[发明专利]涂料用有机复合增稠剂

说明书

技术领域

    本发明属于涂料增稠剂技术领域，具体涉及一种涂料用有机复合增稠剂。

背景技术

在涂料行业中，为改善某些材料的加工性能和最终产品的性能，往往在材料中添加一些功能性助剂。涂料助剂被认为是涂料产品的一类重要组成材料，它分散在材料中，对材料结构不造成明显影响，但却能改进生产工艺、改善产品性能，提高涂料施工性能、减少对环境的污染，并有助于开发新型涂料的特殊功能，推出各种功能性涂料。

增稠剂是一类重要的涂料添加剂。在涂料中加入增稠剂可使涂料增稠，获得优异的机械及物理化学稳定性，且在涂料施工中起到控制流变性的作用。目前市场上可选用的增稠剂品种很多,主要有无机类、纤维类、聚丙烯酸类和缔合型聚氨酯类增稠剂四类。无机增稠剂是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物，其具有良好的悬浮性和分散性，在水中能释放出带电微粒，增大体系黏度。纤维素类增稠剂的使用历史较长、品种很多，有甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素等，其应用广泛，但存在流平性较差，辊涂时飞溅现象较多、稳定性不好，易受微生物降解等缺点。聚丙烯酸类增稠剂具有较强的增稠性和较好的流平性，生物稳定性好，但对pH值敏感、耐水性不佳。缔合型聚氨酯类增稠剂有许多性能优于其它增稠剂，但由于其独特的胶束增稠机理，容易被涂料配方中影响胶束的组分造成影响，因此，其在涂料领域中的应用较窄。

无机增稠剂具有良好的理化性能，特别是复合环保要求，随着社会对环境要求的提高，相信大量使用无机增稠将是涂料发展的方向。

中国专利（申请号：201010549372.1）公开了一种涂料用增稠剂，其包括有以下重量分的组分：二氧化硅10-15份、有机膨润土5-10份、二卞叉山梨糖醇20-30份。该发明提供的涂料增稠剂，克服使用金属皂时凝胶结构不稳定的缺陷，二苄叉山梨糖醇与有机膨润土、二氧化硅联合使用，提高了二苄叉山梨糖醇的溶解度。该增稠剂配合涂料使用，通过次价键而连接成网状结构，从而使涂料适度增稠。但该增稠剂在本发明人实际应用过程中，仍未能很好地解决涂料在储存、运输、使用过程中存在的沉降分离、干燥性、流平性及流挂等问题。

中国专利（申请号：200610040450.9）公开了一种利用凹凸棒石制备的涂料增稠剂及其制备方法，该方法以凹凸棒石精选矿为原料，通过水与添加剂MgO浸泡、碾压成湿料、干燥及磨粉工艺制成凹凸棒石凝胶，该凹凸棒石凝胶具有高粘度系数和高触变指数，用于水性或溶剂型涂料的增稠剂时，其能充分分散于水或其它溶剂中，且不出现团聚。在水性体系应用中，凹凸棒石不膨胀，分散于水中后，颗粒间形成网络，将水包裹其中而其增稠作用，而在实际使用中，往往需要和其它增稠剂联合使用，单独使用范围窄。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种应用在涂料中，具有很好增稠、分散、流平作用及高粘度、高触变性且加工工艺简单的涂料用有机复合增稠剂。

本发明的目的是这样实现的：它包括以下重量份的组分：凹凸棒石5-7份、钙基膨润土2-3份、二氧化硅1-2份。

所述二氧化硅为气相法白炭黑。

凹凸棒石是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物，是一种常用的增稠剂，其对涂料、胶粘剂、油墨、密封剂或其他液体产品的水性和溶剂型配方都能具有触变增稠作用，可减少颜料和其它材料的流挂、防止沉积。

膨润土是一类膨胀型粘土，其主要矿物成分是蒙脱石。膨润土作为无机增稠剂在涂料生产中有一定程度的应用，其特性是增稠效果和悬浮性显著，能够使涂料产生触变性，便于储存和施工。其作用机理是：膨润土具有强吸水性，能够吸附本身质量5倍左右的水，吸附后体积增大，可膨胀至原体积的几倍至十几倍，并形成凝胶状物质包裹住涂料中的颜填料颗粒，防止颗粒沉降；另外蒙脱石层间负电荷可吸附涂料中有机助剂（如聚乙烯醇、丙烯酸、羟乙基纤维素等）所含有机分子中-OH、-COOH、-CH₂CH₂OH等极性基团，使极性基团的一端插入层间，形成蒙脱石-有机复合物，蒙脱石-有机复合物相互交联，形成网状立体结构，提高涂料的悬浮性。有机改性后的膨润土在溶剂型涂料中具有良好的分散性，其片状边缘吸附着亲油的长链有机物而和涂料有良好的亲和性，同时分布其中的氧和氢氧基团能够形成具有防沉效果的氢键，使涂料成为均匀的胶状物并具有一定的粘度，进而起到阻止颜料沉降的作用；当在外界剪切力存在下进行搅拌时，氢键被破坏，粘度减弱，涂料又具有流动性。但由于膨润土具有较好的吸光性，能明显降低涂膜表面光泽，起到类似消光剂的作用，因此使用膨润土时要控制用量。