[发明专利]一种溶剂型纳米碳黑色浆的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶剂型纳米碳黑色浆的制备方法，尤其涉及一种多用途、透明性、能代替金属络合黑色染料的纳米碳黑色浆。

背景技术

目前儿童玩具、皮革制品、家具、印刷制品、打印油墨或喷绘等大多采用染料或金属络合染料，大多数染料存在诸如重金属严重超标、含有致病物质、耐温性、耐晒性、耐迁移性差，不能满足人们对健康生活质量的追求；许多制品对涂装要求高透明、高性能、环保等，标准要求越来越高，普通的颜料色浆透明性都不符合技术要求。因此开发一种环保、透明、高性能能代替金属络合黑色染料的纳米碳黑色浆尤其必要。

发明内容

本发明是选用醋酸丁酸纤维素（简称CAB）作为分散树脂，醋酸丁酸纤维素在涂料上有着广泛的应用：在铝、铜、银以及其它金属涂料中加入CAB，可加速溶剂从漆膜中的释放，触干时间可以大幅缩短；作为流平剂，可以改善流平性，减少缩孔，在热塑性丙烯酸型的气干漆涂料中，这种性能更为突出；由于CAB含有羟基，它能在酸催化剂存在下与氨基树脂反应，既不影响本身硬度，又赋予涂膜以柔韧性，且这种清漆具有良好的附着力、光泽性和保光性，使CAB/氨基树脂交联既有交联涂料的特性，又有气干漆的干燥速度；CAB在热再流型涂料中使漆膜再流平，使涂层具有极高的光泽，避免所必需的抛光作业；在木材涂料中，可避免潮湿而引起木材膨胀或翘起；在塑料涂料中，加入CAB能增强耐磨性、颜色稳定性，增加韧性；在汽车底漆中CAB的加入有助于溶剂挥发时尽可能地促使底漆收缩和铝粉片的定向；汽车的罩光清漆中，加入CAB，可以使罩面清漆涂上后，避免溶剂穿透到底层，而使汽车漆光亮美观；CAB在汽车修补漆体系中，能缩短干燥时间，提高抗冷裂性，并具有良好的抛光性能；在皮革涂料、紫外光固化涂料中也有着广泛的应用，CAB本身可用于制作透明美观的塑料器具，也可用于制作可剥材料，因此选取CAB作为纳米碳黑色浆的分散树脂通用性宽、应用性广。

纳米色浆对分散剂的要求高，对色浆稳定性、适用性起很重要的因素。因此本发明是选用含有颜料亲和基团的嵌段高分子共聚物作为分散剂，尤其选用受控自由基合成（CPT）的高分子分散剂，如4310、4320、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2026等，该类分散剂具有颜料的吸附部分和在溶媒中伸展部分，吸附牢固度强，吸附层厚度大，因而具有良好的空间位阻效。因此制成的纳米色浆具有贮存稳定性佳、着色力高、透明性高、相容性好等特点。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种溶剂型纳米碳黑色浆，其基本配方是：CAB树脂6%～20%、润湿分散剂3%～15%、碳黑颜料6%～25%、溶剂65%～80%。制成的纳米碳黑色浆的粒径D₅₀控制在40～150nm之间。

其中，CAB树脂选用含丁酰基38%的醋酸丁酸纤维素树脂的一种。

润湿分散剂选用含有颜料亲和基团的嵌段高分子共聚物，尤其选用受控自由基合成（CPT）的高分子分散剂，如4310、4320、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2026的一种或几种组合。

碳黑颜料选用卡博特的Mongul-L、REGAL400R、Monarch1300或Monarch900，德固萨的Special biack 4、Special biack 6、Special biack 550、FW18、FW285或FW200，三菱化学的MA7、MA100或#40，哥伦比亚化学的Raven3500、Raven1255或Raven3600，以及其它高色素碳黑。

溶剂选取用甲乙酮、醋酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙酮、醋酸异丁酯、正丁醇和甲戊酮的一种或几种的组合。

本发明提出一种溶剂型纳米碳黑色浆的制备方法，制备工艺如下：按配方重量比计加入溶剂、CAB、润湿分散剂，在高速分散机中以500r/min的速度搅拌均匀，然后在1000～1200r/min的高速下加入碳黑粉，高速分散45～60min，再到纳米分散机循环研磨8～12h，每隔0.5h用激光粒度仪进行粒度检测，直到色浆的粒径达到要求，过滤包装得到溶剂型纳米碳黑色浆。