CN102757710A - 一种水性涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性涂料，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：白水泥70-150；钛白粉5-15；漆酚基乳化剂30-70；漆酚甲醛缩聚物乳化液70-110。本发明所述的水性涂料添加有生漆，充分发挥了生漆的膜坚硬、光亮、耐磨、耐热、耐腐蚀的优点，并配合加入了漆酚基乳化剂来乳化生漆，可以保证于生漆的相容性好，有利于形成致密、刚性的界面膜，并且漆酚基乳化剂可以参与生漆的成膜反应，避免了传统的乳化剂对涂膜性能的不良影响，具有极强的硬度。

Description

一种水性涂料

技术领域

本发明涉及建筑涂料，特别是涉及一种可用于建筑物墙体的多功能水性建筑涂料。

背景技术

水性涂料是用水做为分散介质和稀释剂的涂料，与有机溶剂型的涂料比较，水性涂料既减少了挥发性有机溶剂(Volatile Organic Compounds，VOC)的排放，又可节省资源、能源（生产溶剂需消耗能源），同时方便运输和贮藏。随着人们环保意识的增强，对化工产品的生产与使用的有关环保法规也越来越严，因此水性涂料已成为现代涂料工业发展的主流方向。

按照树脂在水中的分散形态，水性涂料可分为水乳胶型、水分散型和水溶型三类。目前市面上使用的涂料多以合成树脂乳液或丙烯酸为基料，并由各种颜料、填料和助剂等合成。这种涂料的主要缺点是涂膜弹性容易老化，坚硬度不好，不能有效保护墙面粉刷底层的强度，从而产生墙面开裂、脱落，不仅影响建筑物美观，而且墙面开裂，导致墙面漏水。

CN101824259 A公开了一种多功能水性涂料，按重量份计该涂料由丙烯酸脂90-110份、桐油5-10份、白水泥70-150份、钛白粉5-15组成，且该桐油使用时要先对其进行180℃以上高温加热，使其煮沸，将桐油中的水分完全蒸发。本发明多功能水性涂料能有效防止外墙开裂，并使墙面具有良好的防水性，同时还兼具装饰效果。但其制作工艺复杂，尤其是桐油在使用时，需要先对其进行180℃以上高温加热，使其煮沸，将桐油中的水分完全蒸发后，才可使用。

CN 102197056A公开了一种水性涂料组合物和由该水性涂料组合物形成的弹性体涂层，特别公开了一种可以用于形成具有改进的防吸尘性和弹性体特性的弹性体涂层的水性涂料组合物。所述的水性涂料组合物，包括：一种第一聚合物颗粒，该第一聚合物颗粒具有一个第一体积平均粒径以及50℃至30℃的Tg；以及一种第二聚合物颗粒，该第二聚合物颗粒具有一个第二体积平均粒径以及45℃至90℃的Tg，其中，该第一体积平均粒径与该第二体积平均粒径的粒径之比是至少4∶1。但是该发明对于聚合物颗粒粒径的要求比较苛刻，造成成本高的问题。

CN 101775252A公开了一种弹性外墙保温反射隔热防水涂料，各原料组分按重量份比为：丙烯酸酯树脂30-60、空心玻璃微珠5-20、金红石钛白粉5-20、云母粉1-8、堇青石粉1-9、防沉剂0.5-1.5、分散剂0.1-0.5、防水剂2-10、pH值调节剂0.1-1、消泡剂0.5-10、增稠剂0.5-1、流平剂0.3-1、成膜助剂1.2-6、水10-30。本发明具有良好的弹性，且具有隔热、保温、疏水、自洁的作用，能防止墙面龟裂纹的产生。

因此，研发一种环保的，坚硬度高、制备方法简单、成本又低的水性涂料室很有必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种水性涂料。所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-150

钛白粉 5-15

漆酚基乳化剂 30-70

漆酚甲醛缩聚物乳化液 70-110。

生漆是漆树经人工砍割从韧皮中分泌出来的油包水型天然乳胶漆，为白色粘稠液体，与空气接触后出现乳白-黄-褐-棕-黑等色，在温度20-30℃，湿度≥80%条件下，生漆可自然固化成膜。生漆的膜坚硬、光亮、耐磨、耐热、耐腐蚀，素有“涂料之王”的美称，出土的漆器已达千年仍然完好无损。但是生漆本身存在着对人体有严重的过敏毒性，粘度大不宜施工，且为油性，不能用水稀释。

生漆含多种成分，主要成分是漆酚、漆酶、含氮物质（糖蛋白等）、树胶质、水分，此外还含有极少了的其他有机物质和矿物质。本发明所述的水性涂料添加有从生漆中提取出来的漆酚与甲醛单体共聚得到的漆酚甲醛缩聚物，充分利用了生漆的优点，弥补了生漆的缺陷。所述漆酚甲醛缩聚物乳化液为本领域技术人员所熟知的技术，本领域技术人员可以通过商购或者通过参考文献制备得到。所述的漆酚甲醛缩聚物乳化液的文献有曾维聪编著的涂料工业生产技术经验（涂料工业生产技术经验，曾维聪，北京：化学工业出版社，1960:44-69），或者蒋家佩的综述漆酚醛环氧涂料及其应用（漆酚醛环氧涂料及其应用，蒋家佩，中国生漆，1982,1（4）：25-29）等。

目前生漆的改性产物大都是有机溶剂型涂料，但是目前涂料市场是以无溶剂涂料和水性涂料为发展趋势，本发明选用经过水基化的漆酚甲醛缩聚物乳化液。漆酚甲醛缩聚物乳化液经过水基化，由原来的油包水型（W/O）变成水包油型（O/W），从而使得生漆变成水性涂料，既符合环保要求，适应涂料的发展要求，又能干充分利用生漆的各种组分，提高生漆的利用率。

优选地，本发明选用漆酚基乳化剂来乳化生漆，可以保证于生漆的相容性好，有利于形成致密、刚性的界面膜，并且漆酚基乳化剂可以参与生漆的成膜反应，避免了传统的乳化剂对涂膜性能的不良影响。

本发明中所采用的白水泥为325#白水泥。它是一种耐久性相当好的建筑材料，它渗入到合成乳液中，使其发生物理反应，既保持了水泥的耐久性，同样也保持了很好的弹性和拉伸率。

优选地，本发明所述水性涂料中钛白粉选自金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉。钛白粉的白度高，具有较高的着色力和遮盖力，能耐光、热、稀酸和碱，对大气中的氧、硫化氢、氮都很稳定。钛白粉分为金红石型、锐钛型和板钛型，本发明优选金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉。金红石型钛白粉耐水、不易变黄，不会粉化，但是白度稍差，多用于外墙乳胶漆的首选；而锐钛型钛白粉耐光性差，容易泛黄、粉化，但是白度好，多用于内墙乳胶漆的首选。

优选地，本发明所述水性涂料按重量分数还包括：

填料 0.3-5

表面活性剂 0.1-1

消泡剂 0.01-0.1

杀菌防霉剂 0.02-0.1

增稠剂 0.01-0.9

水 30-90。

作为优选技术方案，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-150

钛白粉 5-15

腰果酚甲醛缩聚物 30-70

漆酚甲醛缩聚物 70-110

填料 0.3-5

表面活性剂 0.1-1

消泡剂 0.01-0.1

杀菌防霉剂 0.02-0.1

增稠剂 0.01-0.9

水 30-90。

作为进一步优选的技术方案，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-100

钛白粉 5-12

腰果酚甲醛缩聚物 35-65

漆酚甲醛缩聚物 75-100

填料 0.5-2

表面活性剂 0.2-0.8

消泡剂 0.02-0.08

杀菌防霉剂 0.02-0.1

增稠剂 0.01-0.9

水 30-90。

作为可选技术方案，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

325#白水泥 70-100

钛白粉 5-12

腰果酚甲醛缩聚物 35-65

漆酚甲醛缩聚物 75-100

轻质碳酸钙 0.3-1.8

重质碳酸钙 0.2-1.7

水性卵磷脂 0.2-0.8

聚丙烯酸胺 0.2-0.8

非硅酮胺类碳氢化合物 0.02-0.08

5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮 0.02-0.1

气相二氧化硅 0.01-0.9

水 30-90。

优选地，本发明所述填料选自云母粉、煅烧高岭土、碳酸钙、硅灰石、重晶石中的一种或至少两种的组合，所述组合例如云母粉/煅烧高岭土、碳酸钙/重晶石、硅灰石/碳酸钙/云母粉等。优选地，所述碳酸钙选自重质碳酸钙和/或轻质碳酸钙。

优选地，本发明所述表面活性剂选自选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性离子表面活性剂，优选阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂，进一步优选AES、AEO-9、LAS、AEO-7、BS-12、水性卵磷脂、阴离子聚羧酸钠盐、油酸基环氧烷共聚物、聚硅氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、或APG中的1种或至少2种的组合，所述组合例如AES/聚丙烯酸钠、AEO-9/油酸基环氧烷共聚物、BS-12/LAS/水性卵磷脂、聚硅氧烷/水性卵磷脂/AEO-7/AES、水性卵磷脂\聚丙烯酸胺、阴离子聚羧酸钠盐\油酸基环氧烷共聚物、聚硅氧烷\聚丙烯酸钠\聚丙烯酸等。

优选地，本发明所述水性涂料中所述消泡剂选自聚丙烯酸钠、非硅酮有机酯碳氢化合物、非硅酮胺类碳氢化合物、含疏水粒子矿物油混合物中的一种或至少两种的组合，所述组合例如聚丙烯酸钠\非硅酮有机酯碳氢化合物、含疏水粒子矿物油混合物\非硅酮胺类碳氢化合物、聚丙烯酸钠\含疏水粒子矿物油混合物\非硅酮胺类碳氢化合物等。

优选地，本发明所述水性涂料中所述杀菌防霉剂选自含氮有机杂环化合物、四氯间苯二甲腈、5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮中一种或至少两种的组合，所述组合例如含氮有机杂环化合物\四氯间苯二甲腈、5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮\2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、四氯间苯二甲腈\5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮\2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮等。

优选地，本发明所述水性涂料中所述增稠剂为气相二氧化硅、改性聚丙烯酸钠、疏水聚醚化合物、改性聚丙烯酸胺、乙氧化氨基甲酸酯聚合物、非离子聚氨酯化合物、羟乙基纤维素中的一种或至少两种的组合所述组合例如气相二氧化硅\改性聚丙烯酸钠、疏水聚醚化合物\改性聚丙烯酸胺、乙氧化氨基甲酸酯聚合物\非离子聚氨酯化合物\羟乙基纤维素等。

本发明的目的之二是提供一种水性涂料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于水中，搅拌至均一透明。

（2）将配方量的腰果酚甲醛缩聚物、漆酚甲醛缩聚物加入水中，搅拌均匀。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明所述的水性涂料添加有生漆，充分发挥了生漆的膜坚硬、光亮、耐磨、耐热、耐腐蚀的优点。

漆酚基乳化剂来乳化生漆，可以保证于生漆的相容性好，有利于形成致密、刚性的界面膜，并且漆酚基乳化剂可以参与生漆的成膜反应，避免了传统的乳化剂对涂膜性能的不良影响。

（3）本发明所提供的水性涂料具有极强的硬度。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明所述的水性涂料，按如下步骤制备：

（1）将配方量的表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于水中，搅拌至均一透明。

（2）将配方量的腰果酚甲醛缩聚物、漆酚甲醛缩聚物加入水中，搅拌均匀。

（3）将配方量的白水泥、钛白粉、填料、增稠剂加入水中，搅拌均匀。

实施例1：

白水泥 150

钛白粉 5

漆酚基乳化剂 30

漆酚甲醛缩聚物乳化液 110。

填料 11

分散剂 1

消泡剂 3

润湿剂 5

杀菌防霉剂 0.3

成膜助剂 13

增稠剂 1.1

实施例2

白水泥 70

钛白粉 15

漆酚基乳化剂 70

漆酚甲醛缩聚物乳化液 70。

填料 9

分散剂 4

消泡剂 1

润湿剂 2

杀菌防霉剂 0.3

成膜助剂 13

增稠剂 1.1

实施例3

白水泥 135

钛白粉 15

漆酚基乳化剂 43

漆酚甲醛缩聚物 98

填料 5

表面活性剂 1

消泡剂 0.01

杀菌防霉剂 0.02

增稠剂 0.01

水 90。

实施例4

白水泥 88

钛白粉 18

漆酚基乳化剂 57

漆酚甲醛缩聚物 103

填料 0.3

表面活性剂 0.1

消泡剂 0.1

杀菌防霉剂 0.1

增稠剂 0.9

水 30。

对比例

以CN 101824259 A公开的多功能水性涂料为对比例，所述对比例的水性涂料的组成按重量份数包括：

实施例丙烯酸脂100份、桐油7份、白水泥110份、钛白粉10份取各原料，其中丙烯酸脂为北京诚邦化工厂生产的CB-700丙烯酸乳液，白水泥为325#白水泥。

首先将上述桐油经过180℃高温加热，使其煮沸，将桐油中所含的水分完全蒸发，待其冷却后，再将该水分蒸发后的桐油与上述丙烯酸脂、白水泥、钛白粉，在常温下，搅拌混合均匀即可。

对实施例1-4和对比例所提供的水性涂料的强度、VOC和拉伸强度进行测试，测试结果如下：

	强度MPa	VOC（g/L）
			实施例1	75	94
实施例2	74	90
			实施例3	78	50
实施例4	72	60
			对比例1	68	120

由此，本发明提供的水性涂料与对比例相比，具有更高的强度和更低的VOC.

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种水性涂料，其特征在于，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-150

钛白粉 5-15

漆酚基乳化剂 30-70

漆酚甲醛缩聚物乳化液 70-110。

2.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述漆酚甲醛缩聚物经过水基化，可溶于水。

根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述白水泥为325#白水泥。

3.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，所述钛白粉选自金红石型钛白粉和/或锐钛型钛白粉。

4.根据权利要求1-3之一所述的水性涂料，其特征在于，所述水性涂料按重量分数还包括：

填料 0.3-5

表面活性剂 0.1-1

消泡剂 0.01-0.1

杀菌防霉剂 0.02～0.1

增稠剂 0.01～0.9

水 30-90。

5.根据权利要求1-4之一所述的水性涂料，其特征在于，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-150

钛白粉 5-15

漆酚基乳化剂 30-70 

漆酚甲醛缩聚物 70-110

填料 0.3-5

表面活性剂 0.1-1

消泡剂 0.01-0.1

杀菌防霉剂 0.02-0.1

增稠剂 0.01-0.9

水 30-90。

6.根据权利要求1-5之一所述的水性涂料，其特征在于，所述水性涂料按重量分数包括如下组分：

白水泥 70-100

钛白粉 5-12

漆酚基乳化剂 35-65

漆酚甲醛缩聚物 75-100

填料 0.5-2

表面活性剂 0.2-0.8

消泡剂 0.02-0.08

杀菌防霉剂 0.02-0.1

增稠剂 0.01-0.9

水 30-90。

7.根据权利要求1-6之一所述的水性涂料，其特征在于，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂或两性离子表面活性剂，优选阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂，进一步优选AES、AEO-9、LAS、AEO-7、BS-12、水性卵磷脂、阴离子聚羧酸钠盐、油酸基环氧烷共聚物、聚硅氧烷、聚 丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、或APG中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述消泡剂选自聚丙烯酸钠、非硅酮有机酯碳氢化合物、非硅酮胺类碳氢化合物、含疏水粒子矿物油混合物中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述杀菌防腐剂含氮有机杂环化合物、四氯间苯二甲腈、5-氯-2-甲苯-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮中1种或至少2种的组合。

8.根据权利要求1-7之一所述的水性涂料，其特征在于，，所述成膜助剂为丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、十二碳醇酯、DBE-IB、Texanol醇酯中的1种或至少2种的组合；

优选地，所述增稠剂为气相二氧化硅、改性聚丙烯酸钠、疏水聚醚化合物、改性聚丙烯酸胺、乙氧化氨基甲酸酯聚合物、非离子聚氨酯化合物、羟乙基纤维素中的1种或至少2种的组合。

9.一种如权利要求1-8之一所述的水性涂料的制备方法，其特征在于，所述方法为：

（1）将配方量的表面活性剂、成膜剂、杀菌防腐剂、溶于水中，搅拌至均一透明。

（2）将配方量的腰果酚甲醛缩聚物、漆酚甲醛缩聚物加入水中，搅拌均匀。

（3）将配方量的白水泥、钛白粉、填料、增稠剂加入水中，搅拌均匀。