一种水性改性涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及水性涂料技术领域，具体为一种水性改性涂料及其制备方法。


背景技术：

2.水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，水性涂料被分为两大类：天然物质或矿物质(如硅酸钾)的天然水性涂料和人工合成树脂(如丙烯酸树脂)的石油化工水性涂料。
3.水性涂料在制造过程中，主要分为浆料制备
→
涂料混合
→
过滤包装，浆料制备过程，是将水与助剂进行混合分散，由于水和助剂自然混合的情况下，受外界温度因素影响较大，直接混合的方式，必然会造成时间长效率低的问题，同时涂料混合过程中，由于颜料或原料中容易存在一些颗粒物，针对颗粒物，传统的处理方式，一般都在涂料制作完成后，通过筛网进行过滤，对于过滤后的颜料颗粒物或原料颗粒物进行废弃处理或者重新加工再利用，此过程中，必然造成资源的浪费或着额外成本的增加，本发明提供一种水性改性涂料及其制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种水性改性涂料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的1.浆料制备过程中，由于水与助剂受外界温度影响较大，直接进行混合分散，造成分散时间长、效率低的问题；2.对于涂料中存在的颜料颗粒物或原料颗粒物，废弃处理或者再加工处理，造成资源以及额外成本增加的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种水性改性涂料及其制备方法，水性涂料包括原料和助剂，原料为水溶性环氧树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性聚酯树脂、水溶性丙酸树脂中的任意一种，助剂包括水、稳定剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、分散剂、消泡剂、防腐剂、表面活性剂、增稠剂、ph调节剂、防冻剂和成膜助剂，原料与助剂按1：(0.75～0.9)的组份比经搅拌混合制成成品水性改性涂料。
7.水性改性涂料的制备流程包括如下：
8.s1.浆料分散：将水、分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃～45℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25～30min；
9.s2.浆料混合：浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至55℃～70℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10～15min；
10.s3.涂料制备：加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌15～20min，检测出料；
11.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
12.其中，s1步骤中分散剂为有机分散剂，分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸
钠的任意一种，消泡剂为水溶性消泡剂，消泡剂为eva乳液、胶乳、高分子胶、乳液聚合、丙烯酸乳的任意一种，防腐剂为联苯酚、甲酚、二甲苯酚的任意一种，所述s1中的水、分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂和防腐剂组份占比为2：(1.3～1.5)：(1.4～1.6)：(1.4～1.5)：(1.1～1.3)。
13.其中，s2步骤中稳定剂为季铵盐类、叔胺类、硅化物的任意一种，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、烷基糖苷的任意一种，原料、稳定剂、表面活性剂的组份占比为1：(0.2～0.4)：(0.3～0.5)。
14.其中，s3步骤中，增稠剂为聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯的任意一种，ph调节剂为氨甲基丙醇，防冻剂为乙二醇和丙二醇的任意一种，成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种，消泡剂为eva乳液、胶乳、高分子胶、乳液聚合、丙烯酸乳的任意一种，水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂的组份占比为3：(1.2～1.4)：(1.2～1.3)：(1.1～1.3)：(1.3～1.5)：(1.1～1.2)。
15.其中，s1步骤中，搅拌桨随温度的变化按由快到慢进行搅拌，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min。
16.其中，s2步骤中，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1、本涂料制备方法中，在浆料制备的过程中，采用搅拌配合循环加热的方式，有效提高了水和助剂分子的活跃性，同时温度加热过程中，搅拌速率与之相配合，可在短时间内达到水与助剂的最佳混合效果，同时也有效减小搅拌桨转动过程中产生的阻力，因此，有效的缩短了浆料的制备进程。
19.2、本涂料制备方法中，对于颜料颗粒物和原料颗粒物采用短时间内高温加压粉碎的方式，使得颜料颗粒物和原料颗粒物最大限度的融于涂料溶液中，实现了对资源充分利用，有效的避免了过滤后的颗粒物废弃或再加工，造成资源浪费以及增加额外成本的问题。
附图说明
20.图1为本发明的制备流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一
23.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
24.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
25.s1.将10份原料与7.8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
26.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温
度调节至55℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10min；
27.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌15min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
28.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
29.其中，s3步骤中，待涂料冷却的过程中，添加的水相当于涂料三～五倍，来充分稀释，稀释完成后，即可添加后续助剂(增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂)进行搅拌混合；
30.其中，s1步骤中加热以及s2步骤中的加压混合过程中的加热过程采用缓慢的加热形式，s1步骤中的缓慢加热配合消泡剂可以达到更好的消泡效果；
31.其中，s1步骤中，搅拌桨随温度的变化按由快到慢进行搅拌，主要为配合不同温度下浆料的物理特性，在保证分散效率的同时，减小搅拌桨产生的阻力。
32.实施例二
33.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
34.s1.将10份原料与8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至45℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
35.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至55℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10min；
36.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌15min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
37.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
38.实施例三
39.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
40.s1.将10份原料与9份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散30min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
41.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至55℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10min；
42.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌15min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
43.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
44.通过实施例一～实施例三得知，在保证浆料混合、涂料制备和过滤包装的加工条件不变下，对浆料的分散效率进行对比分析，对比分析情况如下表所示：
45.项目原料(份)助剂(份)加热温度(℃)搅拌时间(min)分散效率(％)实施例一107.830℃25min95.3％实施例二10845℃25min94.8％
实施例三10930℃30min95.1％
46.通过上表分析得知，实施例一～实施例三在不同加热温度和搅拌时间的情况下，分别对分散效率影响，具体为，以实施例一作为参照，实施例一与实施例二之间采用相同的搅拌时间，实施例二的加热温度要高于实施例一，在相同的搅拌时间下，两者分散效率近乎相同，而实施例一与实施例三之间采用相同的加热温度，实施例三的搅拌时间要大于实施例一，两者分散效率也近乎相同，然而从原料与助剂的物理特性分析，由于原料和助剂混合后，助剂内含有微量的水分，当加热温度45℃时，混合液中会出现微蒸发现象，随着水分的流失，混合溶液的粘稠度变高，对溶液的分散必然造成一定的影响，达不到最佳的分散效果，而实施例一与实施例三分散效率几乎相同，说明与搅拌时间之间没有必然联系，时间越长对分散进程造成一定影响，温度越高对分散效率的影响越大，通过上述分析，浆料的分散最佳温度范围区间为30℃＜38℃为最佳，时间保持于25min，因此，实施例一为最佳的方案。
47.实施例四
48.s1.将10份原料与7.8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
49.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至55℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10min；
50.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌10min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
51.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
52.实施例五
53.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
54.s1.将10份原料与7.8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
55.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至60℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合15min；
56.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌17min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
57.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
58.实施例六
59.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
60.s1.将10份原料与7.8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
61.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至70℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合10min；
62.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌15min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
63.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
64.实施例七
65.一种水性改性涂料及其制备方法，包括如下：
66.s1.将10份原料与7.8份的助剂(分散剂、颜料(着色颜料和体质颜料)、消泡剂、防腐剂)投入加工罐内且启动加热器，将温度调节至30℃，配合搅拌桨对浆料进行分散25min，搅拌桨的转速区间为100r/min～300r/min；
67.s2.浆料分散完成后，向加工罐内投入原料且加入稳定剂和表面活性剂，将加热温度调节至70℃，密封罐体配合搅拌桨对浆料和原料进行加压混合15min；
68.s3.加压混合结束后，形成半成品涂料，待涂料冷却后，加入水、增稠剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂和消泡剂，搅拌17min，搅拌桨的转速区间为200r/min～350r/min，混合完成后，检测出料；
69.s4.过滤包装：通过筛网对制备完成的涂料进行过滤，过滤后由容器进行分装。
70.实施例四～实施例七与实施例一相同原料、助剂的组份下，分别对半成品涂料中颗粒物的粉碎效果进行对比分析，对比分析情况如下表所示：
[0071][0072][0073]
通过上表，实施例一与实施例四对比时，在保持加热温度、加热温度不变的情况，涂料中颗粒物粉碎率为相同，由于混合搅拌属于涂料溶液冷却后加工进程，因此混合时间与涂料溶液加热没有关联，不参与实质对比，实施例四与实施例六对比时，相同的加热时间下，加热温度越高，涂料中颗粒物粉碎率越高，因此，加热温度为涂料中颗粒物粉碎决定性因素，在实施例六与实施例七对比时，在相同加热温度下，时间越长，容易造成水份流失过多的问题，因此，对涂料造成一定的影响，综合上述，高温、高压的情况下，保持在最佳的时间内，涂料中颗粒物粉碎率将达到最佳效果，同时对涂料的影响降到最低，因此，实施例六为最佳的方案。
[0074]
进一步说明，s4步骤中，筛网对涂料溶液中碎化后的颗粒物提供过滤，对于此类的颗粒物可以废弃处理，相对于原有的颗粒物来说，达到了资源的充分利用同时，将成本控制到最低。
[0075]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。