一种色浆及其制备方法与流程

文档序号:14749998发布日期:2018-06-22 11:49阅读:942来源:国知局
本发明涉及颜料、色浆领域,具体而言,涉及一种色浆及其制备方法。
背景技术
:油性色浆是广泛应用于油漆、塑料加工、纺织领域,以黑色油性色浆为例,目前的制备方法主要包括:用高速分散机将碳黑色料和高沸点聚合物分散混合,然后用研磨机(砂磨机或者三辊机)进行研磨制得。目前市场上制备色浆普遍具有生产过程中,工艺流程冗长的缺点,需要的设备多且繁杂,整个生产过程的成本较高。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种色浆及其制备方法,其旨在改善现有的色浆工艺流程冗长的问题。本发明提供一种技术方案:一种色浆的制备方法,其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机,挤出。上述原料包括色料以及高沸点化合物;高沸点化合物的沸点高于220℃。在本发明较佳的实施例中,高沸点化合物选自二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯以及环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯增塑剂中的一种或多种。本发明还提供一种色浆,由上述色浆的制备方法制备而得。本发明实施例提供的色浆及其制备方法的有益效果是:制备色浆的工艺流程短、操作简单的优点。在节约制备成本的同时,也满足色浆的各项指标。利用本发明的色浆制备的方法制得的色浆具有:分散性好、着色力强的优点,具有优异的电气绝缘性,极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的一种色浆及其制备方法进行具体说明。一种色浆的制备方法,其包括将色浆的原料加入双螺杆挤出机,挤出。该原料包括色料以及高沸点化合物;高沸点化合物的沸点高于220℃。色料以及高沸点化合物采用双螺杆挤出机挤出,色浆的原料在双螺杆挤出中不断被混合、剪切,使得色料附聚体破碎而形成较小粒径的色料粒子。高沸点化合物吸附在色料的表面,增加色料粒子间的空间阻力和静电斥力,从而阻止色料粒子之间的重新聚集。双螺杆挤出机提高色料的分散效果的同时,双螺杆挤出机以全封闭、连续化的生产方式提高了生产效率与物料利用率,消除了粉尘污染。在本发明的实施例中,上述高沸点化合物选自二甲基硅油、乙烯基硅油、含氢硅油、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、己二酸二辛酯、以及环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯增塑剂中的一种或多种。优选地,在本发明较佳的实施例中,上述色料、高沸点化合物的质量比为18-33:82-77。进一步地,色料、高沸点化合物的质量比为18:82、33:77。在本发明较佳的实施例中,上色料、高沸点化合物的质量比为1:3。当色料以及高沸点化合物的质量比在18-33:82-77范围内时,色料在分散过程中,能被较好的湿润,提高螺杆对色料的剪切效率,使色料的分散效果更好,最终色浆的粒径更均匀。进一步地,在本发明较佳的实施例中,原料加入双螺杆挤出机之前,还包括用自动称量装置按比例称量原料中色料以及高沸点化合物。在本发明的其他实施例中,原料也可以手工添加或者采用压机添加入双螺杆挤出机。具体地,自动称量装置根据原料的配料比进行称量。自动称量装置包括控制装置、称重传感器、输送装置,称重传感器称量原料,控制装置控制输送装置将原料传送至双螺杆挤出机内。在本发明较佳的实施例中,控制装置、称重传感器、输送装置以及双螺杆挤出机的入料口均处于一个密封的空间内,避免色料在称量、输送过程中产生大量的灰尘,造成灰尘污染。需要说明的是,在本发明中,色料以及高沸点化合物可以混合后再加入双螺杆挤出机。相应地,色料以及高沸点化合物也可分别加入双螺杆挤出机,在双螺杆挤出机内进行混合。进一步地,双螺杆挤出机的螺杆长径比大于1:18,优选地,双螺杆挤出机的螺杆长径比大于1:44。进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述色料为炭黑,所述高沸点化合物为二甲基硅油。色料炭黑由于其结构的特殊性,原生粒径小、比表面积大、颗粒之间有着极强的作用力,在水中没有自分散性,且研磨过程极易发生膨胀,产生凝胶,是颜料中最难分散的品种之一。在本发明中,将炭黑与高沸点化合物全部投入双螺杆挤出机进行挤出。双螺杆的剪切力足够大,破坏炭黑的聚集体的同时,使炭黑粒子均匀地分散于溶液中。需要说明的是,在本发明的其他实施例中,上述色料为有机颜料或者无机颜料,例如钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄、酞菁绿、酞菁蓝等。进一步地,在本发明较佳的实施例中,上述原料还包括低沸点化合物,该低沸点化合物的沸点为100℃-200℃。优选地,上述低沸点化合物选自水、乙二醇以及环氧大豆油中的一种或多种。色料在螺杆作用力下破碎,色料的颗粒不断产生新的表面,高沸点化合物作为助剂,降低色料表面张力,这样就能使溶液中的色料不断产生新的表面,高沸点化合物与色料相互包裹、相互剪切,增加整个溶液的均匀性的同时,色料变为小分子物质,增加最终色浆的流动性。在螺杆不断的剪切,研磨过程中,高沸点化合物、低沸点化合物不断涌入大颗粒色料的裂缝中,浸润裂缝,导致色料聚集体颗粒的破碎,使色料均匀地分散于溶液中。进一步地,在低沸点化合物、色料以及高沸点化合物的体系中,色料粒子在整个体系中趋于稳定化。各粒子之间相互排斥,又各自牵引,整个体系存在一个平衡,新生的色料粒子不断被溶液包裹,不再团聚,同时满足了最终色浆的流动性以及粘度。在本发明较佳的实施例中,在原料中加入低沸点化合物(例如乙醇),在挤出步骤之后,还包括将挤出物于预设温度下蒸馏。具体地,预设温度低于高沸点化合物的沸点且高于低沸点化合物的沸点。在该预设温度下对挤出物进行蒸馏,将挤出物中低沸点化合物馏出,剩余的是浓度较高的色浆。本发明还提供一种色浆,由上述的色浆的制备方法制备而成。进一步地,本发明实施例提供的色浆用于对硅橡胶进行着色,该色浆分散性好、着色力强、无反应、无迁移,具有优异的电气绝缘性,极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1实施例1提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取180g炭黑、720g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物,混合,然后将混合物投入双螺杆挤出机,挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:18。实施例2实施例2提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取180g炭黑、720g二甲基硅油,混合,然后将混合物投入双螺杆挤出机,挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:47。实施例3实施例3提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取250g炭黑、750g二甲基硅油混合,然后将混合物投入双螺杆挤出机,挤出。实施例4实施例4提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取330g炭黑、670g二甲基硅油混合均匀,然后将混合物投入双螺杆挤出机,挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:25。实施例5实施例5提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取200g炭黑、800g乙烯基硅油、含氢硅油以及邻苯二甲酸二辛酯的混合物,混合后将混合物投入双螺杆挤出机,挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:44。实施例6实施例6提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:将170g炭黑、800g乙烯基硅油、30g的乙二醇投入双螺杆挤出机,挤出。双螺杆挤出机的螺杆长径比为1:48。对比例1对比例1提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取180g炭黑、720g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物,混合,然后将混合物投入三辊机研磨中进行研磨。对比例2对比例2提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取100g炭黑投入三辊机,再取900g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物投入三辊机研磨。对比例3对比例3提供一种色浆,其主要由以下步骤制得:取500g炭黑、500g二甲基硅油与乙烯基硅油混合物,混合,然后将混合物投入三辊机研磨中进行研磨。试验例1本试验例测试本发明实施例1提供的色浆对其外观进行测试与表征。具体地,在A4白纸上一次性挤压本发明实施例1提供的色浆至堆积厚度3~4mm,通过色浆堆积中心将A4纸折叠,摊开白纸后胶堆形成蝴蝶状。此时观察实施例1提供的色浆的颜色是否均匀及有无颗粒。通过对本发明实施例1提供的色浆进行上述观察,可以看出于A4纸上,色浆呈现均匀的黑色,且无颗粒。由此可以看出,采用本发明实施例1的方法制备得到的色浆的外观表征达到要求。说明采用双螺杆挤出机直接剪切、研磨色浆原料的方式能够达到色浆的工艺标准,同时具有工艺流程短、操作简单的优点。试验例2对本发明实施例1-6、对比例1-3提供的色浆进行粒径检测、外观进行测试与表征。挥发度:准确称取一定量样品置于带盖称量瓶中,放人干燥箱中150℃烘3h,测定试样质量损失。测试结果如表1所示。表1实施例与对比例性质对比组别外观色浆粒径挥发度/%实施例1颜色均匀、无颗粒18um0.32实施例2颜色均匀、无颗粒19um0.35实施例3颜色均匀、无颗粒24um0.29实施例4颜色均匀、无颗粒22um0.33实施例5颜色均匀、无颗粒26um0.34实施例6颜色均匀、无颗粒25um0.31对比例1有悬浮物、颜色不一60um0.58对比例2有悬浮物、颜色不一65um0.62对比例3有悬浮物、颜色不一78um0.64由表1中的数据可知,本发明实施例1-6提供的色浆的粒径均小于30um,对比例1-3提供的色浆的粒径分别为60um、65um、78um,可以看出,对比例1-3提供的色浆粒子的粒径均很大。通常细度越小,色浆的光泽度越高,分散效果和储存稳定性也越好。可能是由于对比例1-3所采用的设备不能对色浆原料中的色料进行很好的剪切与研磨。此外,实施例1-6提供的色浆的外观测试表征均表现出颜色均匀、无颗粒。对比例1-3提供的色浆有悬浮物、颜色不一;可以看出采用双螺杆挤出机挤出的色浆质地均匀,分散性好,流动性佳。实施例1-6提供的色浆的挥发度远小于对比例1-3提供的色浆的挥发度。说明了双螺杆挤出机有利于色料脱除小分子物质、低沸点物质,色料中小分子物质(例如水)减少。采用双螺杆挤出机挤出色浆,使色浆的分散效果更佳,色料粒径分布更均匀。增加色浆的浓度和展色性能,色浆的遮盖力越好,调色时用量就越少,同时调色成本也越低。所以,本发明提供的色浆及其制备方法具有工艺流程短、操作简单的优点。在节约制备成本的同时,也满足色浆的各项指标。该色浆具有分散性好、着色力强等优点,具有优异的电气绝缘性,极佳的耐候、耐臭氧和抗化学侵蚀性能。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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