专利名称：一种环保颜料的制作方法
技术领域：
本发明涉及手工艺雕塑、美术绘画颜料技术领域，特别涉及一种无毒、不易挥发、并且可以长久保存的环保颜料。
背景技术：
鉴于传统的颜料对环境和人体健康巨大的负面影响，近些年各种环保颜料新产品 的研究倍受关注，环保颜料也成为颜料制造业发展的热点方向之一。环保颜料一般分为高 固体分颜料、水基型颜料和粉尘颜料。高固体分颜料是通过提高颜料中固体分含量来减少 有机溶剂，或利用其它非挥发性有机化合物(以下简称V0C)的有机溶剂如丙酮等最终达到 减少VOC的目的，但是操作复杂，且须严格控制以防有机溶剂挥发引起火灾和爆炸；水基型 颜料以水为分散介质，生产能耗大，运输储藏不便；粉尘颜料是粉末状物质，为95%以上固 体含量，不含有机溶剂，但是粉尘容易造成空气污染，发生爆炸引起火灾。结合水基型颜料 和粉尘颜料的优点制备新型颜料是颜料今后发展的方向。中国发明专利公开号“CN1948406”发明名称为“含无机颜料的高温固化水性喷墨 墨水”的专利公开了一种环保颜料，其特征是至少包括无机颜料，水溶性合成树脂、有机单 体及共聚物，所述无机颜料包括含有单一金属氧化物及硫化物所组成的单一型、固溶型颜 料，或是由至少二种金属氧化物与硫化物所组成的填充型颜料，当然也包括各种金属微粉； 所述水溶性合成树脂是包括醇酸树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、脲醛树脂中的一种或多 种，当然也包括这些树脂的改性物；所述有机单体及共聚物包括二缩三丙二醇二丙烯酸脂、 1,6-乙二醇二丙烯酸脂、三甲基丙烷三丙烯酸脂、季戊四醇三丙烯酸脂等丙烯酸脂类聚合 物。该种环保颜料虽然其污染较小，但是该种环保颜料并没有减少易挥发物的产生。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种无毒、不易 挥发、并且可以长久保存的环保颜料。本发明的目的通过下述技术方案实现一种环保颜料，其主要由低VOC丙烯酸乳 液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂、填充料、助剂、防腐剂、水、钛白粉、着色剂组成；本发明的环保颜料的主要原料的成分和质量百分比是低VOC 丙烯酸乳液20. 0-35. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂1.0-3.0%;填充料5.0-20.0%;助剂0.2-1.0%;防腐剂0.1%水34.0-72.2%钛白粉1.0-5.0%着色剂0.5-2%
以上所述的低VOC丙烯酸乳液为低VOC纯丙烯酸乳液、低VOC改性丙烯酸乳液、 低VOC纳米丙烯酸乳液中的一种或两种的混合物。以上所述的助剂为增稠剂。所述的填充料为白炭黑、轻质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、微球中的任意一种或者两 种以上的混合物。所述的填充料的粒径为2-100um 。所述的防腐剂为卡松。所述的着色剂为有机色粉或荧光色粉中任意一种或两种以上的混合物。本发明与现有技术相比，具有如下优点比常规的颜料而言具有无毒、不易挥发、 并且可以长久保存的特点。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但实施方式并不限于此。本发明所提到的VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英 文缩写。其定义有好几种，例如，美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光 化学反应的有机化合物。美国联邦环保署(EPA)的定义挥发性有机化合物是除CO、C02、 H2C03、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应的碳化合物。世界 卫生组织(WH0，1989)对总挥发性有机化合物(TVOC)的定义为，熔点低于室温而沸点在 50 260°C之间的挥发性有机化合物的总称。有关色漆和清漆通用术语的国际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN 55649-2000标准对VOC的定义是，原则上，在常温常压下，任何能 自发挥发的有机液体和/或固体。同时，德国DIN 55649-2000标准在测定VOC含量时，又 做了一个限定，即在通常压力条件下，沸点或初馏点低于或等于250°C的任何有机化合物。 巴斯夫公司则认为，最方便和最常见的方法是根据沸点来界定哪些物质属于V0C，而最普遍 的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250°C的化学物质。所以沸点超过250°C的那些 物质不归入VOC的范畴，往往被称为增塑剂。这些定义有相同之处，但也各有侧重。如美国的定义，对沸点初馏点不作限定，强 调参加大气光化学反应。不参加大气光化学反应的就叫作豁免溶剂，如丙酮、四氯乙烷等。 而世界卫生组织和巴斯夫则对沸点或初馏点作限定，不管其是否参加大气光化学反应。国 际标准ISO 4618/1-1998和德国DIN55649-2000标准对沸点初馏点不作限定，也不管是否 参加大气光化学反应，只强调在常温常压下能自发挥发。可将这些VOC的定义分为二类，一类是普通意义上的VOC定义，只说明什么是挥发 性有机物，或者是在什么条件下是挥发性有机物；另一类是环保意义上的定义，也就是说， 是活泼的那一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物。非常明显，从环保意 义上说，挥发和参加大气光化学反应这两点是十分重要的。不挥发或不参加大气光化学反 应就不构成危害。这也就是欧洲将溶剂按光化臭氧产生潜力来分类的原因；本发明中的低 VOC标准采用GB50325-2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中，对于I类民用建筑 工程规定即总挥发性有机化合物(TVOC) ( 0. 5mg/m3。本发明所采用的防腐剂卡松的化学名称5_氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮和 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(异噻唑啉酮Isothiazolinones)；商品名称卡松凯松英文名Kathon ；CAS No. 26172-55-4,2682-20-4 ；分子式C4H4C1N0S+C4H5N0S ；分子量 149. 56+115. 06 ；质量标准Q/SH006_1998。该种卡松的物化性能为本品是上述混合物的水溶液，外观为浅琥珀色透明液体，气味温和，相对密度(20/4) 1. 19粘度(23)5. Ompa. s，凝固点-18-21. 5，pH3. 5-5. 0，它易溶 于水，低碳醇和乙二醇。最佳使用PH值4-8，pH > 8时稳定性下降，室温下贮存一年，50时 贮存半年，活性下降很少，高温贮存活性下降，它可与阴离子、阳离子、非离子和各种离子型 的乳化剂、蛋白质配伍。本发明所采用的低VOC丙烯酸乳液为低VOC纯丙烯酸乳液、低VOC改性丙烯酸乳 液、低VOC纳米丙烯酸乳液中的一种或两种的混合物。本发明所采用的填充料为白炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、微 球中的任意一种或者两种以上的混合物；优选的，采用白炭黑、或是白炭黑与其它填料的组 合物。本发明的填料还可以采用本领域常用的轻质填料，只要不对本发明的发明目的产生 限制即可。在现有技术中，为了达到轻质的效果，通常采用微球填料(包括中空微球)。发明 人发现，用白炭黑完全或部分取代价格昂贵的中空微球，可以很大程度地降低粘土的成本。 其中白炭黑具有高孔容，密度低，分散性好等优良性能。另外，本产品本发明的填料的粒径 可以采用传统的轻质填料的粒径的大小范围。粒径太大，则产品粗糙，并具有颗粒感粒 径太小，使产品细腻光滑，但增加重量，使产品的密度增大。本发明的轻质填料的粒径优选 2-100um范围内。本发明所采用的着色剂为有机色粉或荧光色粉中任意一种或两种以上的混合 物；总之采用本领域技术人员能够容易地根据所需的粘土选择合适的颜料即可。例如，作为 黑色颜料的可以是炭黑、橡胶炭黑等。作为黄色颜料的可以例如但不限于耐晒黄、永固黄、 氧化铁黄、锌黄、镍钛黄、拿浦黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、喹啉黄、酒石黄等。作为 橙色颜料的可以例如但不限于钼橙、永久橙等。作为红色颜料的可以例如但不限于耐晒 红、永固红、氧化铁红、深茜红、绯红色淀、立索尔红、吡唑啉酮红、色淀红D、曙红色淀、若丹 明色淀B、茜素色淀等。作为褐色颜料的例如但不限于棕土、黄土、烧赭石、富铁煅黄土等。 作为紫色颜料的可以例如但不限于永固紫、氧化铁紫、甲基紫色淀等。作为蓝色颜料的可 以例如但不限于酞菁蓝、群青、普鲁士蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、阴丹士林蓝 等。作为绿色颜料的可以例如但不限于酞菁绿、颜料绿B、孔雀绿色淀、萘酚绿等。作为白 色颜料的可以例如但不限于二氧化钛、锌白、硫酸锌等。上述颜料可以单独使用，也可以两 种或多种组合使用。实施例1本实施例中，低VOC丙烯酸乳液为低VOC纯丙烯酸乳液，填充料为重质碳酸钙，着 色剂为钛白粉。该种白色环保颜料的主要原料的成分和质量百分比是低VOC纯丙烯酸乳液20. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂3. 0% ；重质碳酸钙20.0%;助剂0.6%;防腐剂卡松0.1%;
水51.3%;钛白粉5.0%.实施例2本实施例中，低VOC丙烯酸乳液为低VOC改性丙烯酸乳液，填充料为重质碳酸钙 和高岭土，着色剂为炭黑。该种黑色环保颜料的主要原料的成分和质量百分比是低VOC改性丙烯酸乳液21. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂3. 0% ；重质碳酸钙10.0%;高岭土10.0%;助剂0. 6% ；防腐剂卡松0.1%;水51.3%钛白粉3.0%;碳黑1.0%。实施例3本实施例中，低VOC丙烯酸乳液为低VOC改性丙烯酸乳液，填充料为重质碳酸钙 和轻质碳酸钙，着色剂为荧光紫色粉。该种荧光紫色环保颜料的主要原料的成分和质量百 分比是低VOC改性丙烯酸乳液35. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂1. 0% ；重质碳酸钙2.50%;轻质碳酸钙2.50%;助剂1. 0% ；防腐剂卡松0.1%;水52.9%;钛白粉3.0%;荧光紫色粉2.0%。实施例4本实施例中，低VOC丙烯酸乳液为低VOC改性丙烯酸乳液，填充料为重质碳酸钙 和轻质碳酸钙，着色剂为荧光蓝色粉。该种荧光蓝色环保颜料的主要原料的成分和质量百 分比是低VOC改性丙烯酸乳液20. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂1. 0% ；重质碳酸钙2.50%;轻质碳酸钙2.50%;助剂0. 2% ；防腐剂卡松0.1%;水72.2%;钛白粉1.0%;
荧光蓝色粉0.5%。实施例5本实施例中，低VOC丙烯酸乳液为低VOC改性丙烯酸乳液，填充料为重质碳酸钙和轻质碳酸钙，，着色剂为永固黄。该种黄色环保颜料的主要原料的成分和质量百分比是低VOC改性丙烯酸乳液35. 0% ；低VOC的丙烯酸酯增稠剂3. 0% ；重质碳酸钙10.0%;轻质碳酸钙10.0%;助剂；防腐剂卡松0.1%;/K34. 0% ；钛白粉5.0%;永固黄1.9%。以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种环保颜料，其特征在于，一种环保颜料，其主要由低VOC丙烯酸乳液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂、填充料、助剂、防腐剂、水、钛白粉、着色剂组成；其成分和质量百分比是低VOC丙烯酸乳液 20.0-35.0％；低VOC的丙烯酸酯增稠剂 1.0-3.0％；填充料 5.0-20.0％；助剂0.2-1.0％；防腐剂0.1％水34.0-72.2％；钛白粉1.0-5.0％；着色剂0.5-2％.
2.根据权利要求1所述的环保颜料，其特征在于所述的低VOC丙烯酸乳液为低VOC 纯丙烯酸乳液、低VOC改性丙烯酸乳液、低VOC纳米丙烯酸乳液中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的环保颜料，其特征在于所述的助剂为增稠剂，所述的防腐剂 为卡松。
4.根据权利要求1所述的环保颜料，其特征在于所述的填充料为白炭黑、轻质碳酸 钙、硅藻土、滑石粉、微球中的任意一种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的环保颜料，其特征在于填充料的粒径为2-lOOum。
6.如权利要求1所述的环保颜料，其特征在于所述的着色剂为有机色粉或荧光色粉 中任意一种或两种以上的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种环保颜料，由低VOC丙烯酸乳液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂、填充料、助剂、防腐剂、水、钛白粉、着色剂组成；其成分和质量百分比是低VOC丙烯酸乳液20.0-35.0％；低VOC的丙烯酸酯增稠剂1.0-3.0％；填充料5.0-20.0％；助剂0.2-1.0％；防腐剂0.1％；水34.0-72.2％；钛白粉1.0-5.0％；着色剂0.5-2％。本发明与现有技术相比，具有如下优点比常规的颜料而言具有无毒、不易挥发、并且可以长久保存的特点。
文档编号C09D133/02GK101805550SQ200910189489
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者饶来帮 申请人:深圳云之彩美术工艺用品有限公司