一种环保型复合颜料及其制作工艺的制作方法

本发明涉及颜料，具体涉及一种环保型复合颜料及其制作工艺。

背景技术：

1、传统的颜料在制备过程中，可能会使用到一些具有化学污染性的物质，这些物质在生产、使用和废气过程中都可能对环境造成污染，对人体健康产生威胁，随着人们环保意识的提高，各行各业对产品的环保性能日益重视，正是在这样的背景下，环保型复合颜料应运而生，以满足市场对绿色、健康、可持续产品的迫切需求，同时随着工业化的发展，人们在要求产品美观的同时，也会对产品一些特殊的性能提出要求，想要给产品赋予多样化的功能，环保型复合颜料在使用时，不仅能够赋予被涂物绚丽多彩的外观，还能对被涂物基体产生保护作用，降低紫外线照射以及湿热环境下的老化速率，隔绝水分、油污和其他腐蚀性物质的侵蚀，已经在陶瓷、绘画、印刷等领域得到了广泛的应用。

2、但是普通的环保型复合颜料不具有良好的耐高温性，它可能会在高温条件下发生变色、褪色或分解，这不仅会严重影响产品的外观和颜色稳定性，还可能导致产品性能下降或失效，此外，耐磨性不佳的颜料在受到摩擦或外力的作用时，容易出现磨损、剥落或划痕等问题，可能导致漆面出现颜色褪色或变淡等现象，影响产品的外观质量。

3、因此，制备出一种具有优异的耐高温性和耐磨性的环保型复合颜料已成为当下科研领域备受瞩目的研究热点，公开号为cn115304934b的专利公开了一种高性能环保彩色复合颜料的制备方法，该发明通过在环保彩色无机颜料表面通过化学键接枝有机颜料，形成具有均匀粒径分布的复合结构，制备的复合颜料具有优异的耐温性、高遮盖力、抗紫外线及高着色性能、高色度指标，但是该复合颜料的耐磨性能有待提高，因为在受到摩擦或外力的作用时，颜料容易被磨损。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种环保型复合颜料及其制作工艺，解决了以下技术问题：

2、(1)解决了普通的环保型复合颜料耐高温性较差的问题；

3、(2)解决了普通的环保型复合颜料耐磨性较差的问题。

4、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

5、一种环保型复合颜料，包括以下重量份的原料：60～70份丙烯酸聚合乳液、4～8份滑石粉、4～6份耐磨填料、10～20份颜料、1～2份紫外吸收剂、1～2份成膜助剂、2～3份消泡剂、1～2份流平剂。

6、进一步地，所述丙烯酸聚合乳液的制备方法包括以下步骤：

7、(1)将丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到混合单体；

8、(2)在反应器中加入乳化剂和去离子水，开启机械搅拌器，设置体系温度为70～90℃，然后加入5～10％重量份的混合单体和过硫酸铵，滴加完成后保温10～20min，得到种子乳液；

9、(3)将剩余的混合单体、聚酰胺酸交联剂和过硫酸铵滴加到反应器中，时间控制在3～4h左右，滴加完毕后，升温至85～95℃并保温40～50min，然后降温至30～50℃左右，用50～150目的纱布过滤出料，得到丙烯酸聚合物乳液；

10、所述丙烯酸聚合乳液包括以下重量份的原料：30～40份丙烯酸、10～20份丙烯酸羟乙酯、10～15份丙烯酸丁酯、4～8份双丙酮丙烯酰胺、20～30份去离子水、1～3份乳化剂、6～8份聚酰胺酸交联剂、2～5份过硫酸铵。

11、进一步地，所述聚酰胺酸交联剂的制备方法包括以下步骤：

12、ⅰ：将聚酰胺酸加入到二甲基亚砜中，搅拌混合均匀，使用氮气作为保护气，将空气排出，再加入烯丙基缩水甘油醚，将体系温度升高至70～80℃，继续加入催化剂，加完后，保温搅拌8～10h，降至室温后出料，得到改性聚酰胺酸；

13、ⅱ：将改性聚酰胺酸与甲苯混合，搅匀后，升高温度至60～70℃，通氮气保护，再加入二氯甲基硅烷和三乙胺，加完后，搅拌反应4～6h，待物料自然冷却，出料，获得聚酰胺酸交联剂。

14、进一步地，步骤ⅰ中，所述聚酰胺酸的重均分子量为1000～2000。

15、进一步地，步骤ⅰ中，所述催化剂为苄基三乙基溴化铵、四丁基溴化铵或者四丁基硫酸氢铵中的任一种。

16、通过上述技术方案，在催化剂的作用下，聚酰胺酸结构中的羧基可以与烯丙基缩水甘油醚结构中的环氧基团发生开环反应，进而在聚酰胺酸结构中引入烯基，得到改性聚酰胺酸，由于在开环过程中会产生活性羟基，活性羟基可以在三乙胺的作用下，与二氯甲基硅烷结构中的si-c l发生反应，从而将二氯甲基硅烷接枝到聚酰胺酸结构中，得到聚酰胺酸交联剂。

17、进一步地，所述耐磨填料的制备方法包括以下步骤：

18、s1:将蛇纹石粉加入到n,n-二甲基甲酰胺中，超声分散至形成均匀的分散液，向分散液中继续加入乙酸胍和催化剂，将体系温度升高至100～110℃，充分搅拌4～6h，然后进行过滤、洗涤、真空干燥，收集产物，得到改性蛇纹石粉；

19、s2：将芳纶纤维浸润在无水乙醇中，超声清洗45～50h，然后用去离子水清洗5～8次，再置于50～80℃的烘箱中烘干，即得到烘干的芳纶纤维，然后在反应器中加入芳纶纤维、氢氧化钾和二甲基亚砜，常温搅拌6～8d，待混合液呈暗红色，并形成均匀透明状液体后结束搅拌，即获得芳纶纤维分散体；

20、s3：将改性蛇纹石粉加入到芳纶纤维分散体中，超声分散1～2h，静置30～50min，然后进行过滤，收集产物，即可制得耐磨填料。

21、进一步地，步骤s1中，所述催化剂为氨基磺酸、对甲苯磺酸或者三氟甲磺酸中的任一种。

22、进一步地，步骤s2中，所述芳纶纤维的直径为2～5μm，长度为2～6mm。

23、通过上述技术方案，在催化剂的作用下，蛇纹石粉表面的羟基可以与乙酸胍结构中的羧基基团发生反应,得到改性蛇纹石粉，然后利用其表面修饰的胍基基团带的正电荷与带负电荷的芳纶纤维分散体发生静电吸附作用，将蛇纹石粉与芳纶纤维结合，得到耐磨填料。

24、进一步地，所述颜料为颜料紫29、酞青蓝b、颜料黄110、洋红6b或者颜料黑7中的任一种；所述紫外吸收剂为uv-234、uv-531或者uv-360中的任一种；所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇甲醚或者乙二醇丁醚中的任一种；所述消泡剂为二甲基硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚中的任一种；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸丁酯或者聚丙烯酸乙酯中的任一种。

25、一种环保型复合颜料的制作工艺，包括以下步骤：

26、将丙烯酸聚合乳液与滑石粉、耐磨填料、颜料、紫外吸收剂、成膜助剂、消泡剂和流平剂充分搅拌混合，自然消泡后，得到环保型复合颜料。

27、本发明的有益效果：

28、(1)本发明制备聚酰胺酸交联剂，该聚酰胺酸交联剂中含有可聚合的不饱和烯基官能团，可以在过硫酸铵的作用下，与丙烯酸等聚合单体发生交联聚合,且交联密度较大，能够使其具有更大的内聚力，提高复合颜料的附着力，经交联后，可将刚性苯环和高键能的硅氧键引入至丙烯酸聚合物主链中，提高丙烯酸聚合物分子链的稳定性，增强复合颜料的耐高温性能，有效避免了复合颜料在高温条件下发生变色、褪色或分解等问题，同时，低表面能的有机硅具有防污的性能，从而可以有效提高复合颜料的抗污性能，此外，聚酰胺酸交联剂中含有醚键，可与基体材料产生大量氢键，从而进一步提高复合颜料的附着力，避免颜料发生脱落或剥离等问题，延长了复合颜料的使用寿命。

29、(2)本发明通过静电吸附的作用，将蛇纹石粉与芳纶纤维紧密结合，制备出了一种耐磨填料，耐磨填料中的蛇纹石粉经有机物改性后，可以实现蛇纹石粉与颜料基体之间良好的亲和性，使蛇纹石粉均匀分散在颜料基体中，一方面蛇纹石粉与芳纶纤维可以起到类似滚动轴承中“滚珠”的作用，减小相界面的摩擦系数，从而提高颜料的耐磨性能，避免颜料在受到摩擦或外力的作用时，容易出现磨损、剥落或划痕等问题，另一方面当颜料受到外力作用时，芳纶纤维可以分散和传递应力，从而可以显著提高颜料的力学性能，有助于保护被涂物基体，延长其使用寿命，同时提升整体的外观质量和使用效果。

30、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。