一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方的制作方法
【专利摘要】一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料新配方，在乳液涂料中加入特定长径比的玻璃纤维微粉，其组成为：（a）聚合物乳液，用量为35-40%；（b）无机填料，用量为35-40%；（c）增稠剂，用量为0-0.2%；（d）长径比介于20:1-30:1之间的玻璃纤维微粉，用量为0.5-5%；（e）其他助剂，用量为0-2%；（f）纯净水，用量为20-25%。本发明的乳液涂料配方采用特定长径比的玻璃纤维微粉对乳液涂料进行填充改性，实现乳液涂料稳定性、触变性的明显提高。所述的乳液涂料配方可广泛使用于聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、苯丙树脂等乳液涂料中，在不改变乳液涂料的基础配方、生产工艺及生产设备的前提下，有效提高乳液涂料的加工、储运性能和涂刷性能。
【专利说明】一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性的乳液涂料，特别是涉及一种含特定长径比玻璃纤维微粉的 高触变性乳液涂料新配方。
【背景技术】
[0002] 触变性是指液体在剪切作用下可由粘稠状态变为流动性较大的状态，而当剪切作 用取消后，液体又重新恢复到原先粘稠状态的性能。触变性是决定涂料质量的重要因素。良 好的触变性可以保证涂料在涂刷过程中具有较低的粘度，有利于涂刷工作的进行，并可以 提高涂料的流平性，同时也可以促进涂料涂刷后粘度的迅速上升，避免涂刷后流挂现象的 发生；而且良好的触变性有利于涂料储存和运输过程中的稳定性。因此，提高涂料的触变性 能是提高涂料综合性能的重要方法。
[0003] 目前，玻璃纤维微粉主要是由玻璃纤维拉丝时产生的废丝经过球磨等工业手段制 备得到。由于其相对低廉的价格，目前玻璃纤维微粉主要作为复合材料的增容填料使用。 根据不同的球磨工艺和加工方法，可以获得不同长径比的玻璃纤维微粉。其中，长径比介于 20:1-30:1之间的玻璃纤维微粉为较高长径比的玻璃纤维微粉。玻璃纤维微粉从未作为触 变剂在涂料或其它行业中使用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，采用特 定长径比的玻璃纤维微粉对乳液涂料进行填充改性，能够显著提高乳液涂料的触变性，从 而提商乳液涂料It存和运输的稳定性，提商涂料的涂刷性能和流平性。
[0005] 本发明的目的是通过以下措施来实现的： 一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于，按重量百分比，所述的 乳液涂料由下列组分组成： (a) 聚合物乳液，用量为35-40% ; (b) 无机填料，用量为35-40% ; (c) 增稠剂，用量为0-0.2%; (d) 长径比介于20:1-30:1之间的玻璃纤维微粉，用量为0. 5-5% ; (e) 其他助剂，用量为0-2%; (f) 纯净水，用量为20-25%。
[0006] 本发明所述的聚合物乳液为市售聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或苯丙树脂 乳液，其固含量为50 wt %_60 wt %。
[0007] 本发明所述的无机填料包括钛白粉、滑石粉、碳酸钙、立德粉、三氧化二铝、二氧化 娃中的一种或几种，均为市场销售的常规产品。
[0008] 本发明所述的增稠剂优选自羧甲基纤维素钠或十二烷基硫酸钠，为市场销售的常 规产品。
[0009] 本发明所述的特定长径比玻璃纤维微粉作为乳液涂料配方中的触变调节剂，特指 长径比介于20:1-30:1之间，直径为7-llum的玻璃纤维微粉，市场有销售。
[0010] 本发明所述的其他助剂包括但不限于，防霉剂(如五氯酚钠)、消泡剂(如磷酸三丁 酯)、颜料(如酞菁蓝）中的一种或几种，均为市场销售的涂料常用的助剂。
[0011] 申请人:在研究中发现，当长径比介于20:1-30:1之间，玻璃纤维微粉对乳液涂料 配方的触变性具有显著的提高作用。本发明依据上述发现，在乳液涂料配方中加入长径比 介于20:1-30:1之间的玻璃纤维微粉。该长径比范围的玻璃纤维微粉加入涂料后，可以形 成一定的空间位阻，避免涂料中无机填料的重新团聚，在一定程度上提高涂料的静止粘度， 从而有效减少涂料在制备和储运过程中无机填料沉降的发生。而当对涂料施加外力剪切 后，该长径比范围的玻璃纤维微粉可迅速沿剪切作用方向有序排列，使涂料的剪切粘度明 显下降，从而有效提1?涂料的触变性能，有利于涂料的涂刷和流平性能的提1?。
[0012] 在本发明中，使用特定长径比（20:1-30:1)的玻璃纤维微粉为其中的技术关键要 素。如果使用长径比大于30:1的玻璃纤维微粉时，较大的长径比会造成玻璃纤维微粉自身 的缠结，导致涂料粘度过高，制备难度加大；同时，在剪切作用下长径比过大的玻璃纤维微 粉难以沿剪切作用方向实现有序排列，无法获得涂料触变性的提高。而当使用长径比小于 20:1的玻璃纤维微粉时，过短的长径比使得这种空间位阻效果难以体现，且在剪切作用下 促进涂料粘度下降现象也不明显，从而无法实现涂料的高触变性。
[0013] 本发明的优化方案是：将固含量为50_60wt %的聚合物乳液40g，25g钛白粉，5g碳 酸隹丐，5g滑石粉，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，搅勻后，加入0. lg羧甲基纤 维素钠，4g长径比为25:1，直径lOum的玻璃纤维微粉，上述组分混合并搅拌均匀即可。该 配方制备的乳液涂料，由于玻璃纤维微粉的空间位阻作用，使涂料具有更好的静态稳定性， 可有效避免涂料在制备和储运中无机填料沉降的发生，提高涂料的稳定性和储存时间。并 且玻璃纤维微粉在剪切作用下的有序排列，提高了涂料的触变性，更有利于涂料的涂刷性 能和流平性，减少涂刷时流挂的发生。
[0014] 本发明的有益效果：本发明在乳液涂料配方中加入长径比介于20:1-30:1之间的 特定长径比的玻璃纤维微粉作为乳液涂料配方中的触变性调节剂，显著提高了乳液涂料的 触变性。本发明的改性乳液涂料制备工艺简单，操作容易，无需额外的附加投资和设备改 造。根据本发明的配方制备的涂料，由于玻璃纤维微粉的空间位阻作用，使涂料具有更好的 静态稳定性，可有效避免涂料在制备和储运中无机填料沉降的发生，提高涂料的稳定性和 储存时间。并且玻璃纤维微粉在剪切作用下的有序排列，还提高了涂料的触变性，更有利于 涂料的涂刷性能和流平性，减少涂刷时流挂的发生。并且该配方中的玻璃纤维微粉为玻璃 纤维生产的废丝制备，价格低廉，原料易得，不会增加产品的生产成本。
[0015] 总之，本发明的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方可广泛使用于聚氨 酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、苯丙树脂等乳液涂料中，在不改变乳液涂料的基础配方、基 本性能、生广工艺及生广设备的如提下，大幅提商乳液涂料的触变性能，从而有效提商乳液 涂料的加工、储运能力和涂刷性能。
[0016] 下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施 方式为限，而是由权利要求加以限定。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1含有不同长径比的玻璃纤维微粉的乳液涂料触变性提高比例曲线。
[0019]
【具体实施方式】
[0020] 实施例1 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液40g，与25g钛白粉，5g碳酸|丐，5g滑石粉，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g 五氯酚钠，混合后搅匀，加入0. lg羧甲基纤维素钠，4g长径比为25:1，直径lOum的玻璃纤 维微粉，上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0021] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低22%，即触变性提高24%。
[0022] 实施例2 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为50%的聚氨 酯乳液40g，与20g钛白粉，10g立德粉，5g滑石粉，20g纯净水，0. 5g磷酸三丁酯，0. 5g五氯 酚钠，混合、搅匀后，加入4g长径比为30:1，直径1 lum的玻璃纤维微粉，上述组分搅拌均匀 即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0023] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低21%，即触变性提高23%。
[0024] 实施例3 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为60%的聚丙 烯酸酯乳液35g，与15g碳酸钙，10g立德粉，3g三氧化二铝，5g滑石粉，25g纯净水，0. 5g磷 酸三丁酯，1. 5g酞菁蓝，混合、搅匀后，加入5g长径比为25: 1，直径7um的玻璃纤维微粉，上 述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0025] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低20%，即触变性提高22%。
[0026] 实施例4 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为60%的苯丙 乳液35g，与20g钛白粉，10g立德粉，5g滑石粉，25g纯净水，混合、搅匀后，加入5g长径比 为20:1，直径7um的玻璃纤维微粉，上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的 高触变性乳液涂料。
[0027] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低13%，即触变性提高15%。
[0028] 实施例5 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液40g，与20g钛白粉，10g滑石粉，5g二氧化硅，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯， 〇.5g五氯酚钠，混合、搅匀后，加入0. lg羧甲基纤维素钠，4g长径比为25:1，直径llum的玻 璃纤维微粉，上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0029] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低20%，即触变性提高22%。
[0030] 实施例6 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液39g，与25g钛白粉，10g滑石粉，5g二氧化硅，20g纯净水，0. 3g磷酸三丁酯， 混合、搅匀后，加入〇. 2g羧甲基纤维素钠，0. 5g长径比为30:1，直径7um的玻璃纤维微粉， 上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0031] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高1%， 100_ s时剪切粘度降低15%，即触变性提高16%。
[0032] 实施例7 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为60%的聚丙 烯酸酯乳液35g，与20g钛白粉，10g立德粉，5g滑石粉，25g纯净水，混合、搅匀后，加入5g 长径比为20:1，直径llum的玻璃纤维微粉，上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维 微粉的高触变性乳液涂料。
[0033] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低14%，即触变性提高16%。
[0034] 实施例8 : 一种含有特定长径比玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，将固含量为50%的聚丙 烯酸酯乳液40g，与20g钛白粉，10g立德粉，5g滑石粉，25g纯净水，0. 3g磷酸三丁酯，0. 5g 五氯酚钠，混合、搅匀后，加入0. 2g十二烷基硫酸钠，4g长径比为30: 1，直径llum的玻璃纤 维微粉，上述组分搅拌均匀即可得到所述含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料。
[0035] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 100_ s时剪切粘度降低20%，即触变性提高22%。
[0036] 对比例1 一种含有玻璃纤维微粉的乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋酸乙烯酯乳液40g，与 25g钛白粉，5g碳酸興，5g滑石粉，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，混合后搅 匀，加入0. lg羧甲基纤维素钠，4g长径比为10:1，直径lOum的玻璃纤维微粉，上述组分搅 拌均匀即可得到含有玻璃纤维微粉的乳液涂料。
[0037] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 10(Γ时剪切粘度降低1%，即触变性提高3%。
[0038] 对比例2 一种含有玻璃纤维微粉的乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋酸乙烯酯乳液40g，与 25g钛白粉，5g碳酸興，5g滑石粉，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，混合后搅 匀，加入0. lg羧甲基纤维素钠，4g长径比为18:1，直径lOum的玻璃纤维微粉，上述组分搅 拌均匀即可得到含有玻璃纤维微粉的乳液涂料。
[0039] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%， 10(Γ时剪切粘度降低2%，即触变性提高4%。
[0040] 对比例3 一种含有玻璃纤维微粉的乳液涂料配方，将固含量为50%的聚醋酸乙烯酯乳液40g，与 25g钛白粉，5g碳酸興，5g滑石粉，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，混合后搅 匀，加入0. lg羧甲基纤维素钠，4g长径比为32:1，直径lOum的玻璃纤维微粉，上述组分搅 拌均匀即可得到含有玻璃纤维微粉的乳液涂料。
[0041] 上述改性乳液涂料与未加玻璃纤维微粉的乳液涂料相比，0剪切粘度提高16%， 10(Γ时剪切粘度提高7%。虽然触变性提高9%，但在高剪切速率下粘度上升，涂刷难度提高， 改性不成功。
【权利要求】
1. 一种含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于，按重量百分比，所述 的乳液涂料由下列组分组成： (a) 聚合物乳液，用量为35-40% ; (b) 无机填料，用量为35-40% ; (c) 增稠剂，用量为0-0.2%; (d) 长径比介于20:1-30:1之间的玻璃纤维微粉，用量为0. 5-5% ; (e) 其他助剂，用量为0-2%; (f) 纯净水，用量为20-25%。
2. 根据权利要求1所述的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于， 所述的聚合物乳液为聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯或苯丙树脂乳液，其固含量为50 wt %-60 wt %〇
3. 根据权利要求1所述的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于， 所述的无机填料为钛白粉、滑石粉、碳酸钙、立德粉、三氧化二铝、二氧化硅中的一种或几 种。
4. 根据权利要求1所述的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于， 所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠或十二烷基硫酸钠。
5. 根据权利要求1所述的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于， 所述的玻璃纤维微粉为市售的长径比介于20:1-30:1之间，直径为7-llum的玻璃纤维微 粉。
6. 根据权利要求1所述的含有玻璃纤维微粉的高触变性乳液涂料配方，其特征在于， 所述的其他助剂为防霉剂、消泡剂、颜料中的一种或几种。
【文档编号】C09D175/04GK104151916SQ201410363702
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】章峻, 沈健, 周连杰, 马振毛, 黄晓华 申请人:南京师范大学