一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方的制作方法
【专利摘要】一种针状硅灰石填充改性乳液涂料的配方，在乳液涂料中加入高长径比的针状硅灰石填料，其组成为：（a）聚合物乳液，用量为35-40%；（b）无机填料，用量为30-40%；（c）增稠剂，用量为0-0.2%；（d）长径比大于20:1的针状硅灰石，用量为4-10%；（e）其他助剂，用量为0-2%；（f）纯净水，用量为20-25%。本发明的改性乳液涂料配方采用高长径比针状硅灰石对乳液涂料进行填充改性，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、生产工艺及生产设备的前提下，大幅提高乳液涂料的触变性能，从而有效提高乳液涂料的加工、储运能力和涂刷性能。
【专利说明】一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性的乳液涂料，特别是涉及一种高长径比针状硅灰石填充改性 的乳液涂料的新配方。
【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] 硅灰石是一种属三斜晶系，通常呈片状、放射状或纤维状硅酸盐晶体。颜色呈白 色，有时带浅灰、浅红色调，有玻璃光泽。硅灰石广泛应用于造纸、陶瓷、水泥及塑料橡胶等 复合材料工业中。硅灰石作为增容剂在涂料工业中也被广泛使用。针状硅灰石(部分商品 也被称为硅灰石纤维）是硅灰石粉体填料的一种，在涂料工业中也有使用，但均为普通长径 比的针状填料(其长径比在8:1至15:1之间），不会对涂料的触变性能产生影响。因此，针 状硅灰石从未作为触变剂在涂料或其它行业中使用。
[0004] 高长径比针状硅灰石是近些年市场上出现的产品，其较高的长径比对橡胶具有良 好的补强作用，因而作为橡胶补强剂被应用于橡胶工业中，但高长径比针状硅灰石对乳液 涂料触变性的影响则未见报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，采用高长径比 针状硅灰石对乳液涂料进行填充改性，能够显著提高改性乳液涂料的触变性，从而提高乳 液涂料贮存和运输的稳定性，提高涂料的涂刷性能和流平性，减少流挂的发生。
[0006] 本发明的目的是通过以下措施来实现的： 一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其特征在于，按重量百分比，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30-40% ; (c) 增稠剂，用量为0-0.2%; (d) 长径比大于20:1的针状娃灰石，用量为4-10% ; (e) 其他助剂，用量为0-2%; (f) 纯净水，用量为20-25%。
[0007] 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 %_60wt%。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 本发明采用一种高长径比针状硅灰石作为乳液涂料配方中的触变调节剂，所述的 高长径比针状硅灰石可采用市场销售的长径比大于20:1的针状硅灰石。优选长径比为 25-30:1的针状硅灰石。
[0011] 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。
[0012] 申请人:在研究中发现，当长径比大于20:1时，针状硅灰石对乳液涂料的触变性具 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大于20:1的高长 径比针状硅灰石。高长径比针状硅灰石加入涂料后，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，高长径比针状硅灰石可迅速 沿剪切作用方向有序排列，使涂料的剪切粘度明显下降，从而有效提高涂料的触变性能，有 利于涂料的涂刷和流平性能的提高。
[0013] 在本发明中，使用高长径比的针状硅灰石(长径比大于20:1)为其中的关键技术手 段。当使用长径比小于20:1的普通针状硅灰石时，过短的长径比使这种空间位阻效果难以 体现，涂料在制备及储运时的稳定性无法提高；且涂料在剪切作用下有序排列引起的涂料 粘度下降现象也不明显，因而无法实现涂料触变性的明显提高。
[0014] 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 酸钙，20g纯净水，0. 5g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，9g长径比为25:1的针状硅灰石，上述 组分混合并搅拌均匀即可。该配方制备的乳液涂料，由于高长径比针状硅灰石的空间位阻 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1?涂料的稳定性和储存时间。并且1?长径比针状娃灰石在期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，并减少涂刷时流挂的发生。
[0015] 本发明的有益效果：本发明在乳液涂料配方中加入长径比大于20:1的高长径比 针状硅灰石，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，由于高长径比针状硅 灰石的空间位阻作用，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。并且高长径比针状硅灰石在剪切作用 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。总之，本发明的针状硅灰石填充改性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、基本性能、 生产工艺及生产设备的前提下，大幅提高乳液涂料的触变性能，从而有效提高乳液涂料的 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1不同长径比的针状硅灰石填充改性的乳液涂料触变性提高比例曲线。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液40g，25g钛白粉，5g碳酸|丐，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠， 〇. lg羧甲基纤维素钠，9g长径比为25:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得所述硅灰 石填充改性的乳液涂料。
[0019] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高3%，10(TS时剪 切粘度降低20%，即触变性提高23%。
[0020] 实施例2 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚氨 酯乳液40g，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，4g长径比为30:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得所述硅灰石填充改性的乳液涂 料。
[0021] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低15%，即触变性提高17%。
[0022] 实施例3 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为60%的聚丙 烯酸酯乳液35g，15g碳酸興，10g立德粉，3g三氧化二错，5g滑石粉，25g纯净水，0. 5g磷酸 三丁酯，1.5g酞菁蓝，5g长径比为25:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得所述硅灰石 填充改性的乳液涂料。
[0023] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低17%，即触变性提高19%。
[0024] 实施例4 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为60%的苯丙 乳液35g，20g钛白粉，10g立德粉，25g纯净水，10g长径比为20:1的针状硅灰石。上述组分 搅拌均匀即得所述硅灰石填充改性的乳液涂料。
[0025] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高3%，10(TS时剪 切粘度降低12%，即触变性提高15%。
[0026] 实施例5 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液40g，20g钛白粉，10g滑石粉，5g二氧化硅，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯， 0. 5g五氯酚钠，4g长径比为25:1的针状硅灰石，搅匀后，加入0. lg羧甲基纤维素钠，搅拌 均匀即得所述硅灰石填充改性的乳液涂料。
[0027] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低17%，即触变性提高19%。
[0028] 实施例6 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋 酸乙烯酯乳液40g，24g钛白粉，10g滑石粉，20g纯净水，0. 3g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠， 5g长径比为30:1的针状硅灰石，搅匀后，加入0. 2g羧甲基纤维素钠，搅拌均匀即得所述硅 灰石填充改性的乳液涂料。
[0029] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低16%，即触变性提高18%。
[0030] 实施例7 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为60%的聚丙 烯酸酯乳液35g，20g钛白粉，10g立德粉，5g滑石粉，25g纯净水，5g长径比为20:1的针状 硅灰石。上述组分搅拌均匀即得所述硅灰石填充改性的乳液涂料。
[0031] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低13%，即触变性提高15%。
[0032] 实施例8 : 一种高长径比针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚丙 烯酸酯乳液40g，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，4g长径比为30:1的针状硅灰石，搅匀后，加入0. 2g十二烷基硫酸钠，搅拌均匀即得 所述硅灰石填充改性的乳液涂料。
[0033] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高2%，10(TS时剪 切粘度降低19%，即触变性提高21%。
[0034] 对比例1 一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋酸乙烯酯 乳液40g，25g钛白粉，5g碳酸|丐，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，0. lg羧甲基 纤维素钠，9g长径比为8:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得硅灰石填充改性的乳液 涂料。
[0035] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高3%，10(TS时剪 切粘度基本未变，即触变性提高3%。
[0036] 对比例2 一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋酸乙烯酯 乳液40g，25g钛白粉，5g碳酸|丐，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，0. lg羧甲基 纤维素钠，9g长径比为15:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得硅灰石填充改性的乳液 涂料。
[0037] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高3%，10(TS时剪 切粘度降低1%，即触变性提高4%。
[0038] 对比例3 一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其组成为：固含量为50%的聚醋酸乙烯酯 乳液40g，25g钛白粉，5g碳酸|丐，20g纯净水，0. 4g磷酸三丁酯，0. 5g五氯酚钠，0. lg羧甲基 纤维素钠，9g长径比为18:1的针状硅灰石。上述组分搅拌均匀即得硅灰石填充改性的乳液 涂料。
[0039] 上述改性乳液涂料与未加硅灰石的乳液涂料相比，0剪切粘度提高3%，10(TS时剪 切粘度降低3%，即触变性提高6%。
【权利要求】
1. 一种针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，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30-40% ; (c) 增稠剂，用量为0-0.2%; (d) 长径比大于20:1的针状娃灰石，用量为4-10% ; (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所述的针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，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所述的针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，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所述的针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，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所述的针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，其特征在于，所述的 针状硅灰石的长径比为25-30:1。
6. 根据权利要求1所述的针状硅灰石填充改性的乳液涂料配方，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】C09D7/06GK104140722SQ201410363711
【公开日】2014年11月12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, 莫宏, 马振毛 申请人:南京师范大学