璃Ⅱ中二氧化硅的质量比为0.2％～1％。作为上述技术方案进一步的改进，所述改性助剂至少为KH550、司盘20、司盘21、司盘60、司盘61、司盘80、司盘81、吐温20、吐温21、吐温60、吐温61、吐温80、吐温81中的一种，所述改性助剂与水玻璃Ⅱ中二氧化硅的质量比为1％～10％。作为上述技术方案更进一步的改进，所述水性涂料专用消光粉包括以下重量份数的原料：水300～700份、二氧化硅粉末0.2～1份、水玻璃Ⅱ500～1250份、硫酸水溶液105～525份和改性助剂1～10份。作为上述技术方案更进一步的改进，其包括以下步骤：S1)向反应釜中加入700份水、1份粒径为3μm的沉淀法二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入二氧化硅浓度为10％的水玻璃Ⅱ和50％硫酸水溶液，并流的时间为60min，并流的温度为30℃；并流期间，待出现凝胶时，停止并流及停止加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，关闭搅拌并静置60min；再重新搅拌30min后，向反应釜中再加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，继续开始并流；反应釜中加入的水玻璃Ⅱ为1000份，硫酸水溶液为105份；S2)并流反应结束后，向反应釜中加入2.5份吐温80和2.5份数司盘80；硫酸调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化3h；S3)硫酸调节反应釜内溶液的pH值为2.5，再反应30min，即得反应产物；S4)对所述反应产物进行过滤、洗涤至电导率＜100μS，100～200℃干燥后粉碎直至反应产物的粒径为2.5～6μm，即得水性涂料专用消光粉。作为上述技术方案更进一步的改进，其包括以下步骤：S1)向反应釜中加入300份水、0.5份粒径为5μm的凝胶法二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为9；搅拌均匀后，再向反应釜中加入二氧化硅浓度为8％的水玻璃Ⅱ和25％硫酸水溶液，并流的时间为30min，并流的温度为50℃；并流期间，待出现凝胶时，停止并流及停止加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，关闭搅拌并静置90min；再重新搅拌30min后，向反应釜中再加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，继续开始并流；反应釜中加入的水玻璃Ⅱ为1250份，硫酸水溶液为210份；S2)并流反应结束后，向反应釜中加入5份吐温60和5份司盘60；硫酸调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化2h；S3)硫酸调节反应釜内溶液的pH值为3，再反应30min，即得反应产物；S4)对所述反应产物进行过滤洗涤至电导率＜100μS，100～200℃干燥后粉碎直至反应产物的粒径为2.5～6μm，即得水性涂料专用消光粉。另外，本专利技术还提供一种采用所述的制备方法制备的水性涂料专用消光粉。另外，本专利技术还提供所述的水性涂料专用消光粉在制备水性涂料中的应用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种水性涂料专用消光粉及其制备方法，本专利技术通过采用特殊的合成工艺：1)在反应前期添加二氧化硅粉末作为晶种，控制二氧化硅粒子的生长；2)在老化阶段采用特殊的改性助剂对二氧化硅表面进行进一步的表面改性，提高了二氧化硅与树脂之间的作用力；这将增加漆膜的交联密度，减少后期漆膜干燥后微裂纹的产生；让二氧化硅在水性体系中易分散、防沉性良好，漆膜具有透明性好并具有耐水性和抗刮伤性能。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。需要说明的是，本专利技术中水玻璃Ⅰ和水玻璃Ⅱ仅是用来将同一类型的信息彼此区分开。实施例1本实施例提供一种水性涂料专用消光粉的制备方法，其包括以下步骤：S1)向反应釜中加入700份水、1份粒径为3μm的沉淀法二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入二氧化硅浓度为10％的水玻璃Ⅱ和50％硫酸水溶液，并流的时间为60min，并流的温度为30℃；并流期间，待出现凝胶时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性涂料专用消光粉的制备方法，其特在于，包括以下步骤：S1)向反应釜中加入水、二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为8～11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并流的时间为30～120min，并流的温度为30～90℃；S2)并流反应结束后，向反应釜中加入改性助剂；调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化0.5～3h；S3)调节反应釜内溶液的pH值为2.5～3，再反应30min，即得反应产物；S4)对所述反应产物进行过滤、洗涤至电导率＜100μS，再在100～200℃干燥；干燥后粉碎直至反应产物的粒径为2.5～6μm，即得水性涂料专用消光粉；所述水性涂料专用消光粉的二氧化硅含量≥99％，BET比表面积为50～300m

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料专用消光粉的制备方法，其特在于，包括以下步骤：S1)向反应釜中加入水、二氧化硅粉末，用水玻璃Ⅰ调整溶液pH值为8～11；搅拌均匀后，再向反应釜中加入水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并流的时间为30～120min，并流的温度为30～90℃；S2)并流反应结束后，向反应釜中加入改性助剂；调节反应釜内溶液的pH值为9，90℃再老化0.5～3h；S3)调节反应釜内溶液的pH值为2.5～3，再反应30min，即得反应产物；S4)对所述反应产物进行过滤、洗涤至电导率＜100μS，再在100～200℃干燥；干燥后粉碎直至反应产物的粒径为2.5～6μm，即得水性涂料专用消光粉；所述水性涂料专用消光粉的二氧化硅含量≥99％，BET比表面积为50～300m2/g，孔隙体积为0.2～1.8ml/g；在步骤S1中，若并流过程中出现凝胶，停止并流及停止加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，并关闭搅拌并静置30～90min；重新搅拌30min后，向反应釜中再加入剩余的水玻璃Ⅱ和硫酸水溶液，继续开始并流；期间，静置和搅拌的时间不计入并流的时间。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水玻璃中二氧化硅的质量百分含量为8％～20％，所述硫酸水溶液中硫酸的质量百分含量为10％～50％。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述二氧化硅粉末由气相法、沉淀法或凝胶法进行制备，二氧化硅粉末的粒径D50为3～15μm；所述二氧化硅粉末与水玻璃Ⅱ中二氧化硅的质量比为0.2％～1％。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述改性助剂至少为KH550、司盘20、司盘21、司盘60、司盘61、司盘80、司盘81、吐温20、吐温21、吐温60、吐温61、吐温80、吐温81中的一种，所述改性助剂与水玻璃Ⅱ中二氧化硅的质量比为1％～10％。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水性涂料专用消光粉包括以下重量份数的原料：水300～700份、二氧化硅粉末0.2～1份、水玻璃Ⅱ500～1250份、硫酸水溶液105～525份和改性助剂1～10份。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡颖妮，胡湘仲，曾海浪，王善，喻宁亚，胡伟民，苏胜培，
申请(专利权)人：长沙凌玮新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43