1.本发明属于氧化铁色浆制备领域，尤其涉及一种高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆及其制备方法。


背景技术：

2.氧化铁颜料相对于有机颜料具有如下优点：
3.1.制备生产的成本低，价格低廉，对环境污染小；
4.2.耐光、耐候、耐污浊气体以及耐碱性都非常强；
5.3.易分散，遮盖力高；
6.4.品种多，包括氧化铁黄、红、棕、黑，还有透明氧化铁黄，透明氧化铁红等。
7.在涂料、建筑材料、塑料、造纸、皮革、橡胶等工业中得到广泛应用，全球范围内，氧化铁颜料是用量仅次于钛白粉的无机颜料。但是相对于有机颜料，氧化铁颜料最大的缺点就是着色力低，颜色不够鲜艳，氧化铁颜料密度大、颗粒不易研磨、储存过程中颜料颗粒容易沉降，而pos调色机用色浆对色浆的储存稳定性和抗干燥性要求非常高，否则会因为色浆分水沉底而导致pos调色机调色精度不准，影响调色效果，色浆的沉底和干结性不好还会导致调色机的喷嘴赌塞，因此色浆的储存稳定性和抗干结性是pos调色机用色浆需要解决的两个最大的难题，而氧化铁色浆的储存稳定性和抗干结性比一般有机色浆更难解决。
8.因此，本领域迫切需要研发出一种高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆及其制备方法。


技术实现要素：

9.本发明所要解决的技术问题是提供一种高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆及其制备方法，本发明在配方中添加了具有特定配置参数的聚合性表面活化高分子分散剂，可以减少助溶剂的量，提高水性氧化铁色浆的抗干结性，减少或者不用其他分散剂就能制备高浓度低粘度的稳定性好的水性环保氧化铁色浆，非常适合调色机使用。
10.为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
11.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆，其中所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
12.氧化铁颜料55.0～75.0份，助溶剂6.0～12.0份，润湿剂2.0～5.0份，分散剂3.0～12.0份，功能添加剂0.9～3.0份，去离子水6.0～16.0份，重量份总计100份；
13.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，不含voc，不含apeo,有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
14.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为10～40％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为10～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为2％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他
常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
15.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
16.(这里的2％的水溶液指的是聚合性表面活化高分子分散剂与水的重量比为2:98，下同。)
17.本发明所采用的聚合性表面活化高分子分散剂是一种聚合物型表面活化的高分子分散剂，其具有以下的特点：
18.所述的聚合性表面活化高分子分散剂是一种多组分的混合物，各种组分之间的协调作用使得该分散剂具有优异的分散性能；聚氧乙烯油酸脂低泡和生物降解的特性，对于制备绿色环保的低泡性调色机用色浆非常友好；癸基葡萄糖苷既能溶于水又能溶入常用的有机溶剂，润湿能力强，具有一定的保湿性，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，分子结构中的亲水亲油结构展现了很好的空间位阻作用，其与聚氧乙烯油酸酯和磷酸酯型阴离子表面活性剂进行复配，润湿分散协同效果更明显，对水性色浆中的颜料的稳定起到了很好的空间位阻和和静电斥力，使得制备的色浆具有良好的储存稳定性。所述的聚合性表面活化高分子分散剂不含voc、不含apeo、无毒、无害、生物降解迅速且完全，是一种性能全面的绿色表面活性剂。
19.所述的聚合性表面活化高分子分散剂具有极佳的颜料分散与稳定特性，具有极佳的抗干燥性和耐水性。
20.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
21.所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
22.氧化铁颜料60.0～75.0份，助溶剂6.0～10.0份，润湿剂3.0～5.0份，分散剂5.0～12.0份，功能添加剂1.2～3.0份，去离子水6.0～16.0份，重量份总计100份；
23.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，所述的聚合性活化高分子分散剂的有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
24.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为15～40％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为12～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为15％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
25.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
26.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
27.所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
28.氧化铁颜料65.0～72.0份，助溶剂6.0～8.0份，润湿剂3.0～4.5份，分散剂6.0～10.0份，功能添加剂2.0～3.0份，去离子水8.0～12.0份，重量份总计100份；
29.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，所述的聚合性活化高分子分散剂的有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
30.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为20～35％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为25～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为10％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
31.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
32.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
33.所述的聚合性表面活化高分子分散剂是一种多组分的混合物，各种组分之间的协调作用使得该分散剂具有优异的分散性能，配方中添加量较佳的为6重量份，更佳地为7重量份。
34.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
35.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤1.0％，ph值3～8，吸油量≤40g/100g。
36.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
37.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤0.8％，ph值5～8，吸油量≤35g/100g。
38.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
39.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤0.5％，ph值5～7，吸油量≤30g/100g。
40.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
41.所述的助溶剂为不含voc的聚乙二醇400。
42.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
43.所述的润湿剂为均不含voc，不含apeo的脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。
44.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
45.所述的功能添加剂为均不含voc，不含apeo的防霉杀菌剂、ph值调节剂、有机硅类消泡剂和增稠剂中的至少三种；
46.其中所述的有机硅类消泡剂为带有疏水单元的有机硅类消泡剂，不仅能够消除色浆在生产过程中的泡沫还能够保证色浆在存储和使用过程中不产生气泡，具有一定的抑泡效果，非常适合制备调色机用色浆。
47.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
48.其具有选自下组的一个或者多个特性：
49.a.所述色浆不含或基本不含voc，其中基本不含voc时，voc含量≤10g/l；
50.b.所述色浆不含或基本不含甲醛，其中基本不含甲醛时，apeo含量≤10ppm；
51.c.所述色浆不含或基本不含apeo。
52.上述本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆可以按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件，采用本领域常用的制备方法得到，但采用下面所述的制备方法进行制备，可以使所制备得到的产品质量和效率更好。
53.本发明还涉及一种制备前面所述的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的制备方法，其包括以下步骤：
54.a、预留占总重量百分比为10％的去离子水，将占总重量百分比为90％的去离子水、助溶剂、润湿剂、分散剂以及部分功能添加剂，以500～1200r/min转速分散15～20min，得到混合液i；
55.b、将转速调到300～400r/min，把氧化铁颜料加入到混合液i中充分搅拌得到氧化铁组合物混合液ii；
56.c、将混合液ii在800～1200r/min的转速下进行高速分散不低于20min，并于分散过程中加入步骤a中预留的占总重量百分比为10％的去离子水，得到混合液iii；
57.d、将混合液iii进行卧式研磨，研磨介质为0.4～0.8mm氧化锆珠或陶瓷珠，连续研磨30min，得到混合液iv；
58.e、对混合液iv进行称重，然后按照比例添加剩余部分的功能添加剂进行粘度调整、脱泡，最终得到一种高浓度低粘度稳定性好的水性环保氧化铁色浆。
59.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆具有以下的技术特点：
60.(1)所述氧化铁色浆的色粉含量高于市面同类型的pos调色机用的水性氧化铁色浆，而粘度低，流动性好，稳定性好，长时间储存不分水不沉底，非常适合于自动调色机；
61.(2)所述色浆与各种类型乳液制备的水性涂料的相容性好，适用性广。
62.(3)所述色浆不含或基本不含voc(基本不含voc时，较佳地，所含voc含量≤10g/l，更佳地≤5g/l，最佳地≤2g/l)；
63.(4)所述色浆不含或基本不含甲醛(在基本不含甲醛时，较佳地，所含apeo含量≤10ppm，更佳地≤5ppm，最佳地≤2ppm)；
64.(5)所述色浆不含或基本不含apeo；
65.(6)所述色浆具有良好的干性，适用于调色机使用。
66.本发明在制备过程中使用了聚合性表面活化高分子分散剂制备的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆具有以下几点优点：
67.1.着色力方面：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆着色力比对比例要高5～15个点；
68.2.粘度方面：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆粘度低，更适合调色机使用。
69.3.抗干结性：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆抗干结性更好，表干时间比对比例要慢1～4个小时，这样的色浆不会堵塞调色机的喷嘴，更适合调色机使用。
70.4.储存稳定性：储存稳定性更好，储存前后粘度变化很小，无沉底无分水，避免了因为色浆在调色机中长时间储存导致增稠沉底或者分水而影响调色机的调色准确性，也避免了因为色浆增稠或者沉底导致调色机堵塞。
71.5.本发明解决了水性氧化铁色浆难以做到高浓度低粘度高保湿的难题。
具体实施方式
72.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例详细描述本发明内容。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不限定于本发明。凡在本发明构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明的保护范围之内。
73.实施例：一种高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的制备方法
74.一种高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的制备方法，其包括以下步骤：
75.a、预留占总重量百分比为10％的去离子水，将占总重量百分比为90％的去离子水、助溶剂、润湿剂、分散剂以及部分功能添加剂，以500～1200r/min转速分散15～20min，
得到混合液i；
76.b、将转速调到300～400r/min，把氧化铁颜料加入到混合液i中充分搅拌得到氧化铁组合物混合液ii；
77.c、将混合液ii在800～1200r/min的转速下进行高速分散不低于20min，并于分散过程中加入步骤a中预留的占总重量百分比为10％的去离子水，得到混合液iii；
78.d、将混合液iii进行卧式研磨，研磨介质为0.4～0.8mm氧化锆珠或陶瓷珠，连续研磨30min，得到混合液iv；
79.e、对混合液iv进行称重，然后按照比例添加剩余部分的功能添加剂进行粘度调整、脱泡，最终得到一种高浓度低粘度稳定性好的水性环保氧化铁色浆。
80.所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
81.氧化铁颜料55.0～75.0份，助溶剂6.0～12.0份，润湿剂2.0～5.0份，分散剂3.0～12.0份，功能添加剂0.9～3.0份，去离子水6.0～16.0份，
82.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，不含voc，不含apeo,有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
83.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为10～40％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为10～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为2％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
84.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
85.(这里的2％的水溶液指的是聚合性表面活化高分子分散剂与水的重量比为2:98。)
86.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
87.所述的聚合性表面活化高分子分散剂是一种多组分的混合物，各种组分之间的协调作用使得该分散剂具有优异的分散性能，配方中添加量较佳的为6重量份，更佳地为7重量份。
88.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
89.所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
90.氧化铁颜料60.0～75.0份，助溶剂6.0～10.0份，润湿剂3.0～5.0份，分散剂5.0～12.0份，功能添加剂1.2～3.0份，去离子水6.0～16.0份，重量份总计100份；
91.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，所述的聚合性活化高分子分散剂的有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
92.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为15～40％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为12～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为15％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
93.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
94.发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
95.所述的水性氧化铁色浆包括以下重量份组分：
96.氧化铁颜料65.0～72.0份，助溶剂6.0～8.0份，润湿剂3.0～4.5份，分散剂6.0～
10.0份，功能添加剂2.0～3.0份，去离子水8.0～12.0份，重量份总计100份；
97.其中所述的分散剂为一种聚合性表面活化高分子分散剂，所述的聚合性活化高分子分散剂的有效份包含聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷和磷酸酯型阴离子表面活性剂；
98.其中所述的聚合性表面活化高分子分散剂中的聚氧乙烯油酸脂的重量百分比含量为20～35％，癸基葡萄糖苷重量百分比含量为25～35％，磷酸酯型阴离子表面活性剂的重量百分比含量为10％～30％，总的有效份占比为重量百分比60％～80％；余量为水或其他常用助溶剂，所有的组分之和为100％；
99.所述的聚合性表面活化高分子分散剂的2％的水溶液的ph值为8～10。
100.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
101.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤1.0％，ph值3～8，吸油量≤40g/100g。
102.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
103.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤0.8％，ph值5～8，吸油量≤35g/100g。
104.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
105.所述的氧化铁颜料为氧化铁黄、氧化铁红、氧化铁黑中的一种，且所选氧化铁颜料的含水量重量百分比≤0.5％，ph值5～7，吸油量≤30g/100g。
106.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
107.所述的助溶剂为不含voc的聚乙二醇400。
108.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
109.所述的润湿剂为均不含voc，不含apeo的脂肪酸聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。
110.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
111.所述的功能添加剂为均不含voc，不含apeo的防霉杀菌剂、ph值调节剂、有机硅类消泡剂和增稠剂中的至少三种；
112.其中所述的有机硅类消泡剂为带有疏水单元的有机硅类消泡剂，不仅能够消除色浆在生产过程中的泡沫还能够保证色浆在存储和使用过程中不产生气泡，具有一定的抑泡效果，非常适合制备调色机用色浆。
113.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆的进一步优化为：
114.其具有选自下组的一个或者多个特性：
115.a.所述色浆不含或基本不含voc，其中基本不含voc时，voc含量≤10g/l，更佳地≤5g/l，最佳地≤2g/l；
116.b.所述色浆不含或基本不含甲醛，其中基本不含甲醛时，apeo含量≤10ppm，更佳地≤5ppm，最佳地≤2ppm；
117.c.所述色浆不含或基本不含apeo。
118.本发明的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆及其制备方法用以下实施例和对比例进行进一步说明，但并不意味着仅限于这些实施例和对比例。
119.表1实施例和对比例实验(重量份)
[0120][0121]
备注：对比例1中对比分散剂的主要有效分为含磷酸酯型阴离子表面活性剂，对比例2中的对比分散剂中不含磷酸酯型阴离子表面活性剂，对比例3中的分散剂中不含聚氧乙烯油酸脂，对比例4中的分散剂中不含癸基葡萄糖苷，对比例5中的分散剂中不含磷酸酯型阴离子表面活性剂、聚氧乙烯油酸脂、癸基葡萄糖苷三种物质中任何一种。
[0122]
表2实施例和对比例测试结果
[0123]
[0124][0125]
备注：着色力是以实施例的样品为标准，对比例1是以实施例1为标准，对比例2是以实施例2为标准，对比例3是以实施例3为标准，对比例4是以实施例4为标准，对比例5是以实施例5为标准。
[0126]
干结性测试方法：将待检色浆搅拌均匀，然后用电子天平称取1.0g于玻璃板或表面皿上(自然铺展)，放置在同一环境中，按照规定的时间间隔观察色浆表面状态，并记录时间。
[0127]
指研评分：最好5分，最差1分。
[0128]
从实施例和对比例的测试结果对比来看，本发明在制备过程中使用了聚合性表面活化高分子分散剂制备的高浓度、稳定的调色机用水性环保型氧化铁色浆具有以下几点优点：
[0129]
1.着色力方面：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆着色力比对比例要高5～15个点；
[0130]
2.粘度方面：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆粘度低，更适合调色机使用。
[0131]
3.抗干结性：使用了本技术方案中的聚合性表面活化高分子分散剂制备的色浆抗干结性更好，表干时间比对比例要慢1～4个小时，这样的色浆不会堵塞调色机的喷嘴，更适合调色机使用。
[0132]
4.储存稳定性：储存稳定性更好，储存前后粘度变化很小，无沉底无分水，避免了因为色浆在调色机中长时间储存导致增稠沉底或者分水而影响调色机的调色准确性，也避免了因为色浆增稠或者沉底导致调色机堵塞。
[0133]
5.本发明解决了水性氧化铁色浆难以做到高浓度低粘度高保湿的难题。
[0134]
综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
[0135]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0136]
本发明中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0137]
本发明中的各种优化技术方案，除非另外说明，否则各种优化的技术方案之间可以相互进行结合。
[0138]
除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
[0139]
说明书以及实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0140]
本发明中使用各种原料、试剂、组分，除非另外说明，均为本领域内常用的相应原材料。
[0141]
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。