皮革、涂层用环保型水性色浆的配方及其制作方法.pdf

本发明涉及一种皮革、涂层用环保型水性色浆的配方及其制作方法，该皮革、涂层用环保型水性色浆属于皮革、印染等行业的专用着色剂，广泛用于各类人造革、合成革、涂层布等基材的上色。其配方组成是：水：20-50重量份；炭黑：30-45重量份；分散剂：1-5重量份；铵盐助剂：1-5重量份；水性中间体：20-30重量份；二乙二醇1～4重量份。本发明的产品具有着色效果好，透气性、耐磨性好，绝对不燃，无毒，无污染的优点。

1、  一种皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其配方组成是：
水：20—50重量份；炭黑：30—45重量份；分散剂：1—5重量份；铵盐助剂：1—5重量份；水性中间体：20—30重量份；二乙二醇1～4重量份。

2、  根据权利要求1所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的分散剂为非离子聚胺乙酯醚。

3、  根据权利要求1所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的铵盐助剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺。

4、  根据权利要求1所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的水性中间体为脂肪族聚氧乙烯醚20％的水溶液。

5、  根据权利要求1所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的配方中还包括：甲基异噻唑啉酮0.05～0.25重量份、羟乙基纤维增稠剂0～0.5重量份、消泡剂0～0.8重量份、防霉剂0～0.5重量份、水性聚氨酯增稠剂0～0.15重量份、水性树脂0～25重量份。

6、  根据权利要求5所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的防霉剂为多菌灵或正辛基异噻唑啉酮，所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。

7、  根据权利要求5所述的皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其特征是：所述的水性树脂为水性丙烯酸或水性聚氨酯。

8、  一种如权利要求1所述的皮革、涂层用环保型水性色浆的制作方法，整个工艺过程中温度控制在50°C以下，其工艺步骤依次为：
a、将水、水性中间体、胺盐助剂、炭黑混合，搅拌1---3h，搅拌速度为800—1500转/分钟，得到浸润原料；
b、将二乙二醇和分散剂进行高速分散，搅拌0.5----1h，搅拌速度为1200—2000转/分钟，得到高速分散的混合助剂；
c、然后在浸润原料中加入高速分散的混合助剂，搅拌时间0.5----1h，搅拌速度为600—1000转/分钟，
d、搅拌好后，用砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，颗粒细度达到10um以下，得到环保型水性色浆。

9、  根据权利要求8所述的皮革、涂层用环保型水性色浆的制作方法，其特征是：所述的步骤b中，加入甲基异噻唑啉酮、羟乙基纤维增稠剂、消泡剂、防霉剂、水性聚氨酯增稠剂与二乙二醇和分散剂一起高速分散。

10、  根据权利要求8所述的皮革、涂层用环保型水性色浆的制作方法，其特征是：所述的步骤a中，加入水性树脂与水、水性中间体、胺盐助剂、炭黑一起混合。

皮革、涂层用环保型水性色浆的配方及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种皮革、涂层用环保型水性色浆的配方及其制作方法，该皮革、涂层用环保型水性色浆属于皮革、印染等行业的专用着色剂，广泛用于各类人造革、合成革、涂层布等基材的上色。
背景技术
随着世界人口的增长，人们对于皮革产品的需求日益倍增，人造革、合成革占领了很大一部分的市场。一方面，人们对于动物保护、环保意识不断增强，有关劳动保护和安全、环境保护等相关法律法规日益完善，越来越多的消费者倾向于环保型、绿色产品的购买；此外，人造革、合成革的大量使用有利于环境保护。因此发展水性涂饰材料在生产过程中用水代替有机溶剂，对降低环境污染及减少人体危害，有重要的现实意义。
目前国内合成革生产过程中，均采用有机溶剂型的PU树脂作为生产革品基层和面层的基本原料，该类型的PU树脂均采用甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮(MEK)、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺(DMF)等作为主要溶剂通过溶剂聚合法制得。这些占整个树脂成分60％以上的有机溶剂都是有害物质，而且对人体造成的危害是多方面的。其中，甲苯等芳香烃溶剂对造血器官具有危害性，在高浓度环境下长期接触，可能发生急性中毒而休克，慢性中毒会使血小板和白血球减少，并出现相应的病症。丁醇、丁酮、丙酮、乙酸乙酯和二甲基甲酰胺等溶剂都有相当大的毒副作用，其中乙酸乙酯对眼和粘膜有刺激性，并有麻醉性；合成革生产中用量最大的二甲基甲酰胺，对皮肤、眼部粘膜有强烈刺激性，吸入高浓度蒸汽时，会刺激咽部引起恶心，长期接触，经皮肤侵入，会导致肝功能障碍；而且有机溶剂对女性孕育下一代将产生严重的负面影响。
据统计，一条合成革生产线日均需消耗10t左右溶剂型PU树脂，其中占溶剂型PU树脂总用量60％以上的是溶剂，虽然湿法生产线中85％左右的溶剂被回收，但湿法生产线中仍有15％左右、干法生产线中95％的溶剂无法回收，都向大气、水体、土壤等自然和人工环境排放大量的有害物质，势必会对当地的环境造成严重污染，给人们的生产、生活，人体的生命健康构成重大威胁。由于苯、甲苯等有害溶剂易燃、易爆，极易引发火灾，造成人体伤残，甚至出现死亡现象，近年已屡见报道。
在美国、意大利、日本、韩国等合成革主要生产国，已逐渐淘汰溶剂型PU树脂产品，采用环保型PU树脂及相应的环保型水性材料。我国也先后制定、出台了许多相关的法律、法规。如：《环境保护法》、《劳动保护条例》、《职业病防治法》等等，对化工产业的发展提出了严格了要求和规范。随着我国加入世贸组织，企业参与国际市场竞争，客观上也要求我们生产和使用无公害的产品，消除国际上“绿色贸易壁垒”对我国产品的非贸易壁垒限制。自《国际环境保护法》颁布后，发达国家先后提出了发展涂饰工业的无公害(无污染)、省资源、省能源三大前提和经济、效率、生态、能源四大原则，向低有机挥发物(VOC)方向发展，注重环境保护已成为人类共同的事业。涂料排放的VOC是主要的环境污染源之一。因此，减少VOC含量已经成为国内外涂饰材料发展的总趋势。关于新型涂饰用颜料浆的研究、各种高效涂饰助剂的研究也是十分活跃的。
因此发展以水性色浆在生产过程中用水代替有机溶剂，以减少环境污染及对人体危害，有重要的现实意义。专利号为CN97107422.4的中国专利，公开了一种可用于染色的改性无机颜料组合物及其用途，该可用于染色的改性无机颜料组合物，该组合物中含有无机颜料组合物、表面活性剂和溶剂，其特征是无机颜料微粒的粒径小于1微米，经过改性的无机颜料表面带有a)羧基和/或磺酸基或者b)氨基和/或酰胺基这样的活性基团，基于该组合物的总重量，各组分的重量百分比为：改性无机颜料微粒为5～35，表面活性剂为0.05～5，溶剂余量。这种颜料组合物可用于皮革、天然纤维及织物、化学纤维及织物的染色，它的优点是避免了芳香类染料的致癌危险。但是这种组合物仍然含有部分的有机溶剂，最终还是会挥发到我们的大气环境中，造成污染。没有彻底解决有机溶剂污染的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种着色效果好，透气性、耐磨性好，绝对不燃，无毒，无污染的皮革、涂层用环保型水性色浆的配方。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种工艺方法先进，工业步骤设计合理，着色效果好的皮革、涂层用环保型水性色浆的制作方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种皮革、涂料用环保型水性色浆的配方，其配方组成是：
水：20—50重量份；炭黑：30—45重量份；分散剂：1—5重量份；铵盐助剂：1—5重量份；水性中间体：20—30重量份；二乙二醇1～4重量份。铵盐助剂主要起到调节整个体系的酸碱度以及分散炭黑的作用，水性中间体主要起到润湿炭黑和分散作用，二乙二醇主要起到调节流动性、分散均匀等作用。
作为优选，所述的分散剂为非离子聚胺乙酯醚。
作为优选，所述的铵盐助剂为三乙醇胺和/或二乙醇胺。
作为优选，所述的水性中间体为脂肪族聚氧乙烯醚20％的水溶液。
作为优选，所述的配方中还包括：甲基异噻唑啉酮0.05～0.25重量份、羟乙基纤维增稠剂0～0.5重量份、消泡剂0～0.8重量份、防霉剂0～0.5重量份、水性聚氨酯增稠剂0～0.15重量份、水性树脂0～25重量份。
作为优选，所述的防霉剂为多菌灵或正辛基异噻唑啉酮，所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。
作为优选，所述的水性树脂为水性丙烯酸或水性聚氨酯。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还是一种皮革、涂层用环保型水性色浆的制作方法，整个工艺过程中温度控制在50℃以下，其工艺步骤依次为：
a、将水、水性中间体、胺盐助剂、炭黑混合，搅拌1---3h，搅拌速度为800—1500转/分钟，得到浸润原料；
b、将二乙二醇和分散剂进行高速分散，搅拌0.5----1h，搅拌速度为1200—2000转/分钟，得到高速分散的混合助剂；
c、然后在浸润原料中加入高速分散的混合助剂，搅拌时间0.5----1h，搅拌速度为600—1000转/分钟，
d、搅拌好后，用砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，颗粒细度达到10um以下，得到环保型水性色浆。
作为优选，所述的步骤b中，加入甲基异噻唑啉酮、羟乙基纤维增稠剂、消泡剂、防霉剂、水性聚氨酯增稠剂与二乙二醇和分散剂一起高速分散。
作为优选，所述的步骤a中，加入水性树脂与水、水性中间体、胺盐助剂、炭黑一起混合。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：本发明彻底解决了有机溶剂的污染问题，实现完全的无毒。本专利的发明既节约成本，且环保性能先进，可替代DMF、MEK等大量有毒溶剂，不改变皮膜的特性及功能，提高其透气性、耐磨性。绝对不燃、无毒、无污染。投放市场后将得到消费者的广泛认可，该环保水性色浆得到热烈追捧，应用性能优良，制备工艺简单，具有广泛应用前景。本发明的配方更加合理，组分配合更加先进，产品性能更优良、稳定。工艺方法更先进，操作性更强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
将23.6kg水、25kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、1.5kg三乙醇胺、1.5kg二乙醇胺、42kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌1小时，搅拌速度为1000转/分钟，得到浸润原料。
将0.1kg的甲基异噻唑啉酮、0.2kg的有机硅类消泡剂、0.1kg的正辛基异噻唑啉酮、2kg二乙二醇和1kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌0.5h，搅拌速度为1800转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间0.5h，搅拌速度为600转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例2：
将38kg的水、23kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2kg的三乙醇胺、3kg的水性丙烯酸、35kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2小时，搅拌速度为1200转/分钟，得到浸润原料。
将1kg的二乙二醇、0.2kg的羟乙基纤维增稠剂、0.4kg的有机硅类消泡剂、0.4kg的多菌灵、0.1kg的水性聚氨酯增稠剂和1kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌40分钟，搅拌速度为2000转/分钟，完成高速分散。。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间50分钟，搅拌速度为800转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例3：
将48kg的水、28kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、4kg的二乙醇胺、10kg的水性聚氨酯、30kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌1.5小时，搅拌速度为1300转/分钟，得到浸润原料。
将0.25kg的甲基异噻唑啉酮、3kg的二乙二醇、0.4kg的羟乙基纤维增稠剂、0.15kg的水性聚氨酯增稠剂和3kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌35分钟，搅拌速度为1900转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间55分钟，搅拌速度为900转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例4：
将45kg水、27kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2.5kg三乙醇胺、2.5kg二乙醇胺、25kg的水性聚氨酯、42kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌3小时，搅拌速度为1500转/分钟，得到浸润原料。
将0.22kg的甲基异噻唑啉酮、0.6kg的有机硅类消泡剂、0.3kg的羟乙基纤维增稠剂、0.12kg的水性聚氨酯增稠剂、0.3kg的正辛基异噻唑啉酮、4kg二乙二醇和4kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌1h，搅拌速度为1300转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间30分钟，搅拌速度为800转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例5：
将35kg水、24kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2.0kg三乙醇胺、1.0kg二乙醇胺、22kg的水性丙烯酸、36kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2小时，搅拌速度为1200转/分钟，得到浸润原料。
将0.05kg的甲基异噻唑啉酮、0.7kg的有机硅类消泡剂、0.5kg的羟乙基纤维增稠剂、0.06kg的水性聚氨酯增稠剂、0.5kg的多菌灵、3.5kg二乙二醇和2.5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌30分钟，搅拌速度为1700转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间32分钟，搅拌速度为700转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例6：
将50kg水、29kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2.0kg三乙醇胺、2.0kg二乙醇胺、23kg的水性聚氨酯、45kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌1小时，搅拌速度为1500转/分钟，得到浸润原料。
将0.2kg的甲基异噻唑啉酮、0.8kg的有机硅类消泡剂、0.1kg的羟乙基纤维增稠剂、0.05kg的水性聚氨酯增稠剂、0.2kg的正辛基异噻唑啉酮、3kg二乙二醇和3.5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌45分钟，搅拌速度为1400转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间1h，搅拌速度为900转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例7：
将42kg水、30kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2.5kg三乙醇胺、2.0kg二乙醇胺、18kg的水性丙烯酸、43kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2小时，搅拌速度为1100转/分钟，得到浸润原料。
将0.12kg的甲基异噻唑啉酮、0.5kg的有机硅类消泡剂、0.3kg的羟乙基纤维增稠剂、0.08kg的水性聚氨酯增稠剂、0.4kg的正辛基异噻唑啉酮、2.5kg三乙二醇和5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌1h，搅拌速度为1200转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间1h，搅拌速度为650转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例8：
将20kg的水、20kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、1kg的二乙醇胺、32kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌1.5小时，搅拌速度为1400转/分钟，得到浸润原料。
将2kg的二乙二醇和1.5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌32分钟，搅拌速度为1900转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间40分钟，搅拌速度为800转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例9：
将26kg水、15kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2.0kg三乙醇胺、20kg的水性聚氨酯、37kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2小时，搅拌速度为900转/分钟，得到浸润原料。
将0.08kg的甲基异噻唑啉酮、0.05kg的羟乙基纤维增稠剂、0.14kg的水性聚氨酯增稠剂、0.2kg的正辛基异噻唑啉酮、1.5kg二乙二醇和2kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌40分钟，搅拌速度为1500转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间30分钟，搅拌速度为600转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例10：
将20kg的水、26kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、3.5kg的二乙醇胺、7kg的水性丙烯酸、40kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2.5小时，搅拌速度为1000转/分钟，得到浸润原料。
将2.5kg的二乙二醇、0.1kg的有机硅类消泡剂、0.05kg的正辛基异噻唑啉酮和2kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌35分钟，搅拌速度为1900转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间35分钟，搅拌速度为600转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例11：
将22kg的水、21kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、2kg的二乙醇胺、2kg的水性聚氨酯、35kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2小时，搅拌速度为1400转/分钟，得到浸润原料。
将1.5kg的二乙二醇和3kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌38分钟，搅拌速度为1800转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间45分钟，搅拌速度为800转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，
实施例12：
将30kg水、25kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、1.5kg三乙醇胺、1.5kg二乙醇胺、38kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌3小时，搅拌速度为800转/分钟，得到浸润原料。
将0.15kg的甲基异噻唑啉酮、0.3kg的有机硅类消泡剂、0.2kg的羟乙基纤维增稠剂、0.1kg的水性聚氨酯增稠剂、2kg二乙二醇和1.5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌1h，搅拌速度为1600转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间1h，搅拌速度为1000转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例13：
将40kg的水、26kg的20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、4.5kg的二乙醇胺、8kg的水性聚氨酯、41kg的炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌2.5小时，搅拌速度为900转/分钟，得到浸润原料。
将3kg的二乙二醇和4.5kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌55分钟，搅拌速度为1300转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将高速分散的混合助剂加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间55分钟，搅拌速度为900转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到磨细原料。得到分散性能良好的环保型水性色浆。
实施例14：
将32kg水、23kg20％的脂肪族聚氧乙烯醚水溶液、1.0kg三乙醇胺、1.5kg二乙醇胺、33kg炭黑混合进行润湿、预分散，搅拌3小时，搅拌速度为1500转/分钟，得到浸润原料。
将0.2kg的甲基异噻唑啉酮、0.6kg的有机硅类消泡剂、0.1kg的正辛基异噻唑啉酮、0.03kg的水性聚氨酯增稠剂、2kg二乙二醇和3kg非离子聚胺乙酯醚混合，首先进行搅拌，搅拌1h，搅拌速度为1700转/分钟，完成高速分散。得到高速分散的混合助剂。
然后将磨细原料加入搅拌好的浸润原料中，搅拌时间50分钟，搅拌速度为700转/分钟。然后用立式砂磨机进行砂磨，砂磨速度为400L/h，磨至颗粒细度达到10um以下，得到分散性能良好的环保型水性色浆。
以上实施例中所提到的非离子聚胺乙酯醚、脂肪族聚氧乙烯醚、羟乙基纤维增稠剂、水性聚氨酯增稠剂、有机硅类消泡剂、水性丙烯酸、水性聚氨酯、多菌灵、正辛基异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮、炭黑、二乙二醇、三乙醇胺、二乙醇胺、，均为化工市场上可以买到的普通商品化学原料。
经过检测，以上实施例的产品的性能均能达到以下指标。