CN105176358B - 一种水性防涂鸦涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：其中，A组分按重量百分比包括如下组分：水性羟基聚丙烯酸酯分散体15～35wt％；有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂15～35wt％；耐紫外填料5～15wt％；消泡剂0.1～0.6wt％；流平剂0.5～1.5wt％；防老化剂0.5～2wt％；润湿分散剂0.5～1wt％；水至100wt％；其中，B组分按重量百分比包括如下组分：亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂60～80wt％；溶剂至100wt％；其中，所述耐紫外填料选自纳米级金红石型钛白粉。本发明提供的水性防涂鸦涂料耐水性好，耐老化性优异，耐介质及沾污性强，且具有明显的自清洁作用。
Description
技术领域
本发明属于环保涂料技术领域，涉及一种水性防涂鸦涂料。
背景技术
街头小广告已经成为政府和市民深恶痛绝的不治之疾，尤其是人流众多的公共场所或旅游景点更趋严重，不仅严重影响了一个城市的形象，也为广告经营带来了极大的困扰。
水性防涂鸦涂料是一种具有特殊表面功能的涂料，表面具有较低表面张力，荷叶状表面有自洁作用，污物自然滚落，不干胶纸贴上后会轻易脱落。现有的水性防涂鸦涂料大多为溶剂型水性防涂鸦涂料，存在如下问题：
(1)使用大量溶剂，VOC高，污染空气，影响施工人员健康；另外，粘贴小广告的地方均为人口流量大、密度高的商业地区，在这种地方施工会影响周围行人、顾客的身体健康，对城市环境建设负面影响比较的大；如果在小区周围施工还会影响附近居民的空气质量引起类似于民事纠纷等不必要的麻烦。且在施工完成后由于涂料本身的特性还会在在很长时间内不断地释放有害物质使漆膜表面固化成膜更加完全。因此对环境、人体的危害是当前水性防涂鸦涂料较大的一个缺点。
(2)涂料中含有大量溶剂，在生产和施工过程中，易发生溶剂中毒事故，和/或发生燃烧爆炸事故，而在交叉作业时，为了避免发生事故不可与作业同时进行；
(3)溶剂型水性防涂鸦涂料选用有机溶剂作为原材料而随着世界工业化程度的不断深入，特别是对石油、煤等能源的需求异常强烈，会造成新一轮的能源紧缺；
(4)溶剂型涂料涂装用具的清洗比较困难,必须用较强的溶剂进行清洗,这也存在溶剂中毒和燃爆危险；
(5)溶剂型水性防涂鸦涂料表面能较低，亲水性较差，加上所处场所多为户外，很容易受到空气中雨水、灰尘的污染而出现雨痕状污染，影响建筑物的美观；
(6)溶剂型水性防涂鸦涂料多采用普通二氧化钛作为耐候填料，其耐候效果较差。
因此，本领域亟待开发一种水性方涂鸦涂料，所述涂料使用的溶剂量少，VOC挥发少，且耐候性优异，能够应用于公交站牌、人行道、过街天桥等公共场所的表面防护，尤其在防止涂鸦及沾污，使有涂画上的记号笔油墨、果汁、口香糖、贴纸小广告等都容易清除。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 60～80wt％；
溶剂 至100wt％；
其中，所述耐紫外填料为纳米级金红石型钛白粉。
本发明以水性羟基聚丙烯酸脂分散体和有机硅改性水性丙烯酸树脂作为基础树脂，之后通过亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂交联，生成耐水性好，耐老化性优异，耐介质及沾污性强的漆膜。水性羟基聚丙烯酸脂分散体与亲水改性脂肪族聚异氰酸酯在特定比例下交联后成膜，在反应过程中，添加的特定量的有机硅改性水性丙烯酸树脂使得所成漆膜耐水、耐老化、耐热性能得到大幅提高。另外，本发明选择具有耐紫外线作用的纳米级金红石型钛白粉作为填料，能够提高涂层耐老化性，使得漆膜具有自清洁作用，延长漆膜使用寿命。
本发明所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的重均分子量为3500～5000，优选3900～4500。
本发明所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的玻璃化温度为40～45℃。
优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的羟基含量为3.5～4.0％；pH值为8～12，优选10。
优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体为羟基聚丙烯酸酯二级分散体。
优选地，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的平均粒径为0.1～0.2μm。
本发明所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂的重均分子量为4500～6000，优选4900～5800。
优选地，所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂的羟基含量为3.6～4.2％；pH值为7～8；玻璃化温度为45～50℃。
本发明所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂中，所用的有机硅氧烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的任意1种或至少2种的组合，优选乙烯基三异丙氧基硅烷。
本发明所述消泡剂选自聚硅氧烷溶液、包括聚硅氧烷和憎水固体组成的混合物、硅氧化聚醚乳液中的任意1种或至少2种的组合；优选聚硅氧烷溶液。
优选地，所述聚硅氧烷溶液为破泡硅氧烷溶液，优选不挥发分为15～30wt％的破泡硅氧烷溶液。
优选地，所述包括聚硅氧烷和憎水固体组成的混合物的不挥发分为80～98wt％；所述聚硅氧烷为破泡硅氧烷。
优选地，所述硅氧化聚醚乳液的不挥发分为20～35wt％。
本发明所述防老化剂选自苯并三唑类紫外吸收剂水分散体、水杨酸酯类、受阻胺类光稳定剂水分散体、双(1,2,2,6,6,-五甲基哌啶基)-癸二酸酯光稳定剂中的任意1种或至少2种的组合；优选受阻胺类光稳定剂水分散体。
优选地，所述受阻胺类光稳定剂水分散体的有效成分为25～40wt％。
本发明所述润湿分散剂选自低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液、多官能聚合物的醇铵盐溶液、部分中和的多元羧酸聚合物的烃基铵盐和聚硅氧烷共聚物溶液；优选低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液型润湿分散剂。
优选地，所述低分子量多元羧酸聚合物羟基铵盐溶液型润湿分散剂不挥发份为40～60wt％。
优选地，多官能团聚合物的醇铵盐溶液型润湿分散剂不挥发份为30～50wt％。
优选地，部分中和的多元羧酸聚合物的羟基铵盐和聚硅氧烷共聚物溶液型润湿分散剂不挥发份为40～60wt％。
本发明所述亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂NCO含量为17.2～20.8％。
优选地，所述溶剂选自醚类溶剂、酯类溶剂、芳烃类溶剂，优选酯类溶剂，所述溶剂沸点≥130℃。
本发明所述流平剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性丙烯酸类能团聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸类官能团聚的聚二甲基硅氧烷溶液中的任意1种或至少2种的组合，优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液。
优选地，所述纳米级金红石型钛白粉的粒径≤100nm，优选30～80nm。金红石型钛白粉过大会影响耐老化性和自清洁性。
作为优选技术方案，本发明所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％；
其中，所述耐紫外填料为纳米级金红石型钛白粉。
本发明目提供的水性防涂鸦涂料在使用过程中，A组分和B组分以3:1的质量比混合后进行涂覆。
本发明所述水性防涂鸦涂料的制备方法可以是本领域技术人员能够获知的任何一种双组分涂料的制备方法，典型但非限制性的包括：
先将50wt％配方量的水分加入反应釜，之后将A组分各组分按配方顺序依次混合，最后补足水分，得到A组分；
将B组分的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂按配方量分散在溶剂中，得到B组分；
由此得到双组分水性防涂鸦涂料。
所述双组分水性防涂鸦涂料在使用过程中，按3:1的质量比混合后进行涂覆。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明以水性羟基聚丙烯酸脂分散体和有机硅改性水性丙烯酸树脂作为基础树脂，之后通过亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂交联，生成耐水性好，耐老化性优异，耐介质及沾污性强的漆膜；所述漆膜由于选择了特定比例的水性羟基聚丙烯酸脂分散体与亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，并添加了适量的有机硅改性水性丙烯酸树脂，在配合填料、消泡剂、流平剂、防老化及和润湿分散剂的配比下，获得了耐水、耐老化、耐热性能良好的，具有自清洁作用的漆膜；
(2)本发明选择纳米级金红石型钛白粉，在涂料中既起到了耐紫外线的作用，延长了漆膜寿命，又提高了漆膜的自清洁作用。
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。
实施例1
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 60wt％；
溶剂 至100wt％。
实施例2
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 80wt％；
溶剂 至100wt％。
实施例3
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例1
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例2
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例3
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例4
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例5
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例6
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例7
一种水性防涂鸦涂料，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％。
对比例8
与实施例3的区别仅在于组分A中的纳米级金红石型钛白粉的粒径调整为150nm。
性能测试：
按表1给出的测试方法测定实施例和对比例给出的涂料，以及涂覆对应涂料获得的漆膜的性能；其中涂覆对应涂料的方法为喷涂施工，其中柔韧性、附着力、耐冲击性的漆膜涂覆厚度为20～30μm，耐水、耐热、耐沾污性的涂覆厚度为60～80μm。
表1性能测试指标和方法
实施例的性能测试结果见表2。
表2实施例性能测试结果
对比例的性能测试结果见表3。
表3对比例性能测试结果
由表2和表3可以看出，本发明通过选用合适的水性羟基聚丙烯酸脂分散体和有机硅改性水性丙烯酸树脂混拼作为基础树脂再与亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂交联成膜获得耐水性好，耐老化性优异，耐介质及沾污性强的漆膜，该涂料以水为介质在生产及施工使用过程中安全环保，对人体伤害较小，同时优异的漆膜使得其防涂鸦性能优异。本发明选用性能良好的消泡剂在保证漆膜致密性的同时达到良好的外观效果。
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 (23)
1.一种水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 60～80wt％；
溶剂 至100wt％；
其中，所述耐紫外填料为纳米级金红石型钛白粉，所述纳米级金红石型钛白粉的粒径为30～80nm，以增强耐老化性和自清洁性。
2.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的平均分子量为3500～5000；玻璃化温度为40～45℃。
3.如权利要求2所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的平均分子量为3900-4500。
4.如权利要求2所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的羟基含量为3.5～4.0％；pH值为8～12。
5.如权利要求4所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的pH值为10。
6.如权利要求2所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体为羟基聚丙烯酸酯二级分散体。
7.如权利要求2所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性羟基聚丙烯酸酯分散体的平均粒径为0.1～0.2μm。
8.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂的重均分子量为4500～6000。
9.如权利要求8所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂的重均分子量为4900～5800。
10.如权利要求8所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂的羟基含量为3.6～4.2％；pH值为7～8；玻璃化温度为45～50℃。
11.如权利要求8所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述有机硅氧烷改性水性羟基聚丙烯酸树脂中，所用的有机硅氧烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷中的任意1种或至少2种的组合。
12.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述消泡剂选自聚硅氧烷溶液、包括聚硅氧烷和憎水固体组成的混合物、硅氧化聚醚乳液中的任意1种或至少2种的组合。
13.如权利要求12所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述聚硅氧烷溶液为破泡硅氧烷溶液。
14.如权利要求13所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述聚硅氧烷溶液为不挥发分为15～30wt％的破泡硅氧烷溶液。
15.如权利要求12所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述包括聚硅氧烷和憎水固体组成的混合物的不挥发分为80～98wt％；所述聚硅氧烷为破泡硅氧烷；所述硅氧化聚醚乳液的不挥发分为20～35wt％。
16.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述防老化剂选自苯并三唑类紫外吸收剂水分散体、水杨酸酯类、受阻胺类光稳定剂水分散体、双(1,2,2,6,6,-五甲基哌啶基)-癸二酸酯光稳定剂中的任意1种或至少2种的组合。
17.如权利要求16所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述受阻胺类光稳定剂水分散体的有效成分为25～40wt％。
18.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂的NCO含量为17～21％。
19.如权利要求18所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂的NCO含量为17.2～20.8％。
20.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述溶剂选自醚类溶剂、酯类溶剂、芳烃类溶剂，所述溶剂沸点≥130℃。
21.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述流平剂选自聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液、非离子型丙烯酸共聚物溶液、离子型聚丙烯酸酯溶液、聚醚改性丙烯酸类能团聚二甲基硅氧烷溶液、聚醚改性丙烯酸类官能团聚的聚二甲基硅氧烷溶液中的任意1种或至少2种的组合。
22.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述水性防涂鸦涂料为由A组分和B组分组成的双组分涂料：
其中，A组分按重量百分比包括如下组分：
其中，B组分按重量百分比包括如下组分：
亲水改性脂肪族聚异氰酸酯固化剂 70wt％；
溶剂 至100wt％；
其中，所述耐紫外填料为纳米级金红石型钛白粉。
23.如权利要求1所述的水性防涂鸦涂料，其特征在于，所述涂料在使用过程中，A组分和B组分以3:1的质量比混合后进行涂覆。
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