CN102250519A - 一种用于塑料基材涂装的乳胶漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于塑料基材涂装的乳胶漆，所述乳胶漆由成膜物质、成膜助剂、分散剂、润湿剂、颜填料、助溶剂、其他涂料助剂和水组成。本发明还公开了该涂料的制备方法。本发明的乳胶漆解决了乳胶漆与塑料基材附着力的问题。

Description

一种用于塑料基材涂装的乳胶漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于塑料基材涂装的乳胶漆及其制备方法，更具体的说涉及一种由丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液为主要成膜物质的塑料基材用乳胶漆及其制备方法。

背景技术

目前市面上塑料种类繁多，按其用途划分，可分为通用塑料和工程塑料；按其化学组成划分，可分为PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF等；其中PE、PP、PVC因其价格便宜、适用性广，被广泛用于塑料制品中。随着城市化的建设，越来越多的高楼正成为城市中一道亮丽的风景，同时涂料应运而生，同时涂料因其保护功能，可阻止空气中的氧气、水汽、大气污染物侵蚀PVC塑胶管，可大大延长其使用寿命。

普通塑胶用涂料品种有PU漆、橡胶漆、UV漆、真空电镀UV漆、导电漆、仿电镀银漆、特种材料漆、可重涂PU漆等等，均因其施工操作烦琐、干燥条件苛刻、不环保、价格昂贵等问题限制了其很好地广泛运用。

作为环保性的水性涂料之乳胶漆可很好地解决上述问题，且解决了乳胶漆与塑料基材附着力的问题，甚至类似于与一些PVC塑料弯管柔韧性的问题，同时能给塑料基材提供多种色彩，给予很好的装饰效果

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种塑料基材用乳胶漆，其能够给塑料基材提供多种色彩，给予很好的装饰效果；且与塑料基材有良好的附着力；重点是解决了市面上塑料漆施工操作烦琐、干燥条件苛刻、不环保的问题，而塑料基材用乳胶漆施工操作十分简单。

本发明的第二目的在于提供一种塑料基材用乳胶漆的制备方法。

本发明的第一方面提供一种塑料基材用乳胶漆，所述塑料基材用乳胶漆由成膜物质、成膜助剂、分散剂、润湿剂、颜填料、助溶剂、涂料助剂和水组成，涂料助剂主要由消泡剂、增稠剂、pH调节剂、防霉防藻剂、防腐剂组成，

所述涂料各组成成分的重量份如下：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂满足以下条件：溶解度参数T(总参数)平均为8～10、NP(非极性)约为7～9、P(极性)平均为3～5、H(氢键)平均为1.5～3.5；

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂为HLB值为2～12之间的EO/PO嵌段共聚物；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

在一优选例中，所述适量的水是指其将塑料基材用乳胶漆的粘度调节到(78-82)KU之间。

在一优选例中，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及二丙二醇丁醚复配，具低气味、水解稳定、不含挥发性有机合物等特点；同时与其他成膜助剂相比，由于聚合物聚结更完全，与水的密切度更低，因此涂膜的附着力、耐水性更好。

具体地，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚复配，且所述任意混合物与二丙二醇丁醚的重量配比为(0.5～3.5)∶1。

在本发明的一个具体实施方式中，所述丙烯酸类乳液用作成膜物质，且所述丙烯酸类乳液是丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液。

在本发明的一个具体实施方式中，所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所述润湿剂的HLB值约为2～12的EO/PO嵌段共聚物。

在本发明的一个具体实施方式中，所述颜填料分别为金红石型二氧化钛、天然碳酸钙、水合硅酸铝或其组合。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的助溶剂为1，2-丙二醇。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的消泡剂为矿物油基化合物。更优选地，采用特殊分子结构的消泡物质Foamstar与矿物油合成的矿物油基化合物。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的增稠剂为水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液和疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物复配。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；和/或

所采用的防霉剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其组合；和/或

所采用的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。

本发明的第二方面提供一种本发明所述的塑料基材用乳胶漆的制备方法，其特征在于，通过将以下各个组分进行混合，得到所述塑料基材用乳胶漆：

所述涂料各组成成分的重量份如下：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂满足以下条件：溶解度参数T(总参数)平均为8～10、NP(非极性)约为7～9、P(极性)平均为3～5、H(氢键)平均为1.5～3.5；

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂为HLB值为2～12之间的EO/PO嵌段共聚物；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

在一具体实施方式中，先将水、分散剂、润湿剂、消泡剂、其他部分助剂加入配料罐，搅拌均匀，然后加入颜填料，高速研磨10～20min；至细度后加入成膜物质，搅拌均匀，再加入成膜助剂，最后加入其他助剂调节粘度和pH值，过滤，包装，得到水性塑料漆成品。

在一优选例中，所述塑料基材用乳胶漆按照以下生产工艺进行：

将水、分散剂、润湿剂、部分增稠剂、部分消泡剂依次加入配料罐，搅拌均匀，然后加入颜填料，高速研磨10～20min；至细度后依次加入助溶剂、成膜助剂搅拌5min；然后依次加入防霉防藻剂、防腐剂搅拌3min；再加入成膜物质、消泡剂搅拌均匀后；分别用PH调节剂、增稠剂调节粘度和pH值，调节粘度至(78-82)KU，即得到塑料基材用乳胶漆成品。

具体实施方式

本发明人经过反复试验、研究，制得一种可用于塑料基材的乳胶漆，其能够很好地解决了市面上塑料漆施工操作烦琐、干燥条件苛刻、不环保的问题，并且解决了乳胶漆与塑料基材附着力的问题，甚至类似于与一些PVC塑料弯管的柔韧性问题，同时能给塑料基材提供多种色彩，给予很好的装饰效果；因此产品施工操作十分简单且应用性广泛。此外，由于国家对环保性的严格需求，水性产品越来越成为涂料行业的主流，面对这一环保的严峻挑战，水性产品已慢慢渗透到各个涂料领域，塑料行业也不例外。在此基础上完成了本发明。

本发明的技术构思在于：

由于乳胶漆采用的成膜物质是丙烯酸类乳液，而乳胶漆的成膜机理是乳胶粒子包裹颜填料粒子相互堆积、熔粘的物理成膜过程，漆膜之间的作用力完全是通过范德华力和分子间的机械力使其相互缠绕结合在一起，因此与普通塑胶用涂料如PU漆、橡胶漆、UV漆等相比，最大的挑战也是最需要解决的是乳胶漆与塑料基材附着力的问题。通过选用对基材附着力较好的、细粒径、渗透性强的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液可以较大地提高其与塑料基材的附着力；具体例如，戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及二丙二醇丁醚复配，因其低溶解度，且二者复配使用的溶解度参数与乳液聚合物的溶解度参数更为接近，可使聚合物粒子充分溶胀、在较少作用力下紧密靠拢、粒子间聚结更完全，而且能完全从漆膜中逃逸出来，不影响漆膜的耐沾污性，从而大大提高涂膜的附着力、耐水性、硬度及耐沾污性；同时分散剂选用疏水改性共聚盐类分散剂；润湿剂选用HLB值约为2～12的EO/PO嵌段共聚物；用于涂料可显著提高其与基材的粘合性。为减少施工时产生的刷痕、辊痕，采用降低涂料表面张力的流平剂，使涂料的表面张力低于基材的临界表面张力，同时减少涂膜表层及表、里层之间的表面张力梯度，促进涂膜表面张力均匀化，从而达到很好的装饰效果。

以下对本发明的各个原料进行详述：如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术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。

本发明的塑料基材用乳胶漆由成膜物质、成膜助剂、分散剂、润湿剂、颜填料、助溶剂、涂料助剂和水组成，涂料助剂主要由消泡剂、增稠剂、pH调节剂、防霉防藻剂、防腐剂组成，

所述涂料各组成成分的重量份如下：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚复配，且所述任意混合物与二丙二醇丁醚的重量配比为(0.5～3.5)∶1

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂为HLB值为2～12之间的EO/PO嵌段共聚物；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

成膜物质

为了解决乳胶漆与塑料基材附着力的问题。本发明人发现，通过选用对基材附着力较好的、细粒径、渗透性强的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液可以较大地提高其与塑料基材的附着力。

优选地，所述丙烯酸类乳液的玻璃化转化温度在10℃-30℃之间。所述的丙烯酸类乳液可以市售得到；或者通过传统方法制备得到，具体例如，由苯乙烯和丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂等，通过乳液聚合反应得到。其具有丙烯酸酯类极好的耐水、耐侯性，同时具有苯乙烯对基材优异的附着力。

所述的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的分子量没有具体限制，只要使得玻璃化转化温度达到所需的10℃-30℃即可。

所述的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的共聚比例没有具体限制，只要使得玻璃化转化温度达到所需的10℃-30℃即可。

成膜助剂

本发明提供成膜助剂的优选例子，也即当配方中的成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及二丙二醇丁醚复配使用时可以更好地达到本发明的目的。

乳胶漆的成膜是由水分挥发、乳胶粒变形和乳胶分子链段扩散缠绕而融合成边续膜。乳胶粒变形和分子链段扩散都要求乳胶聚合物体系中有大于2.5％的自由体积.这里所谓的乳胶聚合物体系，是指乳胶粒处于玻璃态而无法变形，乳胶分子链段和自由体积处于冻结状态而不能扩散。换言之，乳胶漆的成膜温度必须高于乳胶聚合物体系的Tg。同时需要注意的是，一是在成膜过程中，乳胶聚合物体系的Tg是变化的，随着成膜助剂和水的挥发，乳胶漆的Tg会升高.二是由于颜料和填料的影响，乳胶漆的最低成膜温度还会高于乳胶聚合物的Tg.也就是说，随着颜料和填料的加入，成膜难度在加大。可见乳胶漆的最低成膜温度高于乳液的最低成膜温度。乳胶漆的漆膜通常是热塑性的，为了保证其性能，所以不能太软。实际上，希望乳液聚合物的玻璃化温度尽可能地高，这样涂膜的性能，尤其是硬度和耐沾污性就比较好。但事情总是两方面的，在性能好的同时，乳胶漆的最低成膜温度(MFT)也比较高，却给在较低温度下施工和成膜带来了问题。因此，往往要加成膜助剂，为了降低MFT，达到高性能与低施工温度之间的平衡。为保证漆膜最终的高性能，所以要求成膜助剂有以下特点：一是低挥发速率，在成膜前，因成膜助剂需要充分发挥其功效，所以要求挥发速率比水慢得多。一旦充分成膜后，就要从涂膜中逃逸出来。二是在水中的溶解度要低，也就是说亲聚合物乳液，这决定了成膜助剂在乳胶体系中处于乳胶粒表面，能发挥其最大成膜的作用。而且由于其低水溶性，在成膜过程中不会随水分挥发而被带走。三是高助成膜性，有效的成膜助剂一定是乳液聚合物的良好溶剂。因此，溶解度参数作为选择成膜助剂具有重要指导意义。当成膜助剂的溶解度参数与乳液聚合物的溶解度参数相同或相近时，成膜助剂表现出较好的助成膜性。丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的溶解度参数T(总参数)平均约为8～10、NP(非极性)约为7～9、P(极性)平均约为3～5、H(氢键)平均约为1.5～3.5。

根据上述原理，发明人综合各种成膜助剂的挥发速率、聚合物乳液的溶解度参数、成膜助剂的分配系数等指标进行选择，其中成膜助剂选用戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及二丙二醇丁醚复配，且前后二者配比为(0.5～3.5)∶1，可以很好地达到与这一聚合物乳液的溶解度参数相接近，且有较低的挥发速率及低水溶解度。故在配方中选择其作为成膜助剂。为确保较好地成膜性，根据乳液用量，将其用量控制在1-10％重量份

本发明还可以采用市售的各种适用于丙烯酸类涂料的助剂，这对于本领域技术人员是已知的。

分散剂

要想获得一个良好的涂料分散体系，单纯依靠树脂、颜料、溶剂的相互作用是难以办到的，必须借助于分散剂的帮助；同时乳胶漆的分散体系制成后，由于受重力、热力学等多方面因素的作用，会发生许多变化，如颜填料沉降、乳胶粒子胶化等，这时也必须借助分散剂之间产生的作用力。根据分子结构划分，分散剂一般分为两大类：无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中以聚磷酸盐类居多，如六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、多聚磷酸钠和焦磷酸四钾。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。其优点是对无机颜料和填料分散效果好，但随pH值和温度的升高，多聚磷酸盐容易水解，对长期储存稳定性不佳。有机分散剂可分为传统型高分子表面活性剂和聚皂类化合物，聚皂类化合物也可以对聚电解质进行疏水改性，可包括聚丙烯酸盐类，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯/顺丁烯二酸盐类等。他们的特点是，在颜料和填料表面产生强吸附或锚固作用，具有较长的分子链以形成空间位阻，疏水基团在水溶液中能够形成胶束，有的还辅有静电斥力，达到稳定的结果。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂。根据分散剂在配方中对颜填料的最佳润湿点及对乳胶漆体系稳定状态，确定其最佳用量。在此配方中选择1～3％(1～3重量份)的疏水改性共聚盐类分散剂可达到最好效果。

润湿剂

当液体与固体表面接触时，使原来的固/气界面消失，形成新的固/液界面，这种现象称之为润湿。润湿剂在涂料中的作用主要体现在以下两方面，一方面是在颜料润湿过程中发挥作用，能够降低液/固之间的界面张力，使颜填料与成膜物质之间有很好的接合力，同时帮助提高颜料的分散效率；另一方面是在施工过程中发挥作用，润湿剂可帮助降低涂料体系表面张力，使其在基材上很好地铺展开，避免类似油缩、流平不佳等缺陷。

润湿剂是一种低分子量润湿分散剂，属于传统型表面活性剂。按其在水中的解离度，可分为离子型和非离子型。在水性涂料应用中，离子型主要以阴离子磷酸脂类居多，这类润湿剂主要应用于乳液合成用的乳化剂；非离子型主要是酚基或烷基聚氧乙烯类化合物，例如脂肪酸与环氧乙烷酯化得到的非离子化合物，是水性涂料最常用的润湿分散剂；还有聚环氧乙烯/环氧丙烷-嵌段共聚物即EO/PO-嵌段共聚物，这类润湿剂对乳胶粒子有较好的吸附性；润湿剂也通常以HLB值(亲水亲油平衡值)来衡量其极性大小，HLB值高则越亲水且润湿性越好，但稳泡性更好；反之则亲油且润湿性越差，但低泡。所以选择哪种润湿剂，需平衡配方的综合性能来考虑。

优选地，此配方中选择HLB值约为2～12的润湿剂；更优选地，所采用的润湿剂为EO/PO-嵌段共聚物，低VOC、低气味、低泡和不含APEO，用于涂料可显著提高其粘合。在此配方中选择0.1-1％(0.1-1重量份)的EO/PO-嵌段共聚物可达到最好效果。

颜填料

本发明的颜填料没有具体限制，可以采用市售的各种适用于水性涂料的颜填料，这对于本领域技术人员是已知的。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的颜料为折射率较大、抗粉化性、化学稳定性、光稳定性较好的金红石型二氧化钛。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的填料分别为低成本、机械强度高、耐磨性好的天然碳酸钙，以及可提高干膜遮盖力、改进悬浮性、涂膜硬度高的水合硅酸铝。

所述颜填料的重量份根据乳胶漆遮盖力的要求而定，通常可加入0-30重量份。优选1～30重量份。

助溶剂

本发明的助溶剂没有具体限制，可以采用市售的各种适用于丙烯酸类涂料的助溶剂，这对于本领域技术人员是已知的。

在一优选例中，所述助溶剂选自丙二醇。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的助溶剂为1，2-丙二醇。

乳胶漆以水为分散介质，在乳胶体系中有40～50％的含量都是水，当环境温度在0℃以下时，就会结冰，这时乳胶漆组份中的乳液、分散剂、润湿剂、增稠剂、颜填料等原料，因失去水这一最大、最好的稳定环境，继而出现严重后增稠、严重分层、破乳、胶化等现象，从而影响到乳胶漆的品质。因此要加入助溶剂，以降低乳胶漆的冰点。作为防冻功能的助溶剂要求有以下特点一是有较高的水溶解度，可很好地将乳胶体系中的水分保护起来，防止0℃以下时产生结冰而对体系产生破坏，二是有一定的挥发性，可完全从漆膜中挥发出来，不影响漆膜的耐水性。通常助溶剂有丙二醇、乙二醇和二醇醚类，从环保角度考虑配方中选择丙二醇。

所述助溶剂的重量份根据乳胶漆低温稳定性的要求而定，通常可加入0-5重量份。

涂料助剂

本发明的涂料助剂主要由消泡剂、增稠剂、pH调节剂、防霉防藻剂、防腐剂组成。

消泡剂

因乳胶漆组份中所使用的乳液、分散剂、润湿剂、增稠剂，杀菌剂等原料均含有大量的表面活性剂，当乳胶漆的生产搅拌、施工时产生机械力，大量的空气极易进入到乳胶体系中。大量的泡沫会使剪切力无法传递给物料，电机空转，设备利用率严重不足，导致颜填料分散不充分，甚至无法生产下去。大量的泡沫会给施工时带来更严重的后果是给涂膜留下许多缺陷，如缩孔，针孔、火山口等漆膜弊病。

泡沫也理解为一个相当大量的不溶性气体分散在少量液体中的分散体，是需要在机械力的作用下才能形成。在外力的作用下产生泡沫时，由于液体与气体的接触表面迅速增加，体系的自由能也迅速增加，则使泡沫体系自由能增加。根据热力学原理，某一系统自由能无穷小的变化dG，可用Gibbs吸附方程式表式如下：

dG＝-SdT+Vdp+rdA    (1)

式中S---熵；

p---压力；

T---热力学温度

r---表面能或表面张力；

V---体积；

A---每摩尔表面积。

在常温和常压下，式(1)可简化为：

dG＝r/dA    (2)

积分后得下式：

ΔdG＝r/ΔA＝r(Af-Ao)    (3)

式中Ao---初始面积；

Af---最终面积。

由方程式(3)可见，泡沫形成所需的自由能与其表面能或表面张力及表面积是成正比的；一般认为消泡可分为以下四个过程：1、消泡剂吸附到泡沫的表面；2、消泡剂渗透到泡沫的表面；3、消泡剂在泡沫表面上扩散，并吸附表面活性剂；4、泡沫张力不平衡-破泡。

根据以上泡沫形成的公式及消泡机理可知，好的消泡剂应具有以下特性：1、消泡剂的表面张力要小于需消泡液体自身的表面张力；2、在需要消泡的液体中的溶解度要尽量小；3、要有良好的分散性。4、不能与所要消泡的液体起反应，不能影响涂料中颜料的内聚力及乳液的稳定性。5、要有较强的扩散力。6、不能影响成品乳胶漆的性能。7、不能有不良气味。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的消泡剂为特殊分子结构的消泡物质Foamstar与特殊矿物油合成的新型矿物油基化合物。用量为0-1重量份，优选0.1-1重量份。

增稠剂

涂料一个非常重要的特性就是触变性。它是一个与时间和剪切力相关的假塑性现象。涂料贮存即静止时，需要较高的粘度以更好地稳定整个体系；涂料施工即动态、有剪切力时，需要较低的粘度以获得较好的施工流平性。这种触变性是需要依靠一个理想的流变增稠体系才能达到的，它可以很好地平衡这一静一动的粘度变化，即有较好的触变性。

目前市售的涂料增稠剂品种很多，根据其作用机理，可分为纤维素类、聚丙烯酸类和非离子缔合型聚氨酯增稠剂和无机增稠剂四大类。

纤维素类增稠剂有甲基纤维素、羧甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(MHPC)等，其中最常用的是羟乙基纤维素(HEC)。纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度，在高剪切下为低黏度。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降；这类增稠剂的优点是增稠效率高，缺点是流平性差。

聚丙烯酸增稠剂基本上可分为两种：一种是水溶性的丙烯酸盐的均聚物，其增稠机理是，遇碱中和后，羧酸根离子转变成羧酸盐。羧酸盐的形成导致内部分子排斥，并使聚合物延伸，沿着聚合物链，水分子被吸附，增加水相的黏度；另一种是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠剂，其增稠机理为，缔合型增稠的亲水链与水缔合，而疏水端与颜填料和乳胶粒子缔合，在水相中形成网状结构，从而增加体系的黏度。以上这两种增稠剂本身是酸性的，须用碱或氨水中和至pH8～9才能达到增稠效果，也称为丙烯酸碱溶胀增稠剂。这种增稠剂相对纤维素类增稠剂能赋予涂膜更好的流平性和光泽。

聚氨酯类增稠剂是近年来新开发的非离子型缔合型增稠剂，这类增稠剂的分子结构中分别含亲水基团和疏水基团，使其呈现出一定的表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚合物粒子缔合形成网状结构，使体系黏度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相黏度也提高。这类增稠剂不仅对涂料的流变性产生影响，而且与相邻的乳胶粒子间存在相互作用。这类增稠的优点是涂膜流平性佳、抗飞溅性好，缺点是单一使用容易引起乳胶分层。

无机增稠剂是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物。主要有膨润土、凹凸棒土、硅酸铝等，其中膨润土最为常用。无机增稠剂膨润土是一种层状硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系黏度。

通常两种或多种增稠剂混合使用，可补偿单一增稠剂使用的缺陷。所以在实际应用中，往往会采用两种或以上增稠剂搭配使用，以达到一个理想的流变状态

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的增稠剂为水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液、疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物。更优选地，三者复配使用。

增稠剂的用量控制在0～3重量份为最佳，优选0.1～3重量份。

pH值调节剂

本发明的pH值调节剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可，例如采用可用于丙烯酸涂料的pH调节剂。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。其优点是调节后涂料气味比氨水要小很多，乳胶漆PH值稳定。且由于随后的挥发，对涂料耐水性也没有影响，耐洗刷性得到提高。而且可帮助颜料润湿、分散、稳定乳胶漆体系。

它的量在配方中为0～1重量份为佳。优选0.1～1重量份。

防霉剂和防腐剂

本发明的防霉防藻剂和防腐剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。

微生物生存的最佳条件是：有机物、湿度、氧气、酸碱度和温度等。就水性涂料来说，水的存在是丰富的，同时含大量的聚合物乳液；这些也恰恰是微生物生存、繁衍增殖最好的养分。这就决定了，在水性涂料的生产、贮存、运输、应用等过程中，存在着严重的对付微生物的问题。微生物种类繁多，通常有革兰阴性细菌，尤其是大肠产氧菌属和假单孢菌属，不同地区的菌属会有所不同。选择防霉防藻剂、防腐剂的种类及用量往往是根据其活性组分高于最低抑制浓度MIC时，才能达到其有效的保护作用。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的防霉剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其组合。其中苯并咪唑氨基甲酸甲酯水溶性低、光稳定性好，热稳定性好，毒性低。而N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲对藻类物质有很好的抵抗作用。

在本发明的一个具体实施方式中，所采用的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。它不释放甲醛，不含卤素，不挥发，稳定性好，具有热稳定，酸碱稳定，可在广泛的pH值范围使用，化学稳定性好，对金属无腐蚀作用。

防霉剂的用量为0～1重量份，优选0.1～1重量份。

防腐剂的用量为0～1重量份，优选0.1～1重量份。

水

所述适量的水是指其将塑料基材用乳胶漆的粘度调节到所需范围。在一优选例中，所述适量的水是指其将塑料基材用乳胶漆的粘度调节到(78-82)KU之间。

制备方法

本发明的塑料基材用乳胶漆的制备方法包括：通过将以下各个组分进行混合，得到所述塑料基材用乳胶漆：

所述涂料各组成成分的重量份如下：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及二丙二醇丁醚复配，且前后二者配比为(0.5～3.5)∶1

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂的HLB值约为2～12的EO/PO嵌段共聚物；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

在一优选例中，所述塑料基材用乳胶漆按照以下生产工艺进行：

将水、分散剂、润湿剂、部分增稠剂、部分消泡剂依次加入配料罐，搅拌均匀，然后加入颜填料，高速研磨10～20min；至细度后依次加入助溶剂、成膜助剂搅拌5min；然后依次加入防霉防藻剂、防腐剂搅拌3min；再加入成膜物质、消泡剂搅拌均匀后；分别用PH调节剂、增稠剂调节粘度和pH值，调节粘度至(78-82)KU，即得到塑料基材用乳胶漆成品。

若按照百分比计算，在本发明的一个具体实施方式中，本发明的塑料基材用乳胶漆由以下重量百分比组分制成：

成膜物质：30-60％

成膜助剂：1-10％

分散剂：1-3％

润湿剂：0.1-1％

颜填料：0-30％

助溶剂：0-5％

消泡剂：0-1％

增稠剂：0-3％

pH调节剂：0-1％

防霉防藻剂：0-1％

防腐剂0-1％

水：0-20％。

由以上组分及步骤制成的塑料基材用乳胶漆可以按照以下步骤进行施工：首先用800#砂纸将塑料表面进行打磨，除去表面浮灰、油污等杂质，直接在塑料表面涂刷塑料基材用乳胶漆。施工方法可根据现场情况而定，可刷涂、辊涂也可以喷涂；施工遍数，以遮盖底材为准，建议涂刷两道。施工工艺简单，对施工人员也没有特殊要求，一般油漆工即可。

本发明的优点在于：

本发明用于塑料基材涂装的乳胶漆安全环保，易于涂装，可达到良好的装饰效果，在25℃×30分钟左右即可表干；是一种具有良好的附着力、环保、经济的优质涂料。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术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。

按下列标准测试材料性能：

“合成树脂乳液外墙涂料国家标准(GB)GB/T9755-2001”。

实施例：

施工对象：

香港某大型楼盘的50栋高层洋房，外墙涂刷某知名品牌耐候专用外墙乳胶漆，是一种以灰蓝色为主色调，间隔浅黄色的外墙漆，外观看起来相当整洁；但是一根根的白色PVC塑料水管立在墙体周围，严重影响到整个楼盘的高端形象。如果涂刷塑胶专用涂料，一方面是涂料成本高且不环保，另一方面是由于塑胶漆成膜的特殊性，施工工艺及干燥条件十分苛刻。因此作为水性环保、涂装方便、表干速度快、漆膜性能优异且可配制多种色彩的塑料专用乳胶漆是一个最好的选择。

涂料配制：

选择使用塑料专用乳胶漆配方以100Kg计算，先将10Kg水放入分散罐内，转速控制在800-1000转/分钟；将1.5Kg分散剂、0.3Kg润湿剂、0.3Kg增稠剂、0.2Kg消泡剂依次加入配料罐，搅拌5分钟；将25Kg颜填料按顺序加入，中间分别用2Kg水冲洗罐边，高速(转速控制在1300转/分钟)研磨10～20min至细度；然后加入2Kg水进行降温；然后加入2.7Kg助溶剂和3Kg成膜助剂，搅拌5分钟；再加入45Kg成膜物质，搅拌3分钟；然后依次加入0.3Kg防霉防藻剂和0.1Kg防腐剂，搅拌3分钟；然后加入0.2KgpH调节剂，分散3分钟；然后加入0.4Kg消泡剂，分散5分钟；最后加入0.4Kg增稠剂和4.5Kg水调节粘度到(78-82)KU，即制成成品。

施工方案

在施工前先用800#砂纸将PVC塑胶管表面进行打磨，除去表面浮灰、油污等杂质，直接在PVC塑胶管表面涂刷两道塑料基材用乳胶漆(配制成浅橘红色)。工程在不到一周的时间完成。省时、省力、省原料，而且遮盖住塑胶管上的污渍，与建筑物外墙面如一体，极显高档。在施工一年后，漆膜仍然完好无损且色彩依旧。

塑料基材用乳胶漆达到的指标参见性能实施例。

性能实施例

本发明的实施例乳胶漆产品的指标与合成树脂乳液外墙涂料国家标准(GB)GB/T9755-2001的对比如下：

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于塑料基材涂装的乳胶漆，所述乳胶漆由成膜物质、成膜助剂、分散剂、润湿剂、颜填料、助溶剂、其他涂料助剂和水组成，其特征在于，所述涂料各组成成分的重量份如下：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂满足以下条件：溶解度参数T(总参数)平均为8～10、NP(非极性)为7～9、P(极性)平均为3～5、H(氢键)平均为1.5～3.5；

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂的HLB值为2～12之间；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

2.根据权利要求1所述的乳胶漆，其特征在于，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚复配，且所述任意混合物与二丙二醇丁醚的重量配比为(0.5～3.5)∶1。

3.根据权利要求1所述的乳胶漆，其特征在于，所述润湿剂为HLB值为2～12之间的EO/PO嵌段共聚物。

4.根据权利要求1所述的乳胶漆，其特征在于，所述颜填料为金红石型二氧化钛、天然碳酸钙、水合硅酸铝或其组合。

5.根据权利要求1所述的乳胶漆，其特征在于，所述助溶剂为1，2-丙二醇。

6.根据权利要求1所述的乳胶漆，其特征在于，所述涂料助剂重量组成如下，

消泡剂：0-1重量份；

增稠剂：0-3重量份；

pH调节剂：0-1重量份；

防霉防藻剂：0-1重量份；

防腐剂0-1重量份。

7.根据权利要求6所述的乳胶漆，其特征在于，

所采用的消泡剂为矿物油基化合物；和

所采用的增稠剂为水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液、疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物或其复配组合物。

8.根据权利要求6所述的乳胶漆，其特征在于，

所采用的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；和/或

所采用的防霉剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其组合；和/或

所采用的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。

9.一种根据权利要求1所述的乳胶漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过将以下各个组分进行混合，得到所述塑料基材用乳胶漆：

成膜物质：30-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10℃-30℃之间的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；

成膜助剂：1-10重量份，所述成膜助剂满足以下条件：溶解度参数T(总参数)平均为8～10、NP(非极性)约为7～9、P(极性)平均为3～5、H(氢键)平均为1.5～3.5；

分散剂：1-3重量份；所述分散剂为疏水改性共聚盐类分散剂；

润湿剂：0.1-1重量份；所述润湿剂为HLB值为2～12之间的EO/PO嵌段共聚物；

颜填料：0-30重量份，

助溶剂：0-5重量份；

涂料助剂：0-7重量份；

适量的水。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

先将水、分散剂、润湿剂、消泡剂、任选的一部分涂料助剂加入配料罐，搅拌均匀，然后加入颜填料，高速研磨10～20min；

至细度合格后加入成膜物质，搅拌均匀，再加入成膜助剂，最后加入其余的涂料助剂调节粘度和pH值，过滤包装得到所述乳胶漆。