一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法及其颜料与流程

文档序号:32401166发布日期:2022-12-02 19:03阅读:416来源:国知局
一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法及其颜料与流程

1.本发明属于美术颜料技术领域,具体涉及一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法及其颜料。


背景技术:

2.水粉画颜料是由一种由胶水、水、色料、填料(粉类)、防腐防霉剂、消泡剂和润湿剂等按照一定比例混合而成的绘画颜料,其中填料包括高岭土和硫酸钡等;添加防腐防霉防止变质霉变;添加润湿剂保持颜料的贮存的润湿性。采用水粉颜料绘制的水粉画是使用水调和粉质颜料绘制而成的一种画。其表现特点为处在不透明和半透明之间,色彩可以在画面上产生艳丽、柔润、明亮、浑厚等艺术效果。由于水粉颜料的组分组成比较简单,在绘画调色也相对容易。因此,水粉颜料对于绘画入门的初学者来说具有性价比高、易学易用的优势,从而被大量使用。在现有市售的含粉水粉画颜料对水色流畅的活动性会产生一定限制。水粉画在湿的时候,颜色的饱和度很高,干后则由于粉的作用颜色失去光泽,饱和度大幅度降低,这就是它颜色纯度的局限性。
3.在现有技术中也有解决该问题的方案,例如公开号为cn114395295a的中国发明专利《一种抗开裂水粉颜料及其制备方法》,通过添加包括氢氧化铝、硅烷、糖类和水的分散剂为颜料中的高分子链提供了相互缠绕的结点,避免颜料在干燥过程中因分子链舒展或收缩产生的应力而开裂;同时,通过分散剂使色粉颜色更好地展现出来加强视觉上的饱和感。但是,但分散剂中的分散体的外层糖类与胶固剂以颗粒状微粒形式存在,表面积较大,容易吸附大量空气和水,引起画面起泡剥落现象导致画面损坏,并且其糖类中的羟基通过氢键形成形成的网状结构在吸附大量空气和水分子后并没有很高的耐久性。
4.因此,如何既兼顾画面防干裂、色彩饱和度高以及绘画手感顺滑的良好,又能够提高颜料的抗菌能力和耐久性是一个亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提出一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法及其颜料,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法,所述方法包括以下步骤:
7.s1,将桃胶与水混合并进行搅拌获得桃胶水浆;
8.s2,在桃胶水浆中依次加入分散剂、颜料色粉、无机粉料进行搅拌获得着色浆料;
9.s3,在着色浆料中投入功能粉料进行搅拌获得功能浆料;
10.s4,在功能浆料中投入粘度剂和助剂进行搅拌获得调粘浆料;
11.s5,将调粘浆料进行研磨得到水粉绘画颜料。
12.进一步地,在s1中,所述桃胶包括桃胶或者阿拉伯胶。
13.进一步地,在s1中,将桃胶与水混合进行搅拌的搅拌速度为300~500rpm,搅拌时
间20分钟。
14.优选地,在s1中,所述水为去离子水。
15.优选地,在s1在,将桃胶与水混合并进行搅拌获得桃胶水浆的具体制备方法为:通过中国专利公开号cn108329738b的中国发明专利的制备桃胶液的方法得到桃胶液作为桃胶水浆。
16.进一步地,在s1中,桃胶与水混合的比例为:水是桃胶的2~4倍。
17.为了提高桃胶水浆和无机粉料的相容性,降低成品吸附空气和水分子的概率,提高通过氢键形成的网状结构的稳定性,避免颜料在干燥过程中因高分子链舒展或收缩产生的应力而开裂,避免出现分层、脱胶等现象,本发明提供了以下优选的方案。
18.优选地,在s2中,在桃胶水浆中依次加入分散剂、颜料色粉、无机粉料进行搅拌获得着色浆料的具体方法包括以下步骤:
19.s11,将桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料并进行搅拌和加热,加热的最高温度限制在70℃~80℃;以加热混合浆料的时混合浆料的温度每升高[1,3]℃所需要的时间作为间隔时间t,实时采集混合浆料的ph值、温度值和粘度值;
[0020]
(由于桃胶溶液的粘度会随温度升高而显著下降且在30℃~70℃范围内下降较快,70℃后下降较缓,并且由于温度过高会导致丙烯酸乳液会胶化,活性和粘度下降,所以将s11中的加热的最大温度限制在70℃~80℃)。
[0021]
s12,每间隔时间t在混合浆料中加入预设比例的碱调整剂以提高混合浆料的ph值,如果监测到存在满足粘低峰条件的时刻,则将满足粘低峰条件的时刻采集的温度值记为粘低峰温度并且停止加入碱调整剂;(即如果i时刻是满足粘低峰条件的时刻,则将i时刻采集的温度值记为粘低峰温度);或者,如果当前温度大于或等于70℃~80℃则将当前温度值记为粘低峰温度并且停止加入碱调整剂;
[0022]
(由于由于满足粘低峰条件时ph值相对偏高,混合浆料呈偏碱性,混合浆料中游离的h
+
质子较少,丙烯酸乳液中的-nh2基本不会与h
+
结合成-nh3
+
,因此不会有或者产生较少-nh3
+
和羧酸根-coo-由于两者之间的阴阳离子相互吸引而形成降低相容性的离子键结构,并且混合浆料的粘度相对较低并且丙烯酸和桃胶液处于一个巧妙的粘度平衡状态,二者共混后的产物的相容性皆是有一定程度的提高,在丙烯酸和桃胶液的粘度处于粘低峰平衡状态,此时共混相容性最适合的,因此混合浆料和颜料色粉、无机粉料的相容性达到一定程度的提升);
[0023]
所述粘低峰条件为:pa(i)<pa(i-t)且pa(i)<pa(i+t);
[0024]
或者,
[0025]
所述粘低峰条件为:pa(i)<pa(i-t)且pa(i)<pa(i+t)且pa(i)≤pampa(i);(由于粘度的变化很多时候并不是线性变化的,由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些离散的粘度变化,该优选的粘低峰条件能够有效地过滤掉线性的提高混合浆料的ph值时粘度值非线性的递减产生的波动性的低峰值,提高监测粘低峰温度的准确性);
[0026]
其中,pa(i)为i时刻采集的粘度值(同理,pa(i-t)为i-t时刻采集的粘度值,pa(i+t)为i+t时刻采集的粘度值),记开始加入碱调整剂的时刻为ts1,i是从ts1时刻到当前时刻之间任意时刻,即i为从ts1时刻到当前时刻之间的时刻的变量;pampa(i)是i时刻的粘低峰值;
[0027]
其中,粘低峰值pampa(i)的计算方法为:
[0028][0029]
其中,j是从ts1时刻到i时刻之间采集的各个粘度值的序号;ni是从ts1时刻到i时刻之间采集的粘度值的总数;pam(j)是第j-1次采集的粘度值和第j+1次采集的粘度值之中的最小值;mgpa{1,j-1}为从ts1时刻开始第1次采集的粘度值到第j-1次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最小值;mgpa{j+1,ni}为从第j+1次采集的粘度值到第ni次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最小值;(如果mgpa{1,j-1}或者mgpa{j+1,ni}中有任意一个的值为0,则设置|mgpa{1,j-1}-mgpa{j+1,ni}|的值为0);
[0030]
其原理为:桃胶水浆的随着逐渐的酸性化,即随着ph值的减小桃胶的粘度逐渐会变大,且变化趋势是越来越明显,但是ph减小到一定程度则由于桃胶中多糖在强酸作用下会导致桃胶多糖分子水解断裂水解成单糖,从而使桃胶活性和粘度下降,因此不能过度酸化;而其中混合的丙烯酸乳液则恰恰相反,其性质是伴随着ph值的增大丙烯酸乳液的粘度逐渐变大,其原因是由于丙烯酸所提供给大分子链的羧基绝大多数位于粒子的表面层,当用碱中和时,羧基电离而产生带负电荷的羧酸根(-coo-)相互排斥成直线状而形成展伸层,同时由于静电和氢键的作用,大量水分子进入展伸层,粒子视体积增大分散介质相对减少导致表观粘度升高;在ph增大到一定程度时,会导致丙烯酸乳液中的丙烯酸酯类单体水解,从而使丙烯酸乳液的活性和粘度下降,因此也不能过度碱化;此外,桃胶溶液的粘度会随温度升高而显著下降,且在30℃~70℃范围内下降较快,70℃后下降较缓慢。
[0031]
以上原理可见参考文献[1]和[2]:
[0032]
[1]张璇.桃树胶研究进展[j].粮食与食品工业,2011;
[0033]
[2]兰云军,ph值对丙烯酸酯乳液聚合反应影响的研究[j].西北轻工业学院学报,1994(03):422-427;
[0034]
因此由于混合浆料中桃胶和丙烯酸乳液的上述粘度与ph和温度的影响差异性较大的问题、混合浆料的材料配比、杂质等问题,导致共混后粘度平衡状态的粘低峰温度难以通过直接测量温度、粘度或ph值获取,则需要通过本方案准确的检测粘低峰温度;
[0035]
s13,将温度维持在粘低峰温度,在粘低峰温度下,将分散剂、颜料色粉、无机粉料依次加入到混合浆料中进行搅拌获得活化浆料;
[0036]
s14,每间隔时间t在活化浆料中加入预设比例的酸调整剂以降低活化浆料的ph值,如果监测到存在满足粘高峰条件的时刻,则停止加入酸调整剂;从此时刻开始将活化浆料搅拌10~15分钟后获得着色浆料;(由于满足粘高峰条件时ph值趋于偏中性或偏酸性,活化浆料中游离的h
+
增多,丙烯酸乳液中的-nh2在搅拌中会与h
+
结合成-nh3
+
,而形成的-nh3
+
和活化浆料中的羧酸根-coo-的两者之间的由于阴阳离子的相互吸引而形成稳定的离子键结构,该离子键结构与活化浆料中的高分子链相互之间键合,在活化浆料的粘度处于粘高峰平衡状态,与其他的分子之间的共混效果最好,由于共混后分子间隙小从而降低了活化浆料对空气和水吸附,并且兼顾了防干裂、色彩饱和度高以及绘画手感顺滑的效果)。
[0037]
其中,所述粘高峰条件为:pa(k)>pa(k-t)且pa(k)>pa(k+t);
[0038]
或者,
[0039]
所述粘高峰条件为:pa(k)>pa(k-t)且pa(k)>pa(k+t)且pa(k)≥pawpa(k);(由于粘度的变化很多时候并不是线性变化的,由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些离散的粘度变化,该优选的粘高峰条件能够有效地过滤掉线性的降低混合浆料的ph值时粘度值非线性的递增产生的波动性的高峰值,提高监测粘度值高峰的准确性);
[0040]
其中,pa(k)为k时刻采集的粘度值,记开始加入酸调整剂的时刻为ts2;k是从ts2时刻到当前时刻之间任意时刻,即k为从ts2时刻到当前时刻之间的时刻的变量;pawpa(k)是k时刻的粘高峰值;
[0041]
其中,粘高峰值pawpa(k)的计算方法为:
[0042][0043]
其中,q是从ts2时刻到k时刻之间采集的各个粘度值的序号;nk是从ts2时刻到k时刻之间采集的粘度值的总数;paw(q)是第q-1次采集的粘度值和第q+1次采集的粘度值之中的最大值;wgpa{1,q-1}为从ts2时刻开始第1次采集的粘度值到第q-1次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最大值;wgpa{q+1,nk}为从第q+1次采集的粘度值到第nk次采集的粘度值的对应采集时刻采集的粘度值中所有粘度值中的最大值;(如果wgpa{1,q-1}或者wgpa{q+1,nk}中有任意一个的值为0,则设置|wgpa{1,q-1}-wgpa{q+1,nk}|的值为0)。
[0044]
所述预设比例为混合浆料质量的0.01%~0.05%;
[0045]
其中,酸调整剂包括盐酸溶液、硫酸溶液;碱调整剂包括氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液。
[0046]
其中,ph值、温度和粘度值分别通过ph传感器、温度传感器和粘度传感器采集;优选地,粘度传感器为ndj-1型旋转式黏度计,温度传感器为pt100温度传感器,ph传感器为梅特勒托利多ph计。
[0047]
进一步地,在s13中,所述分散剂是由氢氧化铝、烷氧基硅烷和纤维素在水中混合搅拌得到,所述分散剂的固含量为45%~50%。
[0048]
进一步地,在s13中,所述分散剂的质量为混合浆料质量的15~25%。
[0049]
进一步地,在s13中,所述颜料色粉包括普兰、墨绿、钛白、铁红、铁黄、炭黑、群青、天蓝、中黄、紫色或洋红的一种或多种。
[0050]
进一步地,在s13中,所述颜料色粉的质量为混合浆料质量的5~20%。
[0051]
进一步地,在s13中,所述无机粉料包括膨润土、鲸蜡醇基硫酸钠和二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物中的一种或多种。(能够使最终的颜料成品粘结力好,抗开裂,经久耐用)。
[0052]
优选的,所述无机粉料的质量比为1:1.2~1.5:2~3的膨润土、鲸蜡醇基硫酸钠和二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物的混合物。
[0053]
优选的,所述无机粉料为膨润土、凹凸棒土和硅酸铝中的一种或几种。
[0054]
优选的,所述无机粉料的质量比为1:1.2~1.5:2~3的膨润土、凹凸棒土和硅酸铝的混合物。
[0055]
进一步地,在s13中,所述无机粉料的质量为混合浆料质量的1~10%。
[0056]
优选地,在s13中,在混合浆料中加入分散剂后进行搅拌的搅拌速度为500~600rpm,搅拌时间5分钟。
[0057]
优选地,在s13中,在混合浆料中投入颜料色粉后进行搅拌的搅拌速度为500~600rpm,搅拌时间10分钟。
[0058]
优选地,在s13中,在混合浆料中投入无机粉料后进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10~15分钟。
[0059]
进一步地,在s3中,在着色浆料中投入功能粉料进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10分钟。
[0060]
进一步地,在s3中,所述功能粉料包括片状云母粉、针状玻璃纤维和凹凸棒土中的一种或几种。(功能性填料与胶固剂形成互穿网络结构,该互穿网络结构有利于进一步提高颜料的抗开裂性能)。
[0061]
进一步地,在s13中,所述功能粉料的质量为着色浆料质量的1~3%。
[0062]
进一步地,在s4中,所述粘度剂包括羟丙甲纤维素。(羟丙甲纤维素起保水、粘结和润滑的作用,避免常因失水出过快导致的干裂和脱水现象,另一方面增强了填料的附着力,降低了绘画过程中串色现象)。
[0063]
进一步地,在s4中,所述助剂包括醇酯十二成膜助剂。(醇酯十二成膜助剂是一种优良的涂料和颜料成膜助剂,与其它成膜助剂相比,由于醇酯十二成膜助剂的低冰点它可以有效降低颜料最低成膜温度,可以促进颜料成膜,有优异的湿膜性能,可以改善颜料成膜性能,制颜料稳定性好。醇酯十二成膜助剂是二元醇酯类而非水溶性溶剂,水解稳定性好,是胶水类聚合物的强溶剂,聚结性能高,是一种非常理想的成膜助剂。使用醇酯十二成膜助剂在水粉画表面形成保护膜,避免水粉画出现干裂现象)。
[0064]
进一步地,在s4中,所述助剂还包括:byk190分散剂、巴斯夫hydropalat we 3650润湿剂、gnce5700-c防霉抗菌剂和卡松防腐剂。
[0065]
进一步地,在s4中,所述粘度剂和助剂的质量比为1:0.2~0.3。
[0066]
进一步地,在s4中,所述助剂为的质量比为1:2~3:1~3:2~3的byk190分散剂、巴斯夫hydropalat we 3650润湿剂、gnce5700-c防霉抗菌剂和卡松防腐剂的混合物。
[0067]
进一步地,在s4中,在功能浆料中投入粘度剂和助剂进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10~15分钟,搅拌温度控制在45℃以下(避免其中的防霉抗菌剂的抗菌成分失去活性)。
[0068]
进一步地,在s5中,所述研磨为通过三辊机或者五辊机进行研磨,研磨的出料细度10~30μ。
[0069]
本发明同时提供一种高色度防干裂水粉画颜料,所述水粉画颜料采用所述一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法制备得到。
[0070]
进一步地,所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0071]
优选地,所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶30~40%;分散剂5~10%;颜料色粉5~20%;无机粉料15~35%;功能粉料2~5%;粘度剂3~6%、助剂1~10%;水余量。
[0072]
本发明的有益效果为:
[0073]
(1)本发明中粘度剂使用羟丙基甲基纤维素,避免常因失水出过快导致的干裂和
脱水现象,另一方面增强了为填料附着力,降低了绘画过程中串色现象。
[0074]
(2)使用醇酯十二在水粉画表面形成保护膜,避免水粉画出现干裂现象。
[0075]
(3)通过合理调整分散剂、胶固剂、颜料色粉以及填充粉料的配比,添加使用增加粘度剂和成膜助剂使制备得到的水粉画颜料色彩高饱和度高。
[0076]
(4)提高了水粉画颜料中桃胶水浆和无机粉料的相容性,提高通过氢键形成的网状结构的稳定性,避免颜料在干燥过程中因高分子链舒展或收缩产生的应力而开裂,避免出现分层、脱胶等现象。
[0077]
(5)减少了对空气和水吸附,并且兼顾了防干裂、色彩饱和度高以及绘画手感顺滑的效果。
附图说明
[0078]
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明,本发明的上述以及其他特征将更加明显,本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,在附图中:
[0079]
图1所示为一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法的流程图。
具体实施方式
[0080]
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0081]
如图1所示为一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法的流程图,下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法,所述方法包括以下步骤:
[0082]
s1,将桃胶与水混合并进行搅拌获得桃胶水浆;
[0083]
s2,在桃胶水浆中依次加入分散剂、颜料色粉、无机粉料进行搅拌获得着色浆料;
[0084]
s3,在着色浆料中投入功能粉料进行搅拌获得功能浆料;
[0085]
s4,在功能浆料中投入粘度剂和助剂进行搅拌获得调粘浆料;
[0086]
s5,将调粘浆料进行研磨得到水粉绘画颜料。
[0087]
进一步地,在s1中,所述桃胶包括桃胶或者阿拉伯胶。
[0088]
进一步地,在s1中,将桃胶与水混合进行搅拌的搅拌速度为300~500rpm,搅拌时间20分钟。
[0089]
优选地,在s1中,所述水为去离子水。
[0090]
优选地,在s1在,将桃胶与水混合并进行搅拌获得桃胶水浆的具体制备方法为:通过中国专利公开号cn108329738b的中国发明专利的制备桃胶液的方法得到桃胶液作为桃胶水浆。
[0091]
进一步地,在s1中,桃胶与水混合的比例为:水是桃胶的2~4倍。
[0092]
为了提高桃胶水浆和无机粉料的相容性,降低成品吸附空气和水分子的概率,提高通过氢键形成的网状结构的稳定性,避免颜料在干燥过程中因高分子链舒展或收缩产生
的应力而开裂,避免出现分层、脱胶等现象,本发明提供了以下优选的方案。
[0093]
优选地,在s2中,在桃胶水浆中依次加入分散剂、颜料色粉、无机粉料进行搅拌获得着色浆料的具体方法包括以下步骤:
[0094]
s11,将桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料并进行搅拌和加热,加热的最高温度限制在70℃~80℃;以加热混合浆料的时混合浆料的温度每升高[1,3]℃所需要的时间作为间隔时间t,实时采集混合浆料的ph值、温度值和粘度值;
[0095]
其中,在混合浆料中,桃胶水浆与丙烯酸乳液的质量比为:1:2~5。
[0096]
(由于桃胶溶液的粘度会随温度升高而显著下降且在30℃~70℃范围内下降较快,70℃后下降较缓,并且由于温度过高会导致丙烯酸乳液会胶化,活性和粘度下降,所以将s11中的加热的最大温度限制在70℃~80℃)。
[0097]
s12,每间隔时间t在混合浆料中加入预设比例的碱调整剂以提高混合浆料的ph值,如果监测到存在满足粘低峰条件的时刻,则将满足粘低峰条件的时刻采集的温度值记为粘低峰温度并且停止加入碱调整剂;(即如果i时刻是满足粘低峰条件的时刻,则将i时刻采集的温度值记为粘低峰温度);或者,如果当前温度大于或等于70℃~80℃则将当前温度值记为粘低峰温度并且停止加入碱调整剂;
[0098]
(由于由于满足粘低峰条件时ph值相对偏高,混合浆料呈偏碱性,混合浆料中游离的h
+
质子较少,丙烯酸乳液中的-nh2基本不会与h
+
结合成-nh3
+
,因此不会有或者产生较少-nh3
+
和羧酸根-coo-由于两者之间的阴阳离子相互吸引而形成降低相容性的离子键结构,并且混合浆料的粘度相对较低并且丙烯酸和桃胶液处于一个巧妙的粘度平衡状态,二者共混后的产物的相容性皆是有一定程度的提高,因此混合浆料和颜料色粉、无机粉料的相容性达到一定程度的提升);
[0099]
实施例1:
[0100]
所述粘低峰条件为:pa(i)<pa(i-t)且pa(i)<pa(i+t);
[0101]
实施例1所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0102]
实施例2:
[0103]
优选地,所述粘低峰条件为:pa(i)<pa(i-t)且pa(i)<pa(i+t)且pa(i)≤pampa(i);
[0104]
实施例2所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0105]
(由于粘度的变化很多时候并不是线性变化的,由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些离散的粘度变化,该优选的粘低峰条件能够有效地过滤掉线性的提高混合浆料的ph值时粘度值非线性的递减产生的波动性的低峰值,提高监测粘低峰温度的准确性);
[0106]
其中,pa(i)为i时刻采集的粘度值(同理,pa(i-t)为i-t时刻采集的粘度值,pa(i+t)为i+t时刻采集的粘度值),记开始加入碱调整剂的时刻为ts1,i是从ts1时刻到当前时刻之间任意时刻,即i为从ts1时刻到当前时刻之间的时刻的变量;pampa(i)是i时刻的粘低峰
值;
[0107]
其中,粘低峰值pampa(i)的计算方法为:
[0108][0109]
其中,j是从ts1时刻到i时刻之间采集的各个粘度值的序号;ni是从ts1时刻到i时刻之间采集的粘度值的总数;pam(j)是第j-1次采集的粘度值和第j+1次采集的粘度值之中的最小值;mgpa{1,j-1}为从ts1时刻开始第1次采集的粘度值到第j-1次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最小值;mgpa{j+1,ni}为从第j+1次采集的粘度值到第ni次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最小值;(如果mgpa{1,j-1}或者mgpa{j+1,ni}中有任意一个的值为0,则设置|mgpa{1,j-1}-mgpa{j+1,ni}|的值为0);
[0110]
粘低峰值pampa(i)是根据第1次采集的粘度值到第ni次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值之间均衡性的粘度变化的局部极低值的规律产生的趋势的一个预估粘度值;该预估粘度值能够屏蔽掉由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些干扰的对低峰值粘度变化影响,而粘低峰值pampa(i)能够有效地过滤掉线性的数据噪声,是从混合浆料的ph值或者温度使粘度值非线性的递减产生的波动性的粘度低峰值识别出来真正稳定的局部粘度低峰值。
[0111]
其原理为:桃胶水浆的随着逐渐的酸性化,即随着ph值的减小桃胶的粘度逐渐会变大,且变化趋势是越来越明显,但是ph减小到一定程度则由于桃胶中多糖在强酸作用下会导致桃胶多糖分子水解断裂水解成单糖,从而使桃胶活性和粘度下降,因此不能过度酸化;而其中混合的丙烯酸乳液则恰恰相反,其性质是伴随着ph值的增大丙烯酸乳液的粘度逐渐变大,其原因是由于丙烯酸所提供给大分子链的羧基绝大多数位于粒子的表面层,当用碱中和时,羧基电离而产生带负电荷的羧酸根(-coo-)相互排斥成直线状而形成展伸层,同时由于静电和氢键的作用,大量水分子进入展伸层,粒子视体积增大分散介质相对减少导致表观粘度升高;在ph增大到一定程度时,会导致丙烯酸乳液中的丙烯酸酯类单体水解,从而使丙烯酸乳液的活性和粘度下降,因此也不能过度碱化;
[0112]
以上原理可见参考文献[1]和[2]:
[0113]
[1]张璇.桃树胶研究进展[j].粮食与食品工业,2011;
[0114]
[2]兰云军,ph值对丙烯酸酯乳液聚合反应影响的研究[j].西北轻工业学院学报,1994(03):422-427;
[0115]
因此由于混合浆料中桃胶和丙烯酸乳液的上述粘度与ph和温度的影响差异性较大的问题、混合浆料的材料配比、杂质等问题,导致共混后粘度平衡状态的粘低峰温度难以通过直接测量温度、粘度或ph值获取,则需要通过本方案准确的检测粘低峰温度;
[0116]
s13,将温度维持在粘低峰温度,在粘低峰温度下,将分散剂、颜料色粉、无机粉料依次加入到混合浆料中进行搅拌获得活化浆料;
[0117]
s14,每间隔时间t在活化浆料中加入预设比例的酸调整剂以降低活化浆料的ph值,如果监测到存在满足粘高峰条件的时刻,则停止加入酸调整剂;从此时刻开始将活化浆料搅拌10~15分钟后获得着色浆料;(由于满足粘高峰条件时ph值趋于偏中性或偏酸性,活化浆料中游离的h
+
增多,丙烯酸乳液中的-nh2在搅拌中会与h
+
结合成-nh3
+
,而形成的-nh3
+
和活化浆料中的羧酸根-coo-的两者之间的由于阴阳离子的相互吸引而形成稳定的离子键结构,该离子键结构与活化浆料中的高分子链相互之间键合,从而减少了使用后对空气和水吸附,并且兼顾了防干裂、色彩饱和度高以及绘画手感顺滑的效果)。
[0118]
实施例3:
[0119]
其中,所述粘高峰条件为:pa(k)>pa(k-t)且pa(k)>pa(k+t);
[0120]
实施例3所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0121]
实施例4:
[0122]
优选地,所述粘高峰条件为:pa(k)>pa(k-t)且pa(k)>pa(k+t)且pa(k)≥pawpa(k);
[0123]
实施例4所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0124]
(由于粘度的变化很多时候并不是线性变化的,由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些离散的粘度变化,该优选的粘高峰条件能够有效地过滤掉线性的降低混合浆料的ph值时粘度值非线性的递增产生的波动性的高峰值,提高监测粘度值高峰的准确性);
[0125]
其中,pa(k)为k时刻采集的粘度值,记开始加入酸调整剂的时刻为ts2;k是从ts2时刻到当前时刻之间任意时刻,即k为从ts2时刻到当前时刻之间的时刻的变量;pawpa(k)是k时刻的粘高峰值;
[0126]
其中,粘高峰值pawpa(k)的计算方法为:
[0127][0128]
其中,q是从ts2时刻到k时刻之间采集的各个粘度值的序号;nk是从ts2时刻到k时刻之间采集的粘度值的总数;paw(q)是第q-1次采集的粘度值和第q+1次采集的粘度值之中的最大值;wgpa{1,q-1}为从ts2时刻开始第1次采集的粘度值到第q-1次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值中的最大值;wgpa{q+1,nk}为从第q+1次采集的粘度值到第nk次采集的粘度值的对应采集时刻采集的粘度值中所有粘度值中的最大值;(如果wgpa{1,q-1}或者wgpa{q+1,nk}中有任意一个的值为0,则设置|wgpa{1,q-1}-wgpa{q+1,nk}|的值为0)。
[0129]
粘高峰值pawpa(k)是根据第1次采集的粘度值到第nk次采集的粘度值的对应采集时刻之间采集的所有粘度值之间均衡性的粘度变化的局部极高值的规律产生的趋势的一个预估粘度值;该预估粘度值能够屏蔽掉由于原料杂质、搅拌不均匀、加热不均等因素会产生一些干扰的对高峰值粘度变化影响,而粘高峰值pawpa(k)能够有效地过滤掉线性的数据噪声,是从混合浆料的ph值或者温度使粘度值非线性的递增产生的波动性的粘度高峰值识别出来真正稳定的局部粘度高峰值。
[0130]
所述预设比例为混合浆料质量的0.01%~0.05%;
[0131]
其中,酸调整剂包括盐酸溶液、硫酸溶液;碱调整剂包括氢氧化钠溶液、碳酸钠溶
液。
[0132]
优选地,酸调整剂的浓度为5mol/l以下,碱调整剂的浓度为5mol/l以下。
[0133]
其中,ph值、温度和粘度值分别通过ph传感器、温度传感器和粘度传感器采集;优选地,粘度传感器为ndj-1型旋转式黏度计,温度传感器为pt100温度传感器,ph传感器为梅特勒托利多ph计。
[0134]
进一步地,在s13中,所述分散剂是由氢氧化铝、烷氧基硅烷和纤维素在水中混合搅拌得到,所述分散剂的固含量为45%~50%。
[0135]
进一步地,在s13中,所述分散剂的质量为混合浆料质量的15~25%。
[0136]
进一步地,在s13中,所述颜料色粉包括普兰、墨绿、钛白、铁红、铁黄、炭黑、群青、天蓝、中黄、紫色或洋红的一种或多种。
[0137]
进一步地,在s13中,所述颜料色粉的质量为混合浆料质量的5~20%。
[0138]
进一步地,在s13中,所述无机粉料包括膨润土、鲸蜡醇基硫酸钠和二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物中的一种或多种。(能够使最终的颜料成品粘结力好,抗开裂,经久耐用)。
[0139]
优选的,所述无机粉料的质量比为1:1.2~1.5:2~3的膨润土、鲸蜡醇基硫酸钠和二丁基萘磺酸钠甲醛缩合物的混合物。
[0140]
优选的,所述无机粉料为膨润土、凹凸棒土和硅酸铝中的一种或几种。
[0141]
优选的,所述无机粉料的质量比为1:1.2~1.5:2~3的膨润土、凹凸棒土和硅酸铝的混合物。
[0142]
进一步地,在s13中,所述无机粉料的质量为混合浆料质量的1~10%。
[0143]
优选地,在s13中,在混合浆料中加入分散剂后进行搅拌的搅拌速度为500~600rpm,搅拌时间5分钟。
[0144]
优选地,在s13中,在混合浆料中投入颜料色粉后进行搅拌的搅拌速度为500~600rpm,搅拌时间10分钟。
[0145]
优选地,在s13中,在混合浆料中投入无机粉料后进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10~15分钟。
[0146]
进一步地,在s3中,在着色浆料中投入功能粉料进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10分钟。
[0147]
进一步地,在s3中,所述功能粉料包括片状云母粉、针状玻璃纤维和凹凸棒土中的一种或几种。(功能性填料与胶固剂形成互穿网络结构,该互穿网络结构有利于进一步提高颜料的抗开裂性能)。
[0148]
进一步地,在s13中,所述功能粉料的质量为着色浆料质量的1~3%。
[0149]
进一步地,在s4中,所述粘度剂包括羟丙甲纤维素。(羟丙甲纤维素起保水、粘结和润滑的作用,避免常因失水出过快导致的干裂和脱水现象,另一方面增强了填料的附着力,降低了绘画过程中串色现象)。
[0150]
进一步地,在s4中,所述助剂包括醇酯十二成膜助剂。(醇酯十二成膜助剂是一种优良的涂料和颜料成膜助剂,与其它成膜助剂相比,由于醇酯十二成膜助剂的低冰点它可以有效降低颜料最低成膜温度,可以促进颜料成膜,有优异的湿膜性能,可以改善颜料成膜性能,制颜料稳定性好。醇酯十二成膜助剂是二元醇酯类而非水溶性溶剂,水解稳定性好,是胶水类聚合物的强溶剂,聚结性能高,是一种非常理想的成膜助剂。使用醇酯十二成膜助
剂在水粉画表面形成保护膜,避免水粉画出现干裂现象)。
[0151]
进一步地,在s4中,所述助剂还包括:byk190分散剂、巴斯夫hydropalat we 3650润湿剂、gnce5700-c防霉抗菌剂和卡松防腐剂。
[0152]
进一步地,在s4中,所述粘度剂和助剂的质量比为1:0.2~0.3。
[0153]
进一步地,在s4中,所述助剂为的质量比为1:2~3:1~3:2~3的byk190分散剂、巴斯夫hydropalat we 3650润湿剂、gnce5700-c防霉抗菌剂和卡松防腐剂的混合物。
[0154]
进一步地,在s4中,在功能浆料中投入粘度剂和助剂进行搅拌的搅拌速度为800~1000rpm,搅拌时间10~15分钟,搅拌温度控制在45℃以下(避免其中的抗菌成分失去活性)。
[0155]
其中,所述搅拌温度为制冷循环水降温。
[0156]
进一步地,在s5中,所述研磨为通过三辊机或者五辊机进行研磨,研磨的出料细度10~30μ。
[0157]
本发明同时提供一种高色度防干裂水粉画颜料,所述水粉画颜料采用所述一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法制备得到。
[0158]
所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料6~10%,水20~25%,分散剂5~8%,颜料色粉5~20%,无机粉料20~35%,功能粉料3~5%,粘度剂3~5%、助剂1~10%。
[0159]
所述水粉画颜料由以下质量百分数的原料组成:桃胶水浆和丙烯酸乳液混合得到的混合浆料30~40%;分散剂5~10%;颜料色粉5~20%;无机粉料15~35%;功能粉料2~5%;粘度剂3~6%、助剂1~10%;水余量。
[0160]
对比例:
[0161]
一种抗开裂水粉颜料,由以下质量百分数的原料组成:胶固剂:30%,分散液8%,钛白色粉:10%,重质碳酸钙:12%,沉淀硫酸钡:20%,云母粉:2%,凹凸棒土:1%,分散剂:0.3%,润湿剂:0.25%,防腐剂:0.2%,防霉剂:0.25%,膨润土:4.5%,去离子水:11.5%;制备方法为:将所述胶固剂加入去离子水加热溶解得到胶溶液;向得到的胶溶液中加入所述分散液,钛白色粉,重质碳酸钙,沉淀硫酸钡,云母粉,凹凸棒土,分散剂,润湿剂,防腐剂,防霉剂,膨润土,搅拌混合至浆稠状,研磨后将其挤压涂印成型即得固体彩粉。
[0162]
实施例说明:具体实施方式包括:实施例1、实施例2、实施例3、实施例4四个实施例,注,具体实施方式中的具体实施方式中的方法按照顺序执行,按照顺序在前一个的实施例不执行后一个实施例,但是后面的实施例一定会执行前一个实施例;其引用关系执行顺序为:
[0163]
实施例1单独执行,不执行实施例2、实施例3、实施例4;
[0164]
执行实施例2前会执行实施例1但是不执行实施例3、实施例4;
[0165]
执行实施例3前会执行实施例1和实施例2但是不执行实施例4;
[0166]
执行实施例4前会执行实施例1、实施例2和实施例3。
[0167]
性能测试结果:
[0168]
采用了所述一种高色度防干裂水粉绘画颜料制备方法以上所述的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4(即实施例1是采用上述的粘低峰条件,实施例2是采用上述的粘高峰条件、实施例3是采用上述的优选地粘低峰条件,实施例4是采用上述的优选地粘高峰条件)
之后,采用标准gb/t 1724-1979《涂料细度测定法》、gb/t 1726-1979《涂料遮盖力测定法》、《合成树脂乳液外墙涂料(gb/t 9755-2014)》进行检测,本发明制备得到的高色度防干裂水粉画颜料的对比例、实施例1、实施例2、实施例3、实施例4的各项检测数据如下:
[0169][0170][0171]
综上所述,本发明的实施例1的色差、渗透深度、着色力五项测试由于略逊于对比例(由于实施例1的即其活化浆料的粘度并不是处于粘高峰平衡状态制得的成品,并未执行配套的实施例3中的粘高峰步骤),但是实施例2、实施例3、实施例4的各项测试数据均略强于对比例。
[0172]
由此可见,本发明制备得到的水粉绘画颜料具有优良的色差、渗透深度、着色力,避免了水粉画出现干裂和脱水现象,色彩高饱和度高,不会出现分层、脱胶等现象,有防干裂、色彩饱和度高以及绘画手感顺滑的效果。
[0173]
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述,但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例,从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外,上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述,其目的是为了提供有用的描述,而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
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