CN101591483A - 一种涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂料组合物，按重量百分比计，所述组合物包括：36％～48％的水，0.1～0.5％的疏水助剂，0.1～0.3％的润湿剂，9～18％的钛白粉，20～35％的硅酸钾溶液和5～15％的弹性乳液。本发明通过采用硅酸钾溶液作为成膜物质，利用其稳定的高pH值为涂料组合物提供了良好的杀菌效果，以此避免使用防腐剂，减少了涂料散发的对空气有害的气体，更加环保，经索尔挑战性试验证明，采用本发明方案制备的涂料防腐蚀性能优异。

Description

一种涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种建筑涂料，尤其涉及一种不添加防腐剂的涂料组合物。

背景技术

水性建筑涂料中由于富含微生物生长的营养成分，而微生物在自然界中又几乎无处不在，因而只要环境温度等适合微生物生存的环境条件存在，细菌、霉菌和酵母菌等微生物便会大量繁殖，从而导致涂料产品表面变色、流动性变化、pH值变化、使用性能变化、凝聚、破乳、产生异味等一系列问题。因此在涂料中必须加入能阻止和抑制微生物生存的添加剂，这类助剂一般称为防腐剂。

目前，国内涂料行业均采用添加防腐剂来解决储存和运输过程中涂料变质问题，采用的防腐剂主要为CIT(5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，5-chlorochloro-2-methylmethyl-4-isothiazolinisothiazolin-3-one)、MIT(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，2-methylmethyl-4-isothiazolinisothiazolin-3-one)、BIT(1，2-苯并异噻唑啉-3-酮，1，2-benzisothiazolinbenzisothiazolin-3-one)、DBNPA(2，2-二溴-3-氰基丙酰胺，2，2-dibromo-3-nitrilopropionamide)及其复配物等。在涂料生产和实际施工过程中，人体接触防腐剂将导致皮肤过敏，甚至产生变异反应；假如涂料处理不当，防腐剂流失进入水源，攻击微生物细胞质和新陈代谢过程，导致生态环境失衡。

国内对涂料防腐剂没有制定相关标准，而国外已有相关标准和法规限制，随着社会经济发展，发展环保绿色涂料是必然趋势。因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

本发明的目的在于，针对以上现有技术中存在的问题，提供一种不添加防腐剂，具有超低VOC挥发性有机化合物(volatile organic compounds)，不含APEO(polyoxyethylene alkylphenol ether)，并具有净味功能的建筑墙面涂料组合物。

本发明提供的技术方案如下：

一种涂料组合物，按重量百分比计，所述组合物包括：36％～48％的水，0.1～0.5％的疏水助剂，0.1～0.3％的润湿剂，9～18％的钛白粉，20～35％的硅酸钾溶液和5～15％的弹性乳液。

本发明所述的组合物，其中，所述组合物还包括0.5～0.8％的分散稳定剂。

本发明所述的组合物，其中，所述分散稳定剂为季铵盐分散稳定剂。

本发明所述的组合物，其中，所述组合物还包括2～5％的不透明聚合物。

本发明所述的组合物，其中，所述不透明聚合物为空心聚合物球体。

本发明所述的组合物，其中，所述硅酸钾溶液为模数是3.5～4.8的硅酸钾溶液。

本发明所述的组合物，其中，所述弹性乳液为无皂聚合乳液。

本发明所述的组合物，其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

本发明所述的组合物，其中，所述增稠剂为羟乙基纤维素、或疏水改性聚氨酯类增稠剂中的一种或两种。

本发明通过采用硅酸钾溶液作为成膜物质，利用其稳定的高pH值为涂料组合物提供了良好的杀菌效果，以此避免使用防腐剂，减少了涂料散发的对空气有害的气体，更加环保。经索尔挑战性试验证明，采用本发明方案制备的涂料防腐蚀性能优异。

具体实施方式

以下对本发明的较佳实施例加以详细说明。

本实施例中不添加防腐剂的涂料组合物以硅酸钾溶液作为主要成份，采用硅酸钾溶液作为成膜物质，其稳定的高pH值为涂料组合物提供了良好的杀菌效果，且硅酸钾成膜时能与基材，如水泥和金属等，形成化学键结合，从而具有优异的附着力和耐候性。

本方案涂料组合物中各成份及各自的重量百分比组分，如下表1所示。

表1涂料组合物成份及含量

组分	占组合物总质量百分比(％)
		水	36～48
分散稳定剂	0.5～0.8
		疏水助剂	0.1～0.5
润湿剂	0.1～0.3
		钛白粉	9～18
增稠剂	0.5～0.8
		硅酸钾溶液	20～35
弹性乳液	5～15
		不透明聚合物	2～4

表1中，水、疏水助剂、润湿剂、金红石型钛白粉、硅酸钾溶液和弹性乳液为组成本涂料组合物的必要成份。其还可以包括0.3～0.5％的消泡剂，18～25％的重质碳酸钙，3～6％的滑石粉，以使制得的涂料组合物具备更加优异的实用性能。

其中，水优选采用去离子水，疏水助剂优选采用疏水硅助剂。硅酸钾溶液为透明液体状，优选使用模数为3.5～4.8的硅酸钾溶液。所使用的弹性乳液优选为弹性丙烯酸乳液(无皂聚合乳液)，其具有优异的弹性和良好的耐沾污性能，所形成的涂膜能有效抵抗裂纹，且耐候性优良。所使用的不透明聚合物优选为空心聚合物球体，其具有极好的遮盖性能，大大提高了涂料的手感效果和隔热保温性能。所使用的钛白粉优选为氯化法制备的金红石型钛白粉，其具有高光泽、优异的遮盖和分散性能，能使制备的涂料组合物均匀度及光泽度都非常好。优选使用的分散稳定剂为硅酸盐专用的季铵盐分散稳定剂。增稠剂优选使用羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯类增稠剂。

对根据本发明方案制备的涂料组合物，采用防腐剂行业常用的“挑战性试验方法”来评估该产品防腐性能的好坏。挑战性试验的测试依据按照“索尔700、720、740方法”进行。具体方法包括以下步骤：

1)索尔700：分别培养足够数量的细菌和酵母菌一周时间；

2)索尔720：一周后，向采用本发明方案制得的涂料中添加步骤1)中培养好的细菌和酵母菌，其中每100毫升涂料组合物中添加细菌数量为2×10⁸个，添加酵母菌的数量为5×10⁸个；

3)索尔740：一周后，检测涂料中的细菌和酵母菌的数量，当二者总数小于100个时，表示所测试的涂料符合防腐蚀标准，其防腐蚀性能优异。

下面提供4组具体实施例，以说明本发明所提供的不用添加防腐剂的涂料组合物的最优组分示例。

实施例1

本实施例中，涂料各组分比例如下表2所示：

表2涂料组合物具体组分一

组分	占组合物总质量百分比(％)
		去离子水	36

疏水硅助剂	0.1
		阳离子型季铵盐	0.8
润湿剂	0.1
		金红石型钛白粉	18
羟乙基纤维素	0.35
		硅酸钾溶液	35
弹性丙烯酸乳液	5
		不透明聚合物	2
疏水改性聚氨酯增稠剂	0.15

本实例的具体配制工艺步骤为：

(a)预混合：先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水12份，疏水硅助剂0.1份，润湿剂0.1份，阳离子型季铵盐分散稳定剂0.8份，低速搅拌5～10分钟；

(b)研磨分散：按配比加入金红石型钛白粉18份和羟乙基纤维素0.35份，待以上原料加入完毕，进行高速分散，研磨细度至≤50微米，制成均匀浆料；

(c)调漆：在中速搅拌条件下，按配比加入硅酸钾溶液35份，弹性乳液5份，不透明聚合物2份，低速搅拌下，加入疏水改性聚氨酯增稠剂0.15份，再搅拌10分钟，补加剩余去离子水24.5份，再搅拌10分钟；

(d)经过滤，称重包装即可。

将以上所制得的涂料组合物，通过索尔挑战性试验测试，其中细菌和酵母菌的数量小于100，符合防腐蚀性能标准。

实施例2

本实施例中，涂料各组分比例如下表3所示：

表3涂料组合物具体组分二

组分	占组合物总质量百分比(％)
		去离子水	43.2
疏水硅助剂	0.3
		分散稳定剂	0.6
润湿剂	0.2
		金红石型钛白粉	15
羟乙基纤维素	0.35
		硅酸钾溶液	28.5
弹性丙烯酸乳液	9
		不透明聚合物	3
疏水改性聚氨酯增稠剂	0.3

本实例的具体配制工艺步骤为：

(a)预混合：先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水12份，疏水硅助剂0.3份，润湿剂0.2份，阳离子型季铵盐分散稳定剂0.6份，低速搅拌5～10分钟；

(b)研磨分散：按配比加入金红石型钛白粉15份和羟乙基纤维素0.35份，待以上原料加入完毕，进行高速分散，研磨细度至≤50微米，制成均匀浆料；

(c)调漆：在中速搅拌条件下，按配比加入硅酸钾溶液28.5份，弹性乳液9份，低速搅拌下，疏水改性聚氨酯增稠剂0.3份，再搅拌10分钟，补加剩余去离子水，再搅拌10分钟；

(d)经过滤，称重包装即可。

将以上所制得的涂料组合物，通过索尔挑战性试验测试，其中细菌和酵母菌的数量小于100，符合防腐蚀性能标准。

实施例3

本实施例中，涂料各组分比例如下表4所示：

表4涂料组合物具体组分三

组分	占组合物总质量百分比(％)
		去离子水	47.9
疏水硅助剂	0.5
		分散稳定剂	0.5
润湿剂	0.3
		金红石型钛白粉	9
羟乙基纤维素	0.35
		硅酸钾溶液	20
弹性丙烯酸乳液	15
		不透明聚合物	4
疏水改性聚氨酯增稠剂	0.45

本实例的具体配制工艺步骤为：

(a)预混合：先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水12份，疏水硅助剂0.5份，润湿剂0.3份，阳离子型季铵盐分散稳定剂0.5份，低速搅拌5～10分钟；

(b)研磨分散：按配比加入金红石型钛白粉9份和羟乙基纤维素0.35份，待以上原料加入完毕，进行高速分散，研磨细度至≤50微米，制成均匀浆料；

(c)调漆：在中速搅拌条件下，按配比加入硅酸钾溶液22份，弹性乳液15份，低速搅拌下，加入疏水改性聚氨酯增稠剂0.45份，再搅拌10分钟，补加剩余去离子水，再搅拌10分钟；

(d)经过滤，称重包装即可。

将以上所制得的涂料组合物，通过索尔挑战性试验测试，其中细菌和酵母菌的数量小于100，符合防腐蚀性能标准。

实施例4

本实施例中，涂料各组分比例如下表5所示：

表5涂料组合物具体组分四

组分	占组合物总质量百分比(％)
		去离子水	43.9
疏水硅助剂	0.4
		润湿剂	0.2
金红石型钛白粉	15
		硅酸钾溶液	30
弹性丙烯酸乳液	10
		疏水改性聚氨酯增稠剂	0.5

本实例的具体配制工艺步骤为：

(a)预混合：先按照配方比例称取原料，低速阶段依次加入去离子水12份，疏水硅助剂0.4份，润湿剂0.2份，低速搅拌5～10分钟；

(b)研磨分散：按配比加入金红石型钛白粉15份，待以上原料加入完毕，进行高速分散，研磨细度至≤50微米，制成均匀浆料；

(c)调漆：在中速搅拌条件下，按配比加入硅酸钾溶液30份，弹性乳液10份，低速搅拌下，加入疏水改性聚氨酯增稠剂0.45份，再搅拌10分钟，补加剩余去离子水后，再搅拌10分钟；

(d)经过滤，称重包装即可。

将以上所制得的涂料组合物，通过索尔挑战性试验测试，其中细菌和酵母菌的数量小于100，符合防腐蚀性能标准。

以上各实施例的涂料组合物中还可进一步加入巴斯夫净味乳液，使涂料具有良好的净味效果，具体含量可根据需要确定。并能通过添加不同的染色剂，提供颜色丰富的涂料组合物，该添加不影响涂料组合物本身的防腐蚀性能，且本涂料组合物使用施工十分方便，应用非常广泛。

综上所述，根据本发明制作的不添加防腐剂涂料，以硅酸钾为成膜物，能提供良好的防水透气和防碳化性能，其各项指标均符合内外墙涂料所规定的要求。由于不添加防腐剂，因此其具有超低VOC挥发性有机化合物，并且不含有APEO，对人体和环境都没有危害，属于绿色环保产品。应当理解，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1、一种涂料组合物，其特征在于，按重量百分比计，所述组合物包括：36％～48％的水，0.1～0.5％的疏水助剂，0.1～0.3％的润湿剂，9～18％的钛白粉，20～35％的硅酸钾溶液和5～15％的弹性乳液。

2、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括0.5～0.8％的分散稳定剂。

3、如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述分散稳定剂为季铵盐分散稳定剂。

4、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括2～5％的不透明聚合物。

5、如权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述不透明聚合物为空心聚合物球体。

6、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅酸钾溶液为模数是3.5～4.8的硅酸钾溶液。

7、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述弹性乳液为无皂聚合乳液。

8、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

9、如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素和疏水改性聚氨酯类增稠剂中的一种或两种。