一种高性能纳米黑色色浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种高性能纳米黑色色浆及其制备方法和应用。该高性能纳米黑色色浆由炭黑、润湿分散剂、防沉剂、保湿剂等组成。本发明专利技术通过特定的炭黑、润湿分散剂、防沉剂等的协同配合，提供的高性能纳米黑色色浆具有优异的蓝相、黑度和稳定性，可广泛推广应用于汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能纳米黑色色浆及其制备方法和应用
本专利技术属于水性纳米色浆领域，更具体地，涉及一种高性能纳米黑色色浆及其制备方法和应用。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，环保型水性涂料在汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业得到大面积的推广，从而不仅对水性涂料的性能要求的更高，进而对水性涂料的颜色效果和视觉感受有了更高的要求，最终要求水性色浆有着很高的性能，如稳定性、相容性、展色性、耐候性、耐老化、耐高温、零VOC、不含APEO、重金属不超标、卤素不超标。现阶段有很多高端的汽车漆还是用的高端溶剂型的汽车漆，在性能和颜色方面都比水性的好，特别是黑色，纯水性的难以达到高蓝相、高黑度和绝佳稳定性的色浆，高蓝相、高黑度和绝佳稳定性的色浆在工业漆和喷墨印刷领域也是大受欢迎。当水性纳米色浆达到纳米级别的时候，能提供绝佳的蓝相和黑度。在目前市场上已有一些纳米色浆，但大多数纳米色浆，绝非真正的纳米色浆，纳米色浆中颜料粒子达到纳米级别，会导致表面积增大，导致需要的润湿分散剂就会越多，如果没有选择好的颜料和润湿分散剂，很难做出达到纳米级别的，且储稳定性好的的水性色浆，有的纳米色浆，做出来能达到纳米级别，但储存一定时间，粒径就会增大，从而影响产品的蓝相、黑度和粒径。CN105507077A公开了一种果袋纸专用水性黑色色浆，通过助溶保湿剂、润湿分散剂等和炭黑复配，得到的色浆具有较高的留着率和黑度，不易起泡；但该专利并未提及其粒度是多少，也未对蓝相进行表征，且用的是聚丙烯酸铵盐、脂肪族酰胺类和酯类的分散剂，该类分散剂无法使高色素炭黑粒子充分展色，不能让炭黑色浆展现出高黑度高蓝相，无法满足高端市场的黑度和蓝相需求，且该类分散剂热稳定性差，无法满足高稳定性的需求；另外，其选用粘土类、纤维素类、聚丙烯酸酯改性类的流变助剂，将可能导致炭黑色浆使用过程中耐水性差，热储过程中不稳定，容易后增稠。因此，开发一种高蓝相，高黑度，高稳定性的黑色色浆，可用于高端市场的
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中水性色浆的蓝相、黑度和稳定性无法满足高端行业需求的缺陷或不足，提供一种高性能纳米黑色色浆。本专利技术通过特定的炭黑、润湿分散剂、防沉剂等的协同配合，提供的高性能纳米黑色色浆具有优异的蓝相、黑度和稳定性，可广泛推广应用于汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业。本专利技术的另一目的在于提供上述高性能纳米黑色色浆的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述高性能纳米黑色色浆在汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高性能纳米黑色色浆，由如下质量分数的组分组成：所述炭黑为CABOT的1800，所述润湿分散剂为挪威太尔的D-962，所述防沉剂为德国毕克化学的所述润湿剂为醇类保湿剂，所述高性能纳米黑色色浆的粒径D90不高于500nm。黑色色浆一般通过如下过程制备得到：炭黑与各类助剂混合分散后，进行研磨，然后得到一定粒径的色浆。黑色色浆的蓝相、黑度和稳定性主要与这几个因素有关：(1)炭黑原始粒径将影响其可研磨得到的最小粒径及所呈现出来的蓝相和黑度效果；(2)各类助剂对研磨后的炭黑的稳定分散作用；(3)在高温条件或长时间储存过程中，各类助剂对研磨后的炭黑的稳定分散作用的变化。因此，如果要得到蓝相、黑度和稳定性均优异的黑色色浆，需要炭黑和各类助剂的协同配合。本申请的专利技术人对炭黑、润湿分散剂、防沉剂等进行长期研究发现，当选用CABOT的1800的炭黑，挪威太尔的D-962作为湿润分散剂，德国毕克化学的作为防沉剂，并配合特定的保湿剂的条件下，可得到蓝相、黑度和稳定性均优异的黑色色浆。其作用机理可能如下：炭黑1800是高色素炭黑，具有优异的蓝相，其含有的碳黑粒子在研磨过程中可迅速达到100nm以下的极限粒径；润湿分散剂D-962是超高分子聚合物，带有多个亲油基团和亲水基团；防沉剂具有高效的水相增稠作用；在碳黑粒子经研磨达到极限粒径后，润湿分散剂中的亲油基团吸附锚定碳黑粒子，与碳黑粒子结合在一起，能为色浆提供优异的展色性能，达到高黑度高蓝相；亲水基团能与水和保湿剂结合，从而形成三维立体网状结构，具有很强的稳定性，同时防沉剂能使色浆三维立体网状结构更稳定；在热储的过程中，高温也不能破坏色浆中的三维立体网状结构，从而保证色浆的稳定性。本专利技术提供的高性能纳米黑色色浆具有优异的蓝相、黑度和稳定性，可广泛推广应用于汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业。优选地，所述高性能纳米黑色色浆由如下质量分数的组分组成：优选地，所述保湿剂为丙三醇、丙二醇、聚乙二醇300或聚丙二醇1000中的一种或几种。优选地，所述高性能纳米黑色色浆的粒径D90为50～110nm。上述高性能纳米黑色色浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将炭黑、润湿分散剂、防沉剂、保湿剂和水混合均匀得混合液；S2：对混合液进行研磨处理后，过滤，即得所述高性能纳米黑色色浆。S1中为了使得各组分分散得更充分，更高效，优选地，S1中利用高速分散机进行分散。研磨介质一般选用高硬度，高密度和高耐磨性的物质，本领域常规的研磨介质均可用于本专利技术中。优选地，S2中利用震荡机进行研磨，研磨所选用的研磨介质是TZP锆珠，莫氏硬度为9级，锆珠密度6.0g/cm3，锆珠的直径为0.8～1.2mm。研磨介质和混合液的配比可根据现有的研磨工艺进行选取。更为优选地，所述研磨介质和混合液的质量比为3:1。过滤袋具有良好的热稳定性、绝缘性、润滑性和抗水性，优选地，S2中利用PTFE过滤袋进行过滤。更为优选地，S2中利用0.5μm的PTFE过滤袋进行过滤。更为优选地，所述震荡机为高速震荡机(例如德国Lau的DAS200高速震荡机)。高速震荡机连续运行时间长，运行轨迹为长椭圆形，分散效率高。优选地，研磨的时间不低于2h。述高性能纳米黑色色浆在汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业中的应用也在本专利技术的保护范围内。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过特定的炭黑、润湿分散剂、防沉剂等的协同配合，提供的高性能纳米黑色色浆具有优异的蓝相、黑度和稳定性，可广泛推广应用于汽车漆、工业漆和喷墨印刷行业。具体实施方式下面结合实施例和对照例对本专利技术做进一步的描述。这些实施例仅是对本专利技术的典型描述，但本专利技术不限于此。下述实施例和对照例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的原料，试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市购等商业途径得到的原料和试剂。实施例1～7本实施例提供一系列的高性能纳米黑色色浆，其选用的组分及用量如表1所示。实施例1～7的高性能纳米黑色色浆的配方(质量分数％)对比例1本对比例提供一种黑色色浆，其组分及配比除选用的润湿分散剂为德国TEGO755W外，其余均与实施例4一致。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能纳米黑色色浆，其特征在于，由如下质量分数的组分组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能纳米黑色色浆，其特征在于，由如下质量分数的组分组成：



所述炭黑为CABOT的1800，
所述润湿分散剂为挪威太尔的D-962，
所述防沉剂为德国毕克化学的-420，
所述润湿剂为醇类保湿剂，
所述高性能纳米黑色色浆的粒径D90不高于500nm。


2.根据权利要求1所述高性能纳米黑色色浆，其特征在于，由如下质量分数的组分组成：





3.根据权利要求1所述高性能纳米黑色色浆，其特征在于，所述保湿剂为丙三醇、丙二醇、聚乙二醇300或聚丙二醇1000中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述高性能纳米黑色色浆，其特征在于，所述高性能纳米黑色色浆的粒径D90为50～110nm。


5.权利要求1～4任一所述高性能纳米黑色色浆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武，严润宇，徐一星，蔡心怡，王俊鸿，林伟文，王侃峰，
申请(专利权)人：清远市实创涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44