CN104073113A - 隔热性消光水性涂料组合物以及隔热性消光涂膜形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种隔热性消光水性涂料组合物以及使用其的隔热性消光涂膜形成方法，该组合物的耐候性和/或涂料贮藏稳定性等良好，可长期维持具有隔热性和消光谐调性的精细外观，也可优选使用于建筑物的外壁等。该组合物包含单位固形物的酸值在2.5～30mgKOH/g的范围内的水性树脂(A)、颜料成分(B)以及HLB值为10以上的非离子性表面活性剂(C)，颜料成分(B)包含除了白色以外的着色颜料(b1)以及从碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡以及高岭土粘土中选出的至少一种体质颜料(b2)，颜料成分(B)的颜料体积浓度为40～80%，着色颜料(b1)在颜料成分(B)全部体积中所占的体积比例超过25%。

Description

隔热性消光水性涂料组合物以及隔热性消光涂膜形成方法

技术领域

本发明涉及隔热性消光水性涂料组合物以及使用其的隔热性消光涂膜形成方法，该组合物可获得和谐的中浓彩色的精细外观并且具有高的太阳热屏蔽效果。

背景技术

近年，为了抑制建筑物和建造物因太阳光等热能量而导致的温度升高，人们在屋顶和外壁等涂布隔热涂料而实施隔热处理，开发了很多隔热涂料或使用了隔热涂料的涂布方法等发明。

例如专利文献1中公开了一种涂料组合物，其包含如下的黑色颜料组合物，该黑色颜料组合物中混合有两种以上在可见光区域显示吸收、并且在近红外区域反射率为35%以上的有色有机颜料，该黑色颜料组合物具有孟塞尔记号(N-1)的黑色。

另外，在专利文献2中公开了一种涂布方法，其中，在外墙材料上涂布隔热性白色涂料，然后涂布通过组合多种着色涂料而得到的隔热性色彩涂料。

在专利文献1和2中记载的现有的隔热涂料中，特别是在膜的厚度较薄的情况下，有时会使隐蔽性差，有时会使基材对红外线的吸收量增加而无法获得充分的隔热性。

另外，这些现有的隔热涂料被设计用于涂装例如屋顶等，成为具有光泽的涂膜，然而人们期望开发出能获得具有消光谐调性的精细外观的隔热涂料。

作为这样的问题的解决方案，例如在专利文献3中公开了一种包含二氧化钛、多孔介质的碳酸钙以及水性树脂的水性涂料组合物。

专利文献3中记载的水性涂料组合物的光泽低，另外可获得具有高散射反射率的涂膜，因而也可通过涂装于建筑物的内部装饰面而有助于光源的节能。

但是，在该涂料中大量地含有多孔介质的碳酸钙，因而涂膜容易产生裂纹，为了防止此问题，能想到使用玻璃化转变温度(Tg)低的树脂，但是在将Tg低的树脂适用于建筑物的外壁或屋顶的情况下，有时会发生涂膜被弄脏而损害反射功能、白粉化或变色。另外，存在有不易长期保持涂料的稳定性，随着时间经过而增稠这样的问题。

进一步，专利文献3中记载的组合物是通过在以二氧化钛为主要成分的白色或者白涂料中少量配混着色糊剂而得到的组合物，并且希望实现以白为基调的明亮度高的外观，然而人们需要开发出也可适用于建筑物外壁或屋顶并且也涵盖了中浓彩色的涂色变化丰富的隔热性消光涂料组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-20647号公报

专利文献2：日本特开2002-320912号公报

专利文献3：日本特开2012-92289号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种隔热性消光水性涂料组合物以及使用其的隔热性消光涂膜形成方法，该组合物的耐候性和涂料的贮藏稳定性等良好，能长期维持具有隔热性和消光谐调性的中浓彩色的精细外观，也能适用于建筑物的外壁等。

用于解决问题的方案

本发明人等对上述的课题进行了深入研究，结果发现如下事实从而达成了本发明：通过在酸值为特定范围的水性树脂中配混特定组分的颜料成分以及特定的表面活性剂，从而可获得贮藏稳定性良好并且同时具有消光感和隔热性的中浓彩色的涂膜。

即，本发明涉及一种隔热性消光水性涂料组合物，其为包含单位固形物的酸值在2.5～30mgKOH/g的范围内的水性树脂(A)、颜料成分(B)以及HLB值为10以上的非离子性表面活性剂(C)的水性涂料组合物，其中，颜料成分(B)包含除了白色以外的着色颜料(b1)以及从碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡以及高岭土粘土中选出的至少一种体质颜料(b2)，颜料成分(B)的颜料体积浓度为40～80%，着色颜料(b1)在颜料成分(B)全部体积中所占的体积比例超过25%，

本发明还涉及一种隔热性消光涂膜形成方法，其特征在于，在基材面涂装该隔热性消光水性涂料组合物，

本发明还涉及一种抑制建筑物内部的温度升高的方法，通过在建筑物的外壁面涂装该隔热性消光水性涂料组合物而抑制建筑物内部的温度升高，

而且，本发明还涉及一种涂装物品，其为利用该涂膜形成方法而获得的涂装物品。

发明的效果

根据本发明的涂料组合物，其为中浓彩色并且具有适度的消光感，能形成隔热性优异的涂膜，因而通过涂装于例如建筑物等从而能获得和谐的氛围的外观，并且有助于冷暖气设备和光源等的节能。

另外，本发明的组合物的长期贮藏稳定性优异。

而且，由本发明的水性消光涂料组合物形成的涂膜，不易产生涂膜内部的应变，即使在屋外暴露等严酷的环境下也不会产生破裂等，能长期维持被涂物的美观和隔热性能。

具体实施方式

本发明的隔热性消光水性涂料组合物包含水性树脂(A)、颜料成分(B)以及HLB值为10以上的非离子性表面活性剂(C)。

<水性树脂(A)>

本发明中的水性树脂(A)是可溶解于或分散于水中的树脂，作为其树脂种类，如果是具有涂膜形成能力的树脂则没有特别限定，可使用现有公知的树脂，例如列举出丙烯酸类树脂、硅类树脂、聚氨酯类树脂、氟类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂、环氧类树脂、酚醛类树脂、聚酯类树脂、醇酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、三聚氰胺树脂等，它们可分别单独使用或者组合两种以上而使用，另外，关于这些树脂，例如可以如聚氨酯改性丙烯酸类树脂那样进行改性，或者也可以为接枝聚合而得到的树脂，或者也可以为分散颗粒的形态。

关于水性树脂(A)，在分散颗粒的形态的情况下，可具有单层结构(均质的粒状)或芯/壳结构等多层结构，在芯/壳结构的情况下，芯和/或壳也可进行交联。

关于水性树脂(A)，从由本发明的水性涂料组合物形成的涂膜的耐久性、耐候性等观点考虑，优选为丙烯酸类树脂，作为相关的丙烯酸类树脂，可列举出通过将至少一种含(甲基)丙烯酰基的化合物与根据需要可共聚的其它聚合性不饱和单体一同进行(共)聚合而获得的树脂。

作为含(甲基)丙烯酰基的化合物，作为在一分子中具有一个(甲基)丙烯酰基的化合物，例如列举出：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯等含直链或支链状的烷基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等含脂环式烷基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸苄酯等含芳烷基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等含烷氧基烷基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸六氟异丙酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基甲酯、(甲基)丙烯酸全氟辛基乙酯等含氟(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯那样的含氨基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酰胺；(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯等(甲基)丙烯酸羟烷酯、上述(甲基)丙烯酸羟烷酯的ε-己内酯改性体、含有分子末端为羟基的聚氧化乙烯链的(甲基)丙烯酸酯等含羟基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸、丙烯酸-β-羧基乙酯等含羧基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等含羰基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基乙酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基丙酯等含环氧基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸异氰酸根合乙酯等含有异氰酸基的(甲基)丙烯酰基单体；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酰基单体；(甲基)丙烯酸双环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯基酯等含氧化固化性基团的(甲基)丙烯酰基单体：(甲基)丙烯酸烯丙酯等含烯丙基的(甲基)丙烯酰基单体等。

作为在一分子中具有至少两个(甲基)丙烯酰基的化合物，例如列举出：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟基甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟基甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。

这些含(甲基)丙烯酰基的化合物可分别单独使用或者组合两种以上而使用。

另外，作为可共聚的其它聚合性不饱和单体，列举出(甲基)丙烯腈；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯基酯化合物；苯乙烯、α-甲基苯乙烯等乙烯基芳香族化合物；三烯丙基异氰脲酸酯、对苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯基苯等在一分子中具有至少两个聚合性不饱和基团的多乙烯基化合物；烯丙醇；马来酸、巴豆酸等含羧基的聚合性不饱和单体；(甲基)丙烯醛、甲酰基苯乙烯、碳原子数4～7的乙烯基烷基酮(例如；乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基丁基酮等)、乙酰乙酰氧基烯丙酯等含羰基的聚合性不饱和单体；烯丙基缩水甘油基醚等含环氧基的聚合性不饱和单体；间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等含异氰酸基的聚合性不饱和单体；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等含烷氧基甲硅烷基的聚合性不饱和单体；氟烷基三氟乙烯基醚、全氟烷基三氟乙烯基醚等氟乙烯基醚；上述含环氧基的聚合性不饱和单体或含羟基的聚合性不饱和单体与不饱和脂肪酸的反应产物等的含氧化固化性基团的聚合性不饱和单体等，它们可分别单独使用或者组合两种以上而使用。

在本发明中上述水性树脂(A)的特征在于，单位固形物的酸值为2.5～30mgKOH/g的范围内，优选为3～25mgKOH/g。

水性树脂(A)的单位固形物的酸值不足2.5mgKOH/g时，在长期贮藏水性涂料组合物时生成凝集物，或者混合了多种颜色时的颜色稳定性变差，因而不优选。

另一方面，单位固形物的酸值超过30mgKOH/g时则涂膜的耐水性差，故不优选。

作为赋予水性树脂(A)以酸值的酸基，列举出羧基、磺酸基、磷酸基等，其中优选为羧基。

另外，这些酸基也可以被甲基胺、二甲基胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基氨基乙醇、2-甲基-2-氨基-1-丙醇等胺类；氨等碱进行一部分或实质上完全中和而得到的。

作为上述水性树脂(A)所具有的除了酸基以外的其它官能团，例如列举出羟基、异氰酸基、氨基、酰胺基、羰基等，从屋外等严酷的条件下的耐候性的观点考虑，特别优选具有羰基。

在水性树脂(A)具有羧基以及羰基的情况下，例如，作为单体部分的至少一部分，可使用(甲基)丙烯酸和/或如同前述那样的其它含羧基的聚合性不饱和单体以及如同前述那样的含羰基的(甲基)丙烯酰基单体和/或其它含羰基的聚合性不饱和单体，通过使其与其它含(甲基)丙烯酰基的化合物和/或其它聚合性不饱和单体进行共聚，从而制造水性树脂(A)。

关于相关的(甲基)丙烯酸和其它含羧基的聚合性不饱和单体以及含羰基的(甲基)丙烯酰基单体和其它含羰基的聚合性不饱和单体的用量，以供给于共聚的全部聚合性不饱和单体的全部质量为基准，(甲基)丙烯酸和其它含羧基的聚合性不饱和单体通常可在0.05～10质量%的范围内，可优选在0.1～3质量%的范围内，而且，含羰基的(甲基)丙烯酰基单体和含羰基的聚合性不饱和单体通常为0.2～30质量%，可优选在0.3～15质量%的范围内。

上述单体的聚合方法没有特别限制，例如，可通过按照一般的乳液聚合法，在聚合引发剂、乳化剂的存在下将上述单体进行(共)聚合从而进行。

该聚合引发剂是在热或者还原剂的存在下进行自由基分解而引发单体的加聚的聚合引发剂，可使用无机类引发剂、有机类引发剂中的任一种。

作为上述乳化剂，可使用其自身已知的乳化剂，具体而言，例如列举出阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、两性离子表面活性剂，另外，也可使用在分子中含有聚合性不饱和基团和阴离子性基团或非离子性基团这两者的反应性表面活性剂等。

关于其用量，以全部聚合性不饱和单体的全部质量为基准，通常可在0.5～6质量份的范围内，优选可在1～4质量%的范围内。

在单体的(共)聚合中也可根据需要使用链转移剂、pH调整剂、溶剂。

生成的乳液颗粒，通常可具有50～500nm的范围内的平均粒径，优选可具有100～400nm的范围内的平均粒径，进一步优选可具有100～300nm的范围内的平均粒径。

在本说明书中，水性树脂(A)的平均粒径是：利用亚微米颗粒分析器N4(商品名，Beckman Coulter,Inc.制，粒度分布测定装置)，利用去离子水将试样稀释为适于测定的浓度，在常温(20℃左右)测定的值。

<颜料成分(B)>

本发明的水性涂料组合物中使用的颜料成分(B)包含除了白色以外的着色颜料(b1)以及体质颜料(b2)作为必需成分。

在本发明中，关于除了白色以外的着色颜料(b1)，其是用于赋予由本发明的水性涂料组合物所形成的涂膜以中浓彩色等各种各样的色彩的着色颜料，可不受限制地使用涂料领域中公知的无机类或者有机类的着色颜料。

具体列举出氧化铁、苝颜料、偶氮颜料、黄铅、氧化铁红、朱砂、钛黄、镉红、喹吖啶酮红、异吲哚啉酮、苯并咪唑啉酮、酞菁绿、酞菁蓝、钴蓝、阴丹士林蓝、群青以及铁蓝等，它们可单独使用或者组合两种以上而使用。

另外，在使用黑色颜料作为上述着色颜料(b2)的情况下，使用Cr₂O₃、Cu-Cr复合氧化物、Fe-Cr复合氧化物、Co-Fe-Cr复合氧化物、Cu-Cr-Mn复合氧化物、Ca-Mn复合氧化物、Ba-Mn复合氧化物、YMnO₃、YMn₂O₃、LaMnO₃、PrMnO₃或NdMnO₃等金属氧化物类的颜料，不使用炭黑，或者将其含量抑制为微量(例如按照颜料体积浓度为5%以下，特别是为1%以下这样的比例)，从涂膜的隔热性的观点考虑较好。

本发明中的体质颜料(b2)是为了赋予形成涂膜以消光感而使用的体质颜料，具体列举出碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡、高岭土粘土等，它们可单独使用或者组合两种以上而使用。

另外，在本发明中，优选颜料成分(B)进一步包含薄片状体质颜料(b3)。

作为相关的薄片状体质颜料(b3)，例如列举出滑石、云母、玻璃薄片等，它们可单独使用或者组合两种以上而使用。

通过利用该薄片状体质颜料(b3)，从而具有即使是在屋外等严酷的条件下也可获得耐破裂性优异的隔热性消光涂膜这样的效果。

另外，在上述颜料成分(B)中，从形成涂膜的隔热性的观点考虑，根据需要优选进一步并用白色颜料(b4)。

作为相关的白色颜料(b4)，可列举氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化锑、氧化锆、氮化铝、氮化硼、铅白(碳酸锌)等。

另外，作为颜料成分(B)中可包含的除了上述颜料(b1)～(b4)以外的其它颜料，例如列举出铝颜料、铜、锌、黄铜、镍、由氧化钛和/或氧化铁进行了被覆的氧化铝、由氧化钛和/或氧化铁进行了被覆的云母、全息照相颜料等光亮性颜料；磷酸锌、磷硅酸锌、磷酸铝锌、磷酸钙锌、磷酸钙、焦磷酸铝、焦磷酸钙、三聚磷酸二氢铝、偏磷酸铝、偏磷酸钙、氧化锌、磷钼酸锌、磷钼酸铝等防锈颜料等。

在本发明中颜料成分(B)的颜料体积浓度为40～80%，优选为50～75%。

这是因为，通过使颜料体积浓度处于此范围内，因而涂膜的消光感、耐破裂性良好，抑制在长期贮藏时的颜料沉降。

在本说明书中，“颜料体积浓度”是指，在涂料中的全部树脂成分与全部颜料的合计固形物之中，该颜料成分所占的体积比例。

关于算出颜料的体积时的作为基础的颜料比重，是基于“涂料原料手册第6版”(社团法人日本涂料工业会)而得到的颜料比重，另外，将树脂固形物的比重设为近似1的值。

另外，在本发明中，包含后述的非离子性表面活性剂(C)，因而可稳定地包含颜料成分(B)为临界颜料体积浓度以上的量。

在本说明书中，临界颜料体积浓度是指，在将颜料与树脂混合时，树脂恰好填满颜料间的间隙时的颜料的体积浓度，利用下述式算出。

临界颜料体积浓度=涂料中的颜料成分(B)的体积×100/(涂料中的颜料成分(B)的吸油量＋涂料中的颜料成分(B)的体积)

另外，吸油量(ml/100g)是指，利用JIS K5101-13-2：2004中规定的方法而求出的值，是被100g颜料吸收的煮亚麻子油的量(ml)所表示的值。

在本发明中虽然是消光的谐调的外观，但是其目的在于获得与以白为基调的淡彩色不同的中浓彩色的外观，因此着色颜料(b1)在颜料成分(B)全部体积中所占的体积比例超过25%，优选调整到30～70%的范围内。

另外，关于以全部量的颜料成分(B)的颜料体积为基准的体质颜料(b2)、根据需要而配混的薄片状体质颜料(b3)以及白色颜料(b4)的含有比例，

体质颜料(b2)为15%以上且不足75%，优选为30～70%，

薄片状体质颜料(b3)为0～60%，优选为10～50%，

白色颜料(b4)为0～60%的范围内，优选为10～50%的范围内，这从涂膜的隔热性、消光感、耐破裂性的观点考虑是合适的。

<非离子性表面活性剂(C)>

本发明的水性涂料组合物包含HLB值为10以上的非离子性表面活性剂(C)。通过包含该表面活性剂(C)，从而提高对颜料的润湿性，可抑制在将大量包含颜料的本发明水性涂料组合物进行贮藏时的凝集，另外，可提高调色时的颜色稳定性。

作为这样的非离子性表面活性剂(C)的具体例子，列举出聚氧化乙烯壬基苯基醚、聚氧化乙烯氧化丙烯辛基苯基醚等聚氧化乙烯烷基苯基醚；聚氧化乙烯十二烷基醚、聚氧化乙烯十六烷基醚、聚氧化乙烯硬脂基醚、聚氧化乙烯油烯基醚等聚氧化烯烷基醚；聚氧化乙烯二苯乙烯化苯基醚等聚氧化乙烯多环苯基醚；聚氧化乙烯烷基酰胺等，它们可单独使用或者组合两种以上而使用。

在本发明中，上述非离子性表面活性剂(C)的HLB值为10以上，优选在11～18的范围内。

本说明书中的HLB值是非离子类表面活性剂的亲水性与疏水性的平衡性指标，可由格里菲公式(Griffin equation)求出。具体是：将通过使氧代亚烷基等亲水部的分子量除以非离子类表面活性剂全体的分子量而得到的值乘以20而获得的值。

另外，作为非离子性表面活性剂(C)的含量，以水性树脂(A)的固形物为基准处于0.3～10质量%的范围内，优选在0.5～6质量%的范围内。

通过使非离子性表面活性剂(C)的含量在0.3～10质量%的范围内，使得颜料成分相对于涂料的融合良好，涂料贮藏稳定性、将涂料进行调色时的颜色稳定性以及涂膜的耐水性良好。

在本发明的水性涂料组合物中，特别是在前述水性树脂(A)具有羰基的情况下，为了获得即使在常温干燥的条件下也可进行交联、即使在屋外的严酷的条件下长期耐久性也优异的隔热性消光涂膜，优选包含肼衍生物。

作为相关的肼衍生物，例如列举出肼、肼水合物、草酸二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼等碳原子数2～18的饱和脂肪族羧酸的二酰肼；马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、衣康酸二酰肼等单烯式不饱和二羧酸的二酰肼；邻苯二甲酸、对苯二甲酸或间苯二甲酸的二酰肼；均苯四酸的二酰肼、三酰肼或四酰肼；氮川基三乙酸三酰肼、柠檬酸三酰肼、1,2,4-苯三酰肼；乙二胺四乙酸四酰肼、1,4,5,8-萘甲酸四酰肼；使具有羧酸低级烷基酯基的低聚合物与肼或肼水化物(hydrazinehydrade)反应而成的聚酰肼等；碳酸二酰肼、双氨基脲；使N,N-二甲基肼等N,N-取代肼和/或上述例示的酰肼与六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等二异氰酸酯以及由其衍生的多异氰酸酯化合物进行过量反应而获得的多官能氨基脲；使上述例示的二酰肼与、该多异氰酸酯化合物与聚醚多元醇类和/或聚乙二醇单烷基醚类等包含亲水性基团的活性氢化合物的反应物中的异氰酸酯基进行过量反应而获得的水系多官能氨基脲；该多官能氨基脲与水系多官能氨基脲的混合物；双乙酰基二腙等，它们可分别单独使用或者组合两种以上而使用。

在本发明的水性涂料组合物中，可进一步根据需要包含：中空颗粒；硅酸烷酯；骨料；纤维；增塑剂；均化剂；防止下垂剂；荧光增白剂；硅烷偶联剂；增稠剂；中和剂；抗静电剂；软化剂；抗菌剂；香料；固化催化剂；pH调整剂；调湿剂；粉状或微粒状的活性炭；光催化剂氧化钛；水性拒水剂；分散剂；消泡剂；防腐剂；防霉剂；防冻剂；紫外线吸收剂；光稳定化剂；造膜助剂；锌晶须；固化促进剂；醛吸附剂；蜡；三氧化锑；五氧化锑；氢氧化铝等阻燃剂；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酸钠、乙烯-马来酸酐共聚物等水溶解性高分子化合物等。

作为它们之中的中空颗粒，列举出中空无机颗粒、中空树脂颗粒。

通过使本发明的水性涂料组合物包含中空颗粒，从而可使涂膜更加反射阳光等，或者可具有隔热效果，因而具有抑制基材的温度升高的效果。

作为构成中空无机颗粒的无机物质，例如列举出硅酸钠玻璃、铝硅酸玻璃、棚硅酸钠玻璃等玻璃；飞灰、氧化铝、氧化锆/氧化钛、硼化硅、白砂(シラス)、黑曜石等。

作为构成中空树脂颗粒的树脂成分，例如列举出丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸类-苯乙烯共聚树脂、丙烯酸类-丙烯腈共聚树脂、丙烯酸类-苯乙烯-丙烯腈共聚树脂、丙烯腈-甲基丙烯腈共聚树脂、丙烯酸类-丙烯腈-甲基丙烯腈共聚树脂、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚树脂等。

上述中空颗粒内可以为空气、除了空气以外的气体、真空中的任一者。

作为中空颗粒的平均粒径，从涂膜外观、涂膜物性、隔热效果的观点考虑，优选为5～150μm。

中空颗粒的平均粒径可通过拍摄透射型电子显微镜照片(TEM)，测定50个颗粒的粒径，将其进行平均并求出。

配混中空颗粒的情况下，作为其含量，以水性涂料组合物中所含的树脂固形物为基准，处于2～50质量%的范围内，优选处于5～30质量%的范围内，这从涂料贮藏稳定性、涂膜的耐破裂性的观点考虑是合适的。

另外，在本发明中，其目的在于赋予形成涂膜以耐污染性，可包含烷基硅酸酯化合物。

作为烷基硅酸酯化合物，例如列举出下述式所示的化合物、以及其部分水解以及缩合物，

Si(-OR¹)₄

式中，R¹是从烷基、芳基以及芳烷基中选出的相同或不同的一价烃基。

在上述式中，R¹优选为碳原子数1～4的烷基。

作为烷基硅酸酯化合物的例子，列举出四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四异丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、以及它们的任意的组合、以及它们的部分水解和缩合物，进一步用聚氧化亚烷基化合物等将这些例示的化合物进行改性而得到的化合物，也被包括作为烷基硅酸酯化合物。

另外，在上述烷基硅酸酯化合物中也可并用有机锡化合物、有机钛酸酯化合物、磷酸化合物、酸酐、胺类等催化剂。

另外，在本发明的水性涂料组合物包含上述烷基硅酸酯化合物的情况下，优选的是：将涂料组合物设为双剂型，在即将使用包含该烷基硅酸酯化合物的成分之前，与除此以外的成分进行配混。

本发明的水性涂料组合物包含烷基硅酸酯化合物的情况下，从形成涂膜的耐污染性和耐破裂性的观点考虑，关于其含量，以涂料中所含的树脂固形物为基准，可设为3～20质量%的范围内，可优选设为5～15质量%的范围内。

<使用了隔热性消光水性涂料组合物的涂膜形成方法>

通过将本发明的隔热性消光水性涂料组合物涂装于基材表面，从而可形成隔热性优异的消光涂膜。

可适用本发明的水性涂料组合物的基材表面没有特别限制，但可列举出例如石膏板、混凝土板、混凝土块、外墙装饰板、砂浆板、板岩板、PC板、ALC板、水泥硅酸钙板、砖、玻璃、木材、石材、塑料成型物、陶磁器、磁器瓷砖、铁材、铝框等金属加工材料等基材的表面；设置于这些基材上的丙烯酸类树脂类、丙烯酸类聚氨酯树脂类、聚氨酯树脂类、氟树脂类、硅树脂、硅丙烯酸类树脂类、乙酸乙烯酯树脂类、环氧树脂类等涂膜面；由聚氯乙烯、聚烯烃、纸、布等材质形成的壁纸面等。

这些基材表面也可以由封闭剂等进行了预先处理。

本发明的水性涂料组合物可通过使用其自身已知的涂装手段而进行涂装，例如可根据基材的种类、用途等从辊子、空气喷雾、无气喷雾、喷砂枪、万能枪(universal gun)、刷子、辊涂机等涂装法中进行适当选择而使用。另外，也可将本发明的水性涂料组合物在不损害涂膜外观的范围反复涂布多次。

形成涂膜的干燥可通过常温干燥而进行，但也可根据所使用的涂料组合物的组分、涂装环境等而进行加热干燥或强制干燥。

干燥膜厚可根据适用基材、涂装环境而适当调整，但是为了获得充分的隔热性，因而一般为35～5000μm，优选为50～3000μm。

本发明另外提供一种通过将上述水性涂料组合物涂装于建筑物的外壁面，从而抑制建筑物内部的温度升高的方法。

本发明的水性涂料组合物可形成具有隔热性、且具有适度的消光感的涂膜，因而可通过涂装该物质而赋予建筑物外壁以和谐的外观并且赋予隔热功能。

建筑物外壁的具体例子中，例如可例示出大厦、房屋、设施、仓库等各种建筑物的外壁面，作为构成该外壁面的材料，可列举一般的外壁材料，例如陶瓷外墙板、砂浆、混凝土、板岩等无机类外装材料，或铁、铝、金属外墙材料等金属类外装材料，或天然木、胶合板等木质类外装材料等，也包括在表面设置了旧涂膜的材料。

关于本发明的水性涂料组合物，可根据情况预先在基材表面涂装底涂涂料，然后涂装于所形成的底涂涂面。

作为上述底涂涂料，可根据基材表面的种类和/或状态等来适当选择，例如可列举通过包含水系树脂或溶剂系树脂作为树脂粘合剂而成的涂料，所述水系树脂或溶剂系树脂是含有丙烯酸类树脂、丙烯酰基硅类树脂、氟类树脂、聚乙酸乙烯酯类树脂、聚烯烃类树脂、硅类树脂、聚氨酯类树脂、环氧类树脂、酚醛类树脂、聚酯类树脂、醇酸类树脂、三聚氰胺类树脂、生物分解性树脂等树脂种类的水系树脂或溶剂系树脂，优选使用通过包含水系的树脂而成的水性涂料。

特别是在使用作为底涂涂料而公知的隔热涂料时，则可与基于本发明的水性涂料组合物而得到的涂膜一起进一步提高基材面的隔热性能。

上述基底形成用涂料的涂装可通过使用其自身已知的涂装手段而进行，例如可根据基材的用途等从辊子、空气喷雾、无气喷雾、喷砂枪、万能枪、刷子、辊涂机等涂装法中进行适当选择而使用。形成的底涂涂膜的干燥优选为常温干燥，但是可根据底涂涂料的种类和/或涂装环境等而进行加热干燥或强制干燥。

实施例

以下，通过实施例来更具体说明本发明，但本发明不仅限于这些实施例。另外，下述例中的“份”以及“%”分别表示“质量份”以及“质量%”。

水性树脂分散体的制造

制造例1

向具备温度计、恒温器、搅拌器以及滴加装置的反应容器中加入去离子水35份、Newcol707SF(注1)1份，在氮气气流中搅拌混合，并升温到85℃。接着，将下述组分进行乳液化而得到的预乳液的3%部分以及2.5%过硫酸铵水溶液10份添加于反应容器内，在85℃保持了20分钟。

其后，花费4小时将剩余的预乳液和2.5%过硫酸铵水溶液20份滴加于反应容器内，滴加结束后进行了2小时熟化。其后，冷却至30℃，使用氨水和去离子水按照固形物成为50%、pH成为8.0的方式进行调整。接着，利用200目的尼龙布一边过滤一边排出，从而获得平均粒径180nm(使用Beckman Coulter,Inc.制的亚微米粒度分布测定装置“COULTER N4型”，由去离子水进行稀释并且在20℃测定出)、单位固形物的酸值13mgKOH/g的水性树脂分散体(A-1)。

(注1)Newcol707SF：商品名，日本乳化剂公司制，具有聚氧化乙烯链的阴离子性表面活性剂、不挥发成分30%。

制造例2～5

在上述制造例1中，将单体组分设为下述表1所示的配方，除此以外，与制造例1同样地操作而合成，获得水性树脂分散体(A-2)～(A-5)。

表1

颜料分散糊剂的制造

制造例6

向不锈钢制容器中在搅拌状态下顺次加入下述所示的各成分，利用PRIMIX公司制均质分散机继续搅拌30分钟直至变得均匀，获得了颜料分散糊剂(B-1)。

(注2)Suraoff72N：商品名，Japan EnviroChemicals,Ltd.制，防腐剂，

(注3)SP-600：商品名，Daicel Chemical Industries,Ltd制，羟乙基纤维素类增稠剂，

(注4)DISPER BYK-190：商品名，BYK-Chemie公司制，颜料分散剂，

(注5)BYK-028：商品名，BYK-Chemie公司制，消泡剂，

(注6)Toda Color130R：商品名，户田工业公司制，氧化铁红(Bengala)、比重5.1、吸油量25(ml/100g)，

(注7)TAROX T-10：商品名，Titan Kogyo,Ltd.制，黄色氧化铁、比重5.2、吸油量25(ml/100g)，

(注8)Super S：商品名，Maruo Calcium Co.,Ltd.制，重质碳酸钙、比重2.7、吸油量23(ml/100g)

制造例7～14

在上述制造例6中，将颜料组分设为下述表2所示的配方，除此以外，与制造例6同样地操作而获得了颜料分散糊剂(B-2)～(B-9)。

表2

(注9)W-10：商品名，竹原化学工业公司制，硫酸钡、比重4.5、吸油量6(ml/100g)，

(注10)MS-P：商品名，Nippon Talc Co.,Ltd.制，滑石、比重2.7、吸油量28(ml/100g)，

(注11)TI-PURE R-706：商品名，杜邦公司制，二氧化钛、比重4.0、吸油量14(ml/100g)、

水性涂料的制造

实施例1～12以及比较例1～6

向不锈钢制容器中，在搅拌状态下顺次加入下述表3所示的各成分，利用PRIMIX公司制均质分散机继续搅拌15分钟直至变得均匀，获得了水性涂料(C-1)～(C-18)。

(注12)Black6350：商品名，旭化成工业公司制，Fe-Cr复合氧化物类黑色隔热颜料，

(注13)CS-12：商品名，Chisso Corporation制，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、造膜助剂，

(注14)Emulgen A-90：商品名，Kao Corporation制，聚氧化乙烯二苯乙烯化苯基醚、非离子性表面活性剂、HLB值14.5，

(注15)Emulgen103：商品名，Kao Corporation制，聚氧化乙烯十二烷基醚、非离子性表面活性剂、HLB值8.1，

(注16)Silicate45：商品名，多摩化学工业公司制，四乙氧基硅烷的部分水解缩合物、低污染化剂，

(注17)S38：商品名，Sumitomo3M Limited制，玻璃中空微球、平均颗粒程40μm，

(注18)SN Thickener612N：商品名，SAN NOPCO LIMITED制，聚氨酯缔合型增稠剂。

评价试验

将由实施例和比较例获得的水性涂料供于下述评价。将结果一并示于表3。

(*1)贮藏稳定性

将各评价涂料放入1L的带有盖的玻璃瓶，在40℃的恒温槽中放置30天，利用目视确认了贮藏后的涂料状态。

◎：没有颜料沉降，也没有粘度变化，

○：没有颜料沉降，略微地确认出粘度变化，

△：虽然有颜料沉降，但是如果搅拌则复原，

×：发现颜料沉降，即使搅拌也不复原并且残留凝集物。

(*2)涂膜外观

在柔性板(依照JIS A5430)上，按照涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛而涂装“Eco Cation Sealer”(Kansai Paint Co.,Ltd.制，水系阳离子乳液类封闭剂)，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥18小时，然后按照每一次的涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛以涂装间隔4小时将评价涂料反复涂布两次。其后，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥24小时，利用目视观察涂膜表面的状态，按下述基准来评价。另外，将基于目视观察到的颜色以及使用多角度分光光度计MA-68II(商品名，x-rite公司制)测定出的L*值示于表中。

◎：没有光泽不均匀，充分具有谐调的消光感，

○：没有光泽不均匀，具有消光感但是略微确认出光泽感，

△：确认有光泽不均匀、透光，

×：确认有显著的光泽不均匀、破裂、缩小、细孔等异常。

(*3)颜色稳定性评价

向涂料200g中，分别加入UNIRANT77(商品名，横滨化成公司制，水性涂料用色彩糊剂(color paste))的黄土色糊剂以及红锈糊剂2g，利用PRIMIX公司制均质分散机搅拌5分钟，然后按照在25℃下的基于斯托默粘度计(Stormer Viscometer)的粘度为75KU的方式用水进行稀释，获得了评价涂料的调色品。接着，在柔性板(依照JIS A5430)上，按照涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛而涂装“Eco Cation Sealer”(Kansai Paint Co.,Ltd.制，水系阳离子乳液类封闭剂)，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥了18小时的涂板上，利用中毛羊毛辊将稀释的调色完成的评价涂料进行一次整面涂装，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥了4小时。接着，关于第二次涂装，一半使用刷毛而涂装，另一半使用中毛羊毛辊进行涂装，然后在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥24小时，并且通过目视观察了用刷毛进行涂装的部分与用辊子进行涂装的部分之间的光泽感之差以及色差。

◎：没有光泽感以及色差的变化，无法确认边界，

○：没有光泽感的变化，但是略微地存在色差，

△：没有光泽感的变化，但存在色差，

×：光泽感以及色差的变化显著，可清楚地确认边界。

(*4)促进耐候性

在柔性板(依照JIS A5430)上，按照涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛涂装“Eco Cation Sealer”(Kansai Paint Co.,Ltd.制，水系阳离子乳液类封闭剂)，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥18小时，然后按照每一次的涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛以涂装间隔4小时对评价涂料反复涂布两次。其后，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥7天，制作促进耐候性试验板，利用JIS K5600-7-7中规定的氙灯法，在照射1000小时后通过目视观察了涂膜表面的状态。在下述基准中，关于白粉化等级，按照JISK5600-8-6的规定进行了评价。

◎：白粉化等级为1以下，没有膨胀、剥落、破裂等，颜色的变化与样品板相比较而言没有大的变化，

○：白粉化等级为2以下，没有膨胀、剥落、破裂等，与样品板相比较而言略微具有颜色的变化，

△：白粉化等级为3，没有膨胀、剥落、破裂等，与样品板相比较而言颜色的变化大，

×：白粉化等级为4以上，与样品板相比较而言显著具有颜色的变化，或者确认出膨胀、剥落、破裂等异常。

(*5)耐污染性

在柔性板(依照JIS A5430)上，按照涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛而涂装“Eco Cation Sealer](Kansai Paint Co.,Ltd.制，水系阳离子乳液类封闭剂)，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥18小时，然后按照每一次的涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛以涂装间隔4小时对评价涂料反复涂布两次。在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥7天后，在日本平塚市内朝向南面，将涂面向上倾斜30°而进行12个月屋外暴露试验，通过目视评价试验后的涂面的污迹。

◎：基本上没有发现污迹，

○：略微地发现污迹，

△：有污迹，

×：污迹显著。

(*6)耐破裂性

在柔性板(依照JIS A5430)上，按照涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛而涂装“Eco Cation Sealer”(Kansai Paint Co.,Ltd.制，水系阳离子乳液类封闭剂)，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥18小时，然后按照每一次的涂敷量为100g/m²的方式使用刷毛以涂装间隔4小时对评价涂料反复涂布两次。其后，在温度23℃、相对湿度50%的条件下干燥7天，依照JIS A6909，供给于将如下的总计24小时设为一个循环的温冷反复试验中：浸没于20℃的水中18小时，然后立即在-20℃的恒温槽中冷却3小时，接着在50℃的恒温槽中加温3小时，通过目视观察三个循环后的涂膜表面的状态。

◎：完全没有确认出破裂，

○：略微地确认出破裂，但是远离50cm观看时则不清楚，

△：确认出破裂，即使远离50cm也清楚，

×：在整面确认出显著的破裂。

(*7)隔热性

按照JIS K5602-2008，在白黑隐蔽率试验纸上按照干燥膜厚为80μm的方式涂装了评价涂料。接着，在波长780～2500nm的范围使用分光光度计(UV-3100：岛津制作所公司制)测定白黑隐蔽率试验纸的黑部分的涂膜的反射率。其后，按照JIS K5602-2008，根据在波长780～2500nm处的光谱反射率(spectral reflectance)与权重系数(weighting coefficients)的乘积的总和而算出该波长区域中的日照反射率，对隔热性进行评价。

Claims (10)

1.一种隔热性消光水性涂料组合物，其特征在于，其为包含单位固形物的酸值在2.5～30mgKOH/g的范围内的水性树脂(A)、颜料成分(B)以及HLB值为10以上的非离子性表面活性剂(C)的水性涂料组合物，

其中，颜料成分(B)包含除了白色以外的着色颜料(b1)以及从碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡以及高岭土粘土中选出的至少一种体质颜料(b2)，颜料成分(B)的颜料体积浓度为40～80%，着色颜料(b1)在颜料成分(B)全部体积中所占的体积比例超过25%。

2.根据权利要求1所述的隔热性消光水性涂料组合物，其中，颜料成分(B)进一步包含薄片状体质颜料(b3)。

3.根据权利要求1或2所述的隔热性消光水性涂料组合物，其中，颜料成分(B)进一步包含白色颜料(b4)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物，其特征在于，颜料成分(B)的颜料体积浓度在临界颜料体积浓度以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物，其进一步包含中空颗粒。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物，其中，水性树脂(A)是具有羰基的水性树脂，该组合物进一步包含肼衍生物。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物，其进一步包含烷基硅酸酯。

8.一种隔热性消光涂膜形成方法，其特征在于，在基材面涂装权利要求1～7中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物。

9.一种抑制建筑物内部的温度升高的方法，通过在建筑物的外壁面上涂装权利要求1～7中任一项所述的隔热性消光水性涂料组合物而抑制建筑物内部的温度升高。

10.一种涂装物品，其为利用权利要求8所述的涂膜形成方法而获得的涂装物品。