一种改良型单组分干磨砂纸涂层液及其制备方法
阅读说明：本技术 一种改良型单组分干磨砂纸涂层液及其制备方法 (Improved single-component dry-grinding abrasive paper coating liquid and preparation method thereof ) 是由 何鹏辉 于 2021-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种改良型单组分干磨砂纸涂层液及其制备方法,该涂层液由水性硬脂酸锌钙乳液、蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、杀菌防腐剂、消泡剂等原料组成,水性硬脂酸锌钙乳液由纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂、消泡剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙等原料组成,本发明是一种水性环保材料,无毒,无腐,无污染,不易燃易爆,密度高,粘度低,可直接为砂纸、砂布或砂带进行涂层操作,无需添加其他助剂,即可生产出花纹清晰、锋利度和光泽度良好、白里透红、防堵塞、防水、防潮、易脱削、耐温耐摩擦、使用寿命长的砂纸产品,价格便宜,使用简便,省时省力,能够避免涂层过厚、填平磨料之间的缝隙的问题,并且其制备方法采用真空搅拌和超细研磨。(The invention discloses an improved single-component dry-grinding abrasive paper coating liquid and a preparation method thereof, the coating liquid consists of raw materials such as aqueous calcium zinc stearate emulsion, wax emulsion, aqueous liquid resin, thickening agent, sterilization preservative, defoaming agent and the like, the aqueous calcium zinc stearate emulsion consists of raw materials such as purified water, dispersing agent, emulsifying agent, thickening agent, defoaming agent, zinc stearate, calcium stearate and the like, the improved single-component dry-grinding abrasive paper coating liquid is an aqueous environment-friendly material, is nontoxic, corrosion-free, pollution-free, nonflammable and explosive, high in density and low in viscosity, can be directly used for coating abrasive paper, abrasive cloth or an abrasive belt, can produce a product with clear patterns, good sharpness and glossiness, white lining red, anti-clogging, waterproof, damp-proof, easy-peeling, temperature-resistant and friction-resistant and long-service life without adding other additives, is cheap, is simple and convenient to use, saves time and labor, and can avoid the phenomenon that the coating is too thick, Filling gaps between the abrasives, and a preparation method thereof adopts vacuum stirring and ultra-fine grinding.)
技术领域
本发明涉及干磨砂纸涂层液技术领域，更具体地说，是涉及一种改良型单组分干磨砂纸涂层液及其制备方法。
背景技术
目前我国砂纸、砂布、砂带的生产企业主要依赖进口双组份干磨砂纸涂层液，但是在涂层液购买回来后还需要进行二次加工生产，还需额外添加一些其他助剂和树脂，才能达到干磨砂纸、砂布、砂带的锋利度、光泽度、防水、防潮、耐温耐摩擦、易脱削等要求，需要技术人员精心操作，如果稍有疏忽，就会把双组份干磨砂纸涂层的比例配得不够准确，就会生产岀不良产品，给企业带来不必要的损失，操作非常不方便，费时费力，并且进口的双组份干磨砂纸涂层液价格比较贵。
虽然，目前市面也出现了一些可以直接使用的干磨砂纸涂层液，如申请号为CN103992681A、名称为一种砂纸、砂布、砂带用超涂层环保涂料及其制备方法的发明专利，但是该超涂层环保涂料需要用到填料(如钛白粉、滑石粉、碳酸钙、云母粉、二氧化硅、硼酸钠、氧化镁、氧化钙中的一种或两种以上混合物)，并且粘度为5000～6000mpa.s，是一种白色膏状涂料，其在砂纸涂层过程中需要涂上一层厚厚的涂层，想要起到一个防堵塞、脱削的效果，但是它忽略了自己本身的一些缺陷，因为该超涂层环保涂料的粘度高，并且涂到砂纸上的涂层较厚，它把砂纸上比如金刚砂、棕刚玉等磨料之间的小缝隙填平了，这样将影响砂纸的锋利度及防堵塞、脱削的作用和砂纸使用寿命，砂纸在使用过程中容易提前打滑，不能使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种改良型单组分干磨砂纸涂层液及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，可以由如下重量百分比计的原料组成：
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液可以由如下重量百分比计的原料组成：
作为优选的，所述蜡乳液可以设置为水性聚乙烯蜡乳液、水性石蜡乳液、水性棕榈蜡乳液中的至少一种。
作为优选的，当蜡乳液设置为水性聚乙烯蜡乳液与水性石蜡乳液的组合时，所述水性聚乙烯蜡乳液占水性硬脂酸锌钙乳液的原料中的10％～13％，所述水性石蜡乳液占水性硬脂酸锌钙乳液的原料中的8％～12％。
其中，水性石蜡乳液价廉，水性聚乙烯蜡乳液具有高光、高硬度，水性聚乙烯蜡乳液与水性石蜡乳液同时使用起到互补和增益作用。
作为优选的，所述水性液体树脂可以设置为中分子量的水性丙烯酸树脂乳液、高光高硬的水性聚氨酯树脂乳液、水性酚醛树脂乳液中的至少一种。
作为优选的，当水性液体树脂设置为水性丙烯酸树脂乳液与水性聚氨酯树脂乳液的组合时，当水性液体树脂可以设置为水性丙烯酸树脂乳液与水性聚氨酯树脂乳液的组合时，所述水性丙烯酸树脂乳液占改良型单组分干磨砂纸涂层液的原料中的10％～18％，所述水性聚氨酯树脂乳液占改良型单组分干磨砂纸涂层液的原料中的5％～8％。
其中，水性丙烯酸树脂乳液具有强防水效果及硬度，但如果单用水性丙烯酸树脂乳液时，成膜附着力不够，因此添加少量水性聚氨酯树脂乳液就能起到很强的防水和附着力作用。而如果单用水性聚氨酯树脂乳液，其本身硬度仍有待加强，因此同时添加水性丙烯酸树脂乳液与水性聚氨酯树脂乳液能够起到互补和增益作用。
作为优选的，所述水性丙烯酸树脂乳液由如下重量百分比计的原料组成：
水性固体丙烯酸树脂 45％～55％；
碱性助剂 8％～10％；
纯净水 35％～47％；
其中，所述碱性助剂为氨水和一乙醇胺中的至少一种。
作为优选的，所述增稠剂可以设置为丙烯酸的钠盐增稠剂、聚氨增稠剂、碱溶性增稠剂、纤维素中的至少一种，起保护胶体、抗沉降及增稠的作用。
作为优选的，所述杀菌防腐剂为低碳醇和乙二醇的杀菌防腐剂。
作为优选的，所述消泡剂为聚醚改性硅消泡剂、植物油消泡剂、矿物油消泡剂中的至少一种。
作为优选的，所述分散剂为多功能非离润湿分散剂、碱性分散剂中的至少一种。
作为优选的，所述乳化剂为聚氧乙烯醚。
作为优选的，所述硬脂酸锌为国标一级硬脂酸锌，所述硬脂酸钙为国标一级硬脂酸钙。
本发明的第二方面提供了一种制备上述技术方案所述的改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法，包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到6～7为标准；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至80～100度，恒温低速搅拌，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
作为优选的，在步骤(2)中，所述真空与高速搅拌的搅拌时间为1～2小时。
作为优选的，在步骤(2)中，所述恒温低速搅拌的搅拌时间为30～40分钟。
作为优选的，所述水性丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：
将水性固体丙烯酸树脂45％～55％、碱性助剂8％～10％和纯净水35％～47％倒入反应容器内搅拌并升温至90～100度，完全溶解成水性液体树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的改良型单组分干磨砂纸涂层液的成分配比独特，利用了硬脂酸锌及硬脂酸钙的润滑、散热、鲜艳白度色彩、防粘、易脱削的特性，并利用了水性液体树脂较强的附着力，蜡乳液能够对水性液体树脂起到协同增益作用，增强硬度、光泽度和防水防潮能力，涂层液的密度高，生产出来的砂纸涂层膜的密度也相应增高，可以直接将涂层液倒入涂层机器料槽内为砂纸、砂布或砂带进行涂层操作，无需额外添加其他助剂，即可生产出花纹清晰、锋利度和光泽度良好、白里透红、防堵塞、防水、防潮、易脱削、耐温耐摩擦、使用寿命长的砂纸产品，与进口双组份干磨砂纸涂层液相比，价格更便宜，使用方便简单，省时省力，为干磨砂纸生产企业减少了人工和成本。
2、本发明的改良型单组分干磨砂纸涂层液是一种水性环保材料，无毒，无腐，无污染，不易燃易爆，符合国家环保标准。
3、本发明的改良型单组分干磨砂纸涂层液的粘度低(只有800mpa.s至1200mpa.s)，在生产砂纸过程中，只需要薄薄涂一层，用量少，就避免了涂层过厚、填平磨料之间的缝隙的问题，提高了砂纸的锋利度及防堵、脱削效果，使砂纸更耐用。
4、本发明的制备方法采用真空搅拌，无需采用大量的消泡剂控制泡沫，降低了成本，密封搅拌不会使生产车间产生粉尘，不会对周围环境造成污染和不会影响工人的健康，并且水性硬脂酸锌钙乳液还需要超细研磨，生产出来的水性硬脂酸锌钙乳液的密度高，粘度低。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液55％；蜡乳液20％；水性液体树脂24.15％；增稠剂0.5％；杀菌防腐剂0.3％；消泡剂0.05％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液由如下重量百分比计的原料组成：纯净水53％；分散剂0.3％；乳化剂1％；增稠剂1％；消泡剂0.05％；硬脂酸锌30％；硬脂酸钙14.65％。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到6；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为90分钟，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至80度，恒温低速搅拌，搅拌时间为30分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
实施例2
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液60％；水性聚乙烯蜡乳液11％；水性石蜡乳液10％；水性聚氨酯树脂乳液17.62％；丙烯酸的钠盐增稠剂1％；杀菌防腐剂0.3％；聚醚改性硅消泡剂0.08％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液由如下重量百分比计的原料组成：纯净水55％；碱性分散剂1％；聚氧乙烯醚1.5％；丙烯酸的钠盐增稠剂1.5％；聚醚改性硅消泡剂0.08％；硬脂酸锌28％；硬脂酸钙12.92％。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到7；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为1小时，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至80度，恒温低速搅拌，搅拌时间为35分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
实施例3
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液60％；水性聚乙烯蜡乳液10％；水性石蜡乳液8％；水性丙烯酸树脂乳液10％；水性聚氨酯树脂乳液9.12％；聚氨增稠剂2.5％；杀菌防腐剂0.3％；植物油消泡剂0.08％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液可以由如下重量百分比计的原料组成：纯净水60％；多功能非离润湿分散剂0.3％；聚氧乙烯醚1％；聚氨增稠剂1％；植物油消泡剂0.05％；硬脂酸锌25％；硬脂酸钙12.65％。
其中，所述水性丙烯酸树脂乳液由如下重量百分比计的原料组成：水性固体丙烯酸树脂45％；碱性助剂8％；纯净水47％；其中，所述碱性助剂为氨水。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到7；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为90分钟，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至90度，恒温低速搅拌，搅拌时间为36分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
其中，所述水性丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：
将水性固体丙烯酸树脂45％、碱性助剂8％和纯净水47％倒入反应容器内搅拌并升温至90度，完全溶解成水性液体树脂。
实施例4
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液62％；水性聚乙烯蜡乳液11％；水性石蜡乳液10％；水性丙烯酸树脂乳液10％；水性聚氨酯树脂乳液6.15％；碱溶性增稠剂0.5％；杀菌防腐剂0.3％矿物油消泡剂0.05％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液可以由如下重量百分比计的原料组成：纯净水62％；多功能非离润湿分散剂0.3％；聚氧乙烯醚1％；碱溶性增稠剂1％；矿物油消泡剂0.05％；硬脂酸锌25％；硬脂酸钙10.65％。
其中，所述水性丙烯酸树脂乳液由如下重量百分比计的原料组成：水性固体丙烯酸树脂50％；碱性助剂9％；纯净水41％；其中，所述碱性助剂为氨水。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到7；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为2小时，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至100度，恒温低速搅拌，搅拌时间为40分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
所述水性丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：
将水性固体丙烯酸树脂50％、碱性助剂9％和纯净水41％倒入反应容器内搅拌并升温至95度，完全溶解成水性液体树脂。
实施例5
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液56.15％；水性棕榈蜡乳液20％；水性丙烯酸树脂乳液18％；水性聚氨酯树脂乳液5％；丙烯酸的钠盐增稠剂0.5％；杀菌防腐剂0.3％；聚醚改性硅消泡剂0.05％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液可以由如下重量百分比计的原料组成：纯净水47％；碱性分散剂3％；聚氧乙烯醚2％；丙烯酸的钠盐增稠剂3％；聚醚改性硅消泡剂0.05％；硬脂酸锌30％；硬脂酸钙14.95％。
其中，所述水性丙烯酸树脂乳液由如下重量百分比计的原料组成：水性固体丙烯酸树脂55％；碱性助剂8％；纯净水37％；其中，所述碱性助剂为一乙醇胺。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到6.5；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为90分钟，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至85度，恒温低速搅拌，搅拌时间为38分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
所述水性丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：
将水性固体丙烯酸树脂50％、碱性助剂9％和纯净水41％倒入反应容器内搅拌并升温至98度，完全溶解成水性液体树脂。
实施例6
一种改良型单组分干磨砂纸涂层液，由如下重量百分比计的原料组成：水性硬脂酸锌钙乳液55％；水性聚乙烯蜡乳液12％；水性石蜡乳液12％；水性酚醛树脂乳液19.15％；聚氨增稠剂1.5％；杀菌防腐剂0.3％；植物油消泡剂0.05％。
其中，所述水性硬脂酸锌钙乳液可以由如下重量百分比计的原料组成：纯净水48.45％；多功能非离润湿分散剂3％；聚氧乙烯醚2％；聚氨增稠剂1.5％；植物油消泡剂0.05％；硬脂酸锌30％；硬脂酸钙15％。
制备改良型单组分干磨砂纸涂层液的方法包括以下步骤：
(1)将制备水性硬脂酸锌钙乳液所需的纯净水、分散剂、乳化剂、增稠剂和消泡剂按比例加入到反应釜内，搅拌均匀后，测试PH值达到7；
(2)按比例将硬脂酸锌、硬脂酸钙加入到密封的反应釜内，低速搅拌让硬脂酸锌和硬脂酸钙渗透于经过步骤(1)处理的混合液中，再进行真空与高速搅拌，搅拌时间为90分钟，使得到的水性硬脂酸锌钙乳液分散均匀，之后出料进行超细研磨，使粒径小于2μm且至纳米级为止；
(3)将经过步骤(2)处理的水性硬脂酸锌钙乳液再次放入到反应釜内，密封，升温至80度，恒温低速搅拌，搅拌时间为40分钟，促进水性硬脂酸锌钙乳液完全乳化，之后再降温到常温，加入计算好的蜡乳液、水性液体树脂、增稠剂、消泡剂和杀菌防腐剂进行真空低速搅拌，避免产生大量的泡沫，直到完全形成单组份干磨砂纸涂层液为止。
磨削测试比较表
检测说明：经测试用同一种电动手磨机，240#砂纸，是在同一种材质上面试磨。用超涂层环保涂料生产的240#砂纸，在腻子灰底漆上面磨到1.2分钟就开始打滑，试磨了8分钟，得到的磨削0.12g。用改良型单组分干磨砂纸涂层液生产的240#砂纸，在腻子灰底漆上面试磨了8分钟，得到的磨削0.81g。用超涂层环保涂料生产的240#砂纸，在木材上面磨了6.5分钟就开始打滑，试磨了25分钟，得到的磨削0.37g。用改良型单组分干磨砂纸涂层液生产的240#砂纸，在木材上面试磨了25分钟，得到的磨削1.84g。
以上面试磨的磨削及时间来看，两者对比，改良型单组分干磨砂纸涂层液生产出来的砂纸的使用寿命要比超涂层环保涂料生产出来的砂纸的使用寿命廷长好几倍，为砂纸使用者节约了成本，得到了不同的效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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