一种零VOC排放的POS机用色浆制造技术

本发明专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉40~60份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。本发明专利技术克服了现有技术中的POS机用色浆无法完全避免VOC排放的缺陷，通过采用特殊结构的设计表面活性剂能够实现真正的零VOC排放的优点，同时还具有高稳定性的特点，使得各批次色浆之间的性能能够始终保持一致。

【技术实现步骤摘要】
一种零VOC排放的POS机用色浆
本专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种零VOC排放的POS机用色浆。
技术介绍
零售店调色系统的组成包括基漆、色浆、调色机、振荡设备、颜色配方、颜色管理软件和销售工具。零售店调色系统用色浆又称POS(PointofSales，销售点)机用色浆，是调色系统最重要的核心之一，通常消费者在零售店购买的色漆就是通过在乳胶漆中加入POS机用色浆制得的。目前，随着社会对于环保的要求不断的提升，我国对水性建筑涂料中VOC（挥发性有机化合物）、游离甲醛、苯系物等有害物质限量的要求不断提高，因此市场上逐渐出现了“抗甲醛”、“低VOC”、“超低VOC”等功能的涂料，甚至还推出了号称“零VOC”的乳胶漆产品。然而这种“无添加”乳胶漆只有在搭配了同样零VOC排放的色浆后才能真正调制出“零VOC”涂料。因此，对于零VOC排放的色浆的开发则是亟需研发的方向。POS机用色浆一般由水、表面活性剂、保湿剂、流变改性剂、防霉杀菌剂、消泡剂、pH调节剂、颜填料等组成，其中可能含有VOC成分的有表面活性剂、保湿剂、流变改性剂、pH调节剂等，使用低VOC的助剂可以有效降低色浆的气味。然而目前在POS机用色浆领域中，其中的助剂仍然还无法完全避免VOC的排放。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的POS机用色浆无法完全避免VOC排放的缺陷，提供了一种零VOC排放的POS机用色浆。为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种零VOC排放的POS机用色浆，按照重量份数计包括：水50份、色粉30~45份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。表面活性剂能够保证色浆的稳定性，通常在色浆中的各个助剂中其添加量的占比较大。现有技术中的POS机用色浆所使用的表面活性剂通常为小分子量的表面活性剂，由于其分子量较小，因此容易分解以及挥发，从而形成VOC排放至空气中污染环境，尤其在表面活性剂添加量较大的前提下更是如此。同时，现有技术中虽然也有聚合物基的表面活性剂，但是聚合物基表面活性剂由于其粘度相对较高，因而容易在实际应用过程中产生大量的气泡，影响最终的实际使用效果。此外，现有的表面活性剂中还经常会使用烷基酚聚氧乙烯醚类的化合物，这些化合物具有生物降解缓慢的特点，并且在生物降解过程中会形成例如壬基酚、辛基酚、壬基酚聚氧乙烯醚以及辛基酚聚氧乙烯醚等环境激素化学物质，从而干扰人体激素正常分泌，威胁人体健康。本专利技术中所使用的表面活性剂为聚合物基表面活性剂，其本身分子量较大，因而难以挥发形成VOC。同时其本身分子结构中的有机硅结构性质较为稳定，不易降解，因而防阻断了因为降解而导致的VOC的形成，从而真正达到了零VOC的目的。此外，本专利技术中的表面活性剂虽然为聚合物基的表面活性剂，但是本身的超支化结构，使得其相较于线性以及交联聚合物而言其粘度较低，在使用过程中具有良好的消泡抑泡的效果。同时，有机硅结构的内核使其具有极低的表面张力，从而能够破坏泡沫的产生条件，而磷酸酯结构的端基由于其同样可以降低溶液的表面张力，而使得泡沫薄膜中的水分减粘而加速破泡，两种结构相互配合能够大大降低泡沫的形成几率。此外，超支化结构的表面活性剂使其具有良好的溶解性，使其在添加量较大的情况下仍然能够达到其分散作用。同时在其分散至溶液中时，小分子结构的色粉、保湿剂、流变改性剂等成分能够扩散至其内部的空隙中，从而使得色浆的贮存稳定性大大提升，不会在储存过程中出现分层、结块以及沉降的现象。同时，有机硅结构的耐高低温效果较好，因此本专利技术中的这种色浆不仅在常温下具有良好的贮存，还具有良好的热贮存以及冻融稳定性。作为优选，所述零VOC表面活性剂的制备方法如下：（S.1）将甲基氢环硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，发生硅氢加成反应，到有机硅核心A；其反应式如下式（1）所示：式（1）（S.2）将有机硅核心A、二甲基氯硅烷、有机溶剂以及催化剂氯化铁加入到反应釜中，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；其反应式如下式（2）所示：式（2）（S.3）将有机硅核心B、2-丁烯-1,4-二醇、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，再次发生硅氢加成反应，得到多元醇；其反应式如下式（3）所示：式（3）（S.4）将得到的有机硅多元醇与五氧化二磷混合，升温搅拌反应一定时间后，加入碱液中和，然后经过萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。其反应式如下式（4）所示：式（4）本专利技术中的零VOC表面活性剂的超支化结构采用多步构建的方式，依次从内至外依次形成有机硅核心、烷烃内层以及磷酸酯外层，因此其具有结构规整可控的优点，从而其性能能够始终保持一致，提升了色浆各批次之间的稳定性。作为优选，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。作为优选，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。作为优选，述步骤（S.2）中二甲基氯硅烷的摩尔量为有机硅核心A中烷氧基摩尔量的3~4倍，反应温度为40~60℃。作为优选，所述步骤（S.3）2-丁烯-1,4-二醇的摩尔量为有机硅核心B中硅氢键的摩尔量的1~1.5倍，硅氢加成反应温度在75~90℃之间。作为优选，所述步骤（S.4）中五氧化二磷的摩尔量为有机硅多元醇中羟基摩尔量的1/4~1/2，反应温度为65~75℃，搅拌反应时间3~6h。作为优选，所述零VOC表面活性剂还经过超临界二氧化碳处理。作为优选，所述超临界二氧化碳处理时的压力为10~25MPa，温度为35~45℃，超临界处理时间为1~5h。作为优选，所述流变改性剂由第一改性二氧化硅以及第二改性二氧化硅按照质量比（1~3）：1复配得到，其两者的制备方法如下：（a）二氧化硅表面改性：将气相法二氧化硅分散在水溶液中，形成并在水溶液中加入等质量的硅烷偶联剂KH-570，30~50℃下搅拌反应0.5~1.5h后，过滤水洗烘干，得到硅烷改性二氧化硅；（b）第一改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化硅分散于水中，加入丙烯酰胺以及过硫酸钾，搅拌条件下升高温度至85~95℃，反应0.5~1.5h后，降至室温，然后在搅拌条件下将反应液滴加至甲醇中，过滤得滤渣，烘干研磨后得到第一改性二氧化硅；其中硅烷改性二氧化硅、丙烯酰胺以及过硫酸钾的质量之比为100：（20~30）：（1~3）；（c）第二改性二氧化硅制备：将硅烷改性二氧化分散于水中，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，按照重量份数计包括：水50份、色粉30~45份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；/n其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，按照重量份数计包括：水50份、色粉30~45份、零VOC表面活性剂10~20份、保湿剂10~15份、流变改性剂5~10份、pH调节剂1~5份以及功能性添加剂0~5份；
其中，所述零VOC表面活性剂为核心为有机硅结构，端基结构为磷酸酯结构的超支化聚合物。


2.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述零VOC表面活性剂的制备方法如下：
（S.1）将甲基氢环硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，发生硅氢加成反应，得到有机硅核心A；
（S.2）将有机硅核心A、二甲基氯硅烷、有机溶剂以及催化剂氯化铁加入到反应釜中，得到端基为硅氢结构的有机硅核心B；
（S.3）将有机硅核心B、2-丁烯-1,4-二醇、有机溶剂以及铂催化剂加入到反应釜中，再次发生硅氢加成反应，得到多元醇；
（S.4）将得到的有机硅多元醇与五氧化二磷混合，升温搅拌反应一定时间后，加入碱液中和，然后经过萃取提纯，得到零VOC表面活性剂。


3.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.1）中甲基氢环硅氧烷中硅氧链节的数量为3~8，乙烯基三甲氧基硅烷与甲基氢环硅氧烷中的硅氢基团的摩尔比为（1~1.2）：1，硅氢加成反应温度在75~90℃之间，反应时间1~5h。


4.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.2）中二甲基氯硅烷的摩尔量为有机硅核心A中烷氧基摩尔量的1~1.5倍，反应温度为40~60℃，反应时间5~8h。


5.根据权利要求2所述的一种零VOC排放的POS机用色浆，其特征在于，所述步骤（S.3）2-丁烯-1,4-二醇的摩尔量为有机硅核心B中硅氢键的摩尔量的1~1.5倍，硅氢加成反应温度在75~90℃之间，反应时间3~5h。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君，郑慧娜，马春福，
申请(专利权)人：浙江纳美新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33