本发明公开一种水性通用色浆及其制备方法，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15‑30份，甘油2‑5份，分散剂10‑30份，消泡剂0.1‑0.5份，pH调节剂0.1‑1份，增稠剂1‑1.5份，防腐剂0.1‑0.5份，颜料30‑70份和超细硫酸钡4‑6份。本发明制备的水性通用色浆流动性好，色差度小，色浆本身的稳定性高，与各种涂料体系相容性良好，与基础漆混合后漆膜具有优异的表面效果，不含VOC，安全环保，具有较高的实用价值。
一种水性通用色浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性通用色浆及其制备方法。
背景技术
随着人们对各种涂料装饰性能要求的提高，色浆的应用越来越广泛。相对于颜料，色浆具有添加方便，易于体积计量，与涂料相容性好，容易分散的优点。色浆分为纯水浆和添加通用树脂的色浆两种。纯水浆不添加通用树脂，以水为分散介质，在配色时不会引起基础漆相容性问题，但在后续的贮存和使用过程中，常出现色浆体系分层，颜料粒子重新聚集、返粗等不良现象，导致配制的色漆出现浮色、发花、色差等弊病。因此，目前市场上现有的色浆为了提高储存稳定性，通常会加入大量的溶剂类保湿剂，使得色浆加入涂料以后，不但影响涂料的耐光性、耐水性和耐侯性，而且涂料成膜后容易出现褪色、粉化的问题，还存在加入涂料后使体系的VOC含量升高等问题。因此，如何开发出产品稳定性好，并且不影响涂料耐候性等性能的环保通用水性色浆一直是色浆领域难以解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中水性色浆稳定性差以及加入涂料后会导致涂料性能下降、VOC升高的问题，本发明提供一种水性通用色浆及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种水性通用色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15-30份，甘油2-5份，分散剂10-30份，消泡剂0.1-0.5份，pH调节剂0.1-1份，增稠剂1-1.5份，防腐剂0.1-0.5份，颜料30-70份和超细硫酸钡4-6份。
相对于现有技术，本发明提供的水性通用色浆中加入甘油作为成膜助剂和保湿剂，不但可使制备的色浆与丙烯酸树脂、聚氨酯树脂和醇酸树脂等单组份体系具备很好的相容性，而且，甘油还可参与异氰酸酯和羟基官能团的反应，使制备的色浆与双组份聚氨酯体系也有很好的相容性；加入的超细硫酸钡可在分散剂的作用下与颜料互相包覆，可提高颜料的分散性和展色性。本发明中各组分之间协同作用，显著提高了色浆与其他树脂体系的相容性，使得制备的色浆能适用于各种树脂体系，同时还有效提高了色浆的稳定性和展色性，使得制备的色浆能长时间放置而不发霉并且能保持稳定的流变性，加入涂料以后也不影响涂料的光泽和耐候性、耐水性等性能，且加入涂料以后不会导致VOC含量升高，有利于环境保护且对人无毒无害，适用性较强，易于推广应用。
普通色浆体系中一般需要加入高含量的乙二醇、丙二醇等高沸点溶剂来调节色浆的干结性，加入涂料以后不仅影响涂料的耐候性、耐水性，而且还会对环境造成很大的污染。本发明通过加入小剂量的甘油有效地解决了这一问题，不但可以提高色浆与其他树脂体系的相容性，还能降低色浆的结块现象，改善颜料的分散效果，提高颜料的稳定性，同时还显著降低了色浆中的VOC含量，提高了色浆的环保性能。
优选的，所述分散剂为带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液。
色浆的分散程度直接决定了色浆的性能，因此分散剂的选择至关重要。带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液对有机颜料和无机颜料的颗粒表面均具有较强的结合力，使得颜料颗粒一旦与分散剂结合，便不易脱落，而且带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物还具有足够的碳链长度，能够产生足够大的空间位阻，阻止颜料颗粒絮凝。分散剂的用量也是决定颜料分散程度的重要因素，当分散剂的用量低于10份或者高于30份时，均会使颜料颗粒聚集，导致色浆与涂料的相容性变差。
优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
优选的消泡剂可有效去除涂料中的微小气泡，避免色浆加入涂料中出现缩孔以及鱼眼问题。优选的消泡剂的用量可兼顾色浆与涂料的相容性和消泡性的平衡，过多或过少均会导致相容性和消泡性变差。
优选的，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
二甲基乙醇胺是一种高效的胺中和剂，有效调节体系pH值，用于涂料具有低气味、低挥发性的优点，并能赋予体系很好的pH值稳定性，有良好的助颜料分散性，提高色浆的展色性。
优选的，所述增稠剂为有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的混合物，其中所述有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的质量比为1:3-5。
有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂两种物质经搅拌分散可产生立体的网状结构，增加分散体系的粘度，达到防止颜料颗粒和超细硫酸钡沉降的目的，同时两者以特定比例配合还能达到不影响涂料流平性的目的。由于色浆在调色过程中，需要经常露置于空气中，本发明优选的增稠剂和甘油相互协同，可降低调色过程中的水分收缩、将分色、结皮现象降至最低。
优选的，所述防腐剂为异噻唑啉酮防腐剂。
更优选的，所述防腐剂为美国特洛伊的MERGAL K9N防腐剂。
所述防腐剂为广谱罐内保护剂，可避免水性体系由于细菌、真菌和酵母引起的降解和变质，且不影响色浆与涂料的相容性，MERGAL K9N防腐剂中不含有VOC和甲醛，更加环保。
优选的，所述颜料为酞青蓝、钛白粉、酞青绿或永固紫。
可根据色粉的不同特性设计色粉的含量。一般无机颜料类为50-70％的含量，有机颜料类为30-45％的含量。本发明中所述的颜料并不仅限于以上几种，可为涂料领域常用的有机颜料或者无机颜料，具体根据客户的要求进行选择合适的颜料或者将几种颜料进行组合。
优选的，所述超细硫酸钡的粒度为6000目。
6000目超细硫酸钡具有极低的吸油性，且透明度高，不会影响色浆的粘度和展色性，在高分子量嵌段共聚物分散剂的作用下，可与颜料相互包覆，提高彼此的分散度以及颜料的展色性，同时使涂料成膜后具有较高的致密度，提高涂料的耐水性、耐候性等性能。超细硫酸钡的粒度过大容易发生沉降，过小，不能充分分散，无法与颜料之间相互包覆。6000目超细硫酸钡还可以吸收有害射线，提高了涂料的环保性能。
本发明还提供了上述水性通用色浆的制备方法，至少包括以下步骤：
步骤a，按照上述水性通用色浆的设计配比称取各组分，在搅拌的条件下，依次加入称取的去离子水、甘油、分散剂、消泡剂和防腐剂，混合均匀，得第一混合物料；
步骤b，将称取的颜料、超细硫酸钡和pH调节剂加入所述第一混合物料中，分散混匀，加入增稠剂，调节粘度为3000-5000mPa·S，得第二混合物料；
步骤c，将所述第二混合物料研磨至细度≤7.5μm，过滤，得水性通用色浆。
上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备的水性色浆适用于各种树脂体系，且色浆的稳定性好，能够贮存1年以上不会出现分水沉淀的现象，且不返粗，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种水性通用钛白色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15份，甘油4份，分散剂10份，消泡剂0.1份，pH调节剂0.5份，增稠剂1份，防腐剂0.1份，颜料70份和6000目超细硫酸钡4份。
所述甘油为山东旭灰化工有限公司生产的95％工业级甘油；所述分散剂为德国毕克的BYK-190；消泡剂为德国毕克的BYK-024；pH调节剂为南京海之蓝化工有限公司生产的二甲基乙醇胺；增稠剂为海明斯的LT有机改性锂蒙脱石黏土和Borchi Gel 0620聚氨酯增稠剂的混合物，其中有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的质量比为1:3；所述防腐剂为美国特洛伊的MERGAL K9N防腐剂；所述颜料为杜邦R706金红石型钛白粉；6000目超细硫酸钡选用上海缘江化工有限公司生产的改性6000目超细硫酸钡。
上述水性通用色浆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述设计配比称取各组分，在转速为500r/min的条件下，加入称取的去离子水和甘油，搅拌5min，缓慢加入分散剂搅拌至完全分散均匀，然后缓慢加入消泡剂和防腐剂，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，得第一混合物料；
步骤b，调节转速至500r/min，加入称取的钛白粉和6000目超细硫酸钡，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，加入pH调节剂，继续搅拌5分钟，调节转速至800r/min，缓慢加入增稠剂，调节粘度为3000mPa·S，得第二混合物料；
步骤c，将所述第二混合物料研磨至细度≤7.5μm，过滤，得水性通用色浆。
实施例2
一种水性通用酞青蓝色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水25份，甘油2份，分散剂30份，消泡剂0.3份，pH调节剂0.1份，增稠剂1.3份，防腐剂0.3份，颜料30份和6000目超细硫酸钡5份。
所述增稠剂为海明斯的LT有机改性锂蒙脱石黏土和Borchi Gel 0620聚氨酯增稠剂的混合物，其中有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的质量比为1:4；所述颜料为江苏双乐化工颜料有限公司的9631酞青蓝BGS；其余组分与实施例1相同。
上述水性通用色浆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述设计配比称取各组分，在转速为500r/min的条件下，加入称取的去离子水和甘油，搅拌5min，缓慢加入分散剂搅拌至完全分散均匀，然后缓慢加入消泡剂和防腐剂，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，得第一混合物料；
步骤b，调节转速至500r/min，加入称取的钛白粉和6000目超细硫酸钡，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，加入pH调节剂，继续搅拌5分钟，调节转速至800r/min，缓慢加入增稠剂，调节粘度为4000mPa·S，得第二混合物料；
步骤c，将所述第二混合物料研磨至细度≤7.5μm，过滤，得水性通用色浆。
实施例3
一种水性通用红色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水30份，甘油5份，分散剂20份，消泡剂0.5份，pH调节剂1份，增稠剂1.5份，防腐剂0.5份，颜料40份和6000目超细硫酸钡6份。
所述增稠剂为海明斯的LT有机改性锂蒙脱石黏土和Borchi Gel 0620聚氨酯增稠剂的混合物，其中有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的质量比为1:5；所述颜料为科莱恩D3G红；其余组分与实施例1相同。
上述水性通用色浆的制备步骤如下：
步骤a，按照上述设计配比称取各组分，在转速为500r/min的条件下，加入称取的去离子水和甘油，搅拌5min，缓慢加入分散剂搅拌至完全分散均匀，然后缓慢加入消泡剂和防腐剂，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，得第一混合物料；
步骤b，调节转速至500r/min，加入称取的钛白粉和6000目超细硫酸钡，调节转速至1000r/min，高速分散30分钟，加入pH调节剂，继续搅拌5分钟，调节转速至800r/min，缓慢加入增稠剂，调节粘度为5000mPa·S，得第二混合物料；
步骤c，将所述第二混合物料研磨至细度≤7.5μm，过滤，得水性通用色浆。
对比例1
本对比例提供一种水性通用色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15份，乙二醇4份，分散剂20份，消泡剂0.1份，pH调节剂0.5份，增稠剂1份，防腐剂0.1份，颜料50份和6000目超细硫酸钡4份。
上述除乙二醇之外的各组分的具体牌号与实施例1相同。
上述水性通用色浆的制备方法与实施例1相同，此处不再赘述。
对比例2
本对比例提供一种水性通用色浆，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15份，甘油4份，分散剂20份，消泡剂0.1份，pH调节剂0.5份，增稠剂1份，防腐剂0.1份，颜料50份和8000目超细硫酸钡4份。
上述各组分的具体牌号与实施例1相同。
上述水性通用色浆的制备方法与实施例1相同，此处不再赘述。
将本实施例和对比例制备的水性通用色浆按照行业标准进行质量检测，测试结果见表1。
表1
注：遮盖度为自行定义分为三级，其中1级遮盖效果最好，3级遮盖效果最差；上述耐水性、耐酸碱性和耐盐雾性均为将水性色浆加入2K PU体系中涂料的性能。
为了与现有市售色浆进行对比，外购市售C6色浆和DRE2红色浆进行性能检测，测试方法与上述实施例和对比例的测试方法相同，试验结果如表2所示。
表2
综上所述，本发明制备的水性通用色浆流动性好，色差度小，色浆本身的稳定性高，与各种涂料体系相容性良好，与基础漆混合后漆膜具有优异的表面效果，不含VOC，安全环保，具有较高的实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种水性通用色浆，其特征在于，包括如下重量份数的原料组分：去离子水15-30份，甘油2-5份，分散剂10-30份，消泡剂0.1-0.5份，pH调节剂0.1-1份，增稠剂1-1.5份，防腐剂0.1-0.5份，颜料30-70份和超细硫酸钡4-6份。
2.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述分散剂为带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液。
3.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述pH调节剂为二甲基乙醇胺。
5.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述增稠剂为有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的混合物，其中所述有机改性锂蒙脱石黏土和聚氨酯增稠剂的质量比为1:3-5。
6.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述防腐剂为异噻唑啉酮防腐剂。
7.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述颜料为酞青蓝、钛白粉、酞青绿或永固紫。
8.如权利要求1所述的水性通用色浆，其特征在于，所述超细硫酸钡的粒度为6000目。
9.一种水性通用色浆的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
步骤a，按照权利要求1-8任一项所述水性通用色浆的设计配比称取各组分，在搅拌的条件下，依次加入称取的去离子水、甘油、分散剂、消泡剂和防腐剂，混合均匀，得第一混合物料；
步骤b，将称取的颜料、超细硫酸钡和pH调节剂加入所述第一混合物料中，分散混匀，加入增稠剂，调节粘度为3000-5000mPa·S，得第二混合物料；
步骤c，将所述第二混合物料研磨至细度≤7.5μm，过滤，得水性通用色浆。
