CN106700882A - 一种建筑涂料体系 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑涂料体系。其组成包括水性聚氨酯分散体、表面活性剂、流变改性剂。采用机械强力混合发泡的方式将微气泡引入所述涂料体系形成适当体积倍率的发泡涂料。采用喷涂、刷涂、滚涂等方式施工，干燥后形成具有良好遮盖能力的发泡涂层。在不含二氧化钛及其它填料时仍具有良好的基材遮盖能力。

Description

一种建筑涂料体系

技术领域

本发明涉及一种建筑涂料体系，更具体的是一种具有遮盖效果的水性聚氨酯涂料体系，以及通过所述涂料体系发泡得到的发泡涂料，以及基于所述发泡涂料的具有遮盖效果的发泡涂层。

背景技术

涂料广泛应用于各个领域，涂料需对基材具有较好的遮盖能力，以实现保护功能的同时达到良好的美化效果。对于传统涂料，一般采用折射指数较大的金属氧化物类物质作为遮盖颜料。二氧化钛在涂料行业是一种提供涂料遮盖能力的主要颜料，其折射指数2.52(锐钛型)、2.7(金红石型)，与涂料中的树脂的物种折射指数(约1.5)存在明显的差异，以此折射指数的差异提供对基材的遮盖性能。由于二氧化钛的价格高，会明显增加涂料的成本，并且在二氧化钛的制造过程中会消耗大量的能源，造成较为严重的环境污染。

涂料行业的技术人员一直谋求降低甚至取代二氧化钛并使涂料具有良好遮盖能力的涂层体系。其中一种方法为提高颜填料体积浓度(PigmentVolumeConcentration，PVC)使其高于临界颜填料体积浓度((Critical PigmentVolumeConcentration，CPVC)，使涂层干燥后产生微孔道，空气的折射指数为1，以空气折射指数与涂层中树脂、颜填料的折射指数的差异提升遮盖效果，降低二氧化钛的使用，但这一体系仍需使用一定量的二氧化钛实现对底材的遮盖。

另一种典型的方法是使用填料来获得遮盖性能，如高岭土、碳酸钙、硫酸钡、氧化锌等，但这些填料的折射指数较二氧化钛有明显的降低，涂料配方中在保持相同性能同时很难达到理想的遮盖性能，因此涂料配方中仍需要添加一定量的二氧化钛保证遮盖性能。

另外一个典型的例子是在涂料体系中添加遮盖聚合物微球，利用其它材料折射指数的差异提供遮盖性能。其是一种中空的聚苯乙烯微球，利用空气和聚苯乙烯折射指数不同，起到提高遮盖效果并降低二氧化钛使用量的作用，此类遮盖聚合物微球硬度较高，在涂料中很难成膜，添加量受到一定的限制，因此只能在一定程度上节省二氧化钛的使用量。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种具有遮盖效果的水性聚氨酯涂料体系，采用该涂料体系发泡得到的发泡涂料，应用于建筑涂层，不需添加二氧化钛，对基材仍具有良好的遮盖能力。

为了实现以上发明目的，本发明的技术方案如下：

一种建筑涂料体系，其包括：基于涂料体系总重，

a)60～99wt％的水性聚氨酯分散体；

b)0～30wt％的水；

c)0.1～10wt％表面活性剂；

d)0.1～10wt％流变改性剂。

优选的，所述涂料体系包括：基于涂料体系总重，

a)75～98wt％的水性聚氨酯分散体；

b)0～20wt％的水；

c)0.5～6wt％表面活性剂；

d)0.5～5wt％流变改性剂。

本发明所述的水性聚氨酯分散体中的聚氨酯为包含以下组分制备得到的产物：

(1)10～35wt％的多异氰酸酯单体；

(2)50～85wt％的多元醇；

(3)0.1～10wt％的扩链剂；

(4)0.5～10wt％的亲水性单体；各组分含量均基于所述(a)水性聚氨酯分散体的聚氨酯的重量计。

优选的，本发明所述的水性聚氨酯分散体中的聚氨酯为包含以下组分制备得到的产物：

(1)15～34wt％的多异氰酸酯单体；

(2)55～80wt％的多元醇；

(3)0.2～6wt％的扩链剂；

(4)1～5wt％的亲水性单体；各组分含量均基于所述(a)水性聚氨酯分散体的聚氨酯的重量计。

本发明所述的水性聚氨酯分散体的不挥发物成分即聚氨酯的含量为20～70wt％，基于水性聚氨酯分散体的总重计，其余组成为水。

本发明所述的多异氰酸酯单体选自本领域技术人员已知的芳香族、芳脂族、脂肪族和脂环族多异氰酸酯中的一种或两种或多种；优选自1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、双-(4,4’-异氰酸根合环己基)甲烷(HMDI)和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的一种或两种或多种。

本发明所述多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种或多种；所述多元醇数均分子量1000～3000，优选1500～2500；官能度为2～3，优选为2。

本发明所述聚醚多元醇优选聚醚二元醇，合适的聚醚二元醇的例子有聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃(PTMEG)等。

本发明所述聚碳酸酯多元醇优选聚碳酸酯二元醇，合适的聚碳酸酯二元醇为聚(1,4-丁二醇碳酸酯)二醇、聚(1,6-己二醇碳酸酯)二醇、聚(1,6-己二醇-1,2-乙二醇碳酸酯)二醇和聚(1,5-戊二醇-1,6-己二醇碳酸酯)二醇中的一种或两种或多种。

本发明所述聚酯多元醇通常可由羧酸如脂族、脂环族和芳香族二羧酸或多羧酸和/或它们的酸酐与多元醇制备，也可以由内酯制备，所述内酯优选但不限于己内酯。

本发明所述聚酯多元醇优选聚酯二元醇。

制备本发明所述聚酯二元醇的合适的羧酸和/或酸酐的例子有己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸等；制备聚酯多元醇的合适的多元醇的例子有乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇。

优选的，本发明所述聚酯二元醇基于己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的一种或两种或多种与乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一种或两种或多种制备。

更优选的，本发明所述聚酯二元醇基于己二酸、邻苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的一种或两种或多种与1,4-丁二醇和/或1,6-己二醇制备；进一步优选基于邻苯二甲酸和/或邻苯二甲酸酐的摩尔量与己二酸的摩尔量比为4:1～1:1与1,4-丁二醇制备；再进一步优选基于邻苯二甲酸和/或邻苯二甲酸酐的摩尔量与己二酸的摩尔量比为3:1～2:1与1,4-丁二醇制备；所述聚酯二元醇的数均分子量1000～3000，优选1500～2500。

本发明所述聚酯多元醇，尤其是聚酯二元醇能赋予聚氨酯树脂很好的强度和柔韧性，保证形成的发泡涂层具有良好的遮盖效果及弹性，在外界作用力撤去时，能够很好的回复原有的结构，保证手感和遮盖效果。另一方面，苯环结构的引入，在一定程度上提升聚合物的折射指数，使发泡涂层在保证弹性的同时，具有更好的遮盖效果。

本发明所述的聚酯多元醇还可以使用聚己内酯二元醇。

本发明所述扩链剂选自低分子多元醇、低分子多元胺和低分子醇胺中的一种或两种或多种；合适的扩链剂的例子有乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇、辛二醇、新戊二醇(NPG)、环己烷二甲醇、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、异佛尔酮二胺等。

优选，本发明所述扩链剂选自至少一种低分子多元醇和至少一种低分子多元胺。

本发明所述亲水性单体选自异氰酸酯反应性的离子性或潜离子性的亲水化合物和/或异氰酸酯反应性的非离子性的亲水化合物。优选的异氰酸酯反应性的基团是羟基或氨基。

本发明所述异氰酸酯反应性的离子性或潜离子性的亲水化合物是指具有以下性质的所有化合物：包含至少一个异氰酸酯反应性基团以及至少一个例如羧基、磺酸基、磷酸根基团、叔胺基团、季铵基团的官能度。

所述异氰酸酯反应性的非离子性的亲水化合物是例如包含至少一个羟基或氨基的聚环氧烷。合适的环氧烷为环氧丙烷和/或环氧乙烷。

本发明所述亲水性单体优选二羟甲基丙酸(DMPA)、1,3-二羟基丁烷-1-羧酸、1,2-二羟基丁烷-1-磺酸、1,3-二羟基丁基-三甲基铵氯化物、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸的钠盐和N-(2-氨基乙基)-2-氨基丙磺酸的钠盐、单甲基聚乙二醇、N120中的一种或两种或多种；更优选磺酸基类亲水性单体，例如N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙磺酸的钠盐和/或N-(2-氨基乙基)-2-氨基丙磺酸的钠盐。

本发明所述水性聚氨酯分散体的制备工艺包括以下步骤：按照比例，将多元醇、多异氰酸酯单体，低分子多元醇扩链剂及任选的含羟基的亲水性单体在丙酮中在60～100℃进行反应，过程中监控反应体系的异氰酸酯根含量，以判断反应终点；之后降低反应温度至30～60℃，补加丙酮和低分子多元胺扩链剂及任选的含氨基的亲水性单体进行反应至结束。反应完成后，在快速搅拌条件下向体系中逐渐加入水，相反转形成分散体，进行分散(如果采用预聚体法合成水性聚氨酯分散体，则先将水性聚氨酯分散体在水中分散后再采用低分子多元胺扩链剂进行扩链)。之后脱除丙酮，形成粒径在50～1000nm的水性聚氨酯分散体。

本发明所述聚氨酯预聚物的制备可以同时伴随进行阴离子性和/或阳离子性分散基团部分或全部形成盐的反应，或者随后再进行此反应，如果该反应在起始分子中还没有进行的话。对于阴离子性基团的情况，可以使用叔胺之类的碱。例如每个烷基中含有1～12个，优选1～6个碳原子的三烷基胺。这些碱的例子有三甲胺、三乙胺、甲基二乙胺、三丙胺、N-甲基吗啉、甲基二异丙胺、乙基二异丙胺和二异丙基乙胺。所述烷基基团中还可以带有羟基，例如二烷基单烷醇胺、烷基二烷醇胺和三烷醇胺。还可以任选使用无机碱作为中和剂，例如氢氧化铵和/或氢氧化钠和/或氢氧化钾。优选的是三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺或二异丙基乙胺。

使碱的摩尔量是阴离子性基团的摩尔量的50～125％、优选70～100％。对于阳离子性基团的情况，使用硫酸二甲酯或琥珀酸。中和反应也可以与分散步骤同时发生，这时，分散用的水中已经包含有中和剂。

本发明所述具有发泡、稳泡效果的表面活性剂，可以是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂中的一种或两种或多种，如水溶性脂肪族酰胺、磺基琥珀酰胺、烷基磺酸盐或脂肪酸盐；优选的，表面活性剂选自亲脂性基团具有12～24个碳原子的烷基磺酸盐或磷酸盐、亲脂性基团具有12～24个碳原子的烷基苯磺酸盐、亲脂性基团具有12～24个碳原子的脂肪酸酰胺、亲脂性基团具有12～24个碳原子的脂肪酸或脂肪酸盐、亲脂性基团具有12～24个碳原子结构与聚乙二醇和/或聚丙二醇共聚物以及其磺酸盐和磷酸盐的改性结构中的一种或两种或多种。合适的脂肪酸的例子有月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、蓖麻油酸、椰子油脂肪酸、牛脂酸以及他们的氢化物等。合适的表面活性剂可以选择市场上的商品，如Bozzetto GmbH的STA(硬脂酸铵)、SR(琥珀酸盐)，Rhodia的RS-610(磷酸盐乳化剂)、CM60，十二烷基苯磺酸钠、科莱恩的LCN407等。

本发明所述的流变改性剂为能调节涂料体系粘度的助剂，起到更易起泡，且可以较长时间稳定气泡的作用，同时提高发泡涂料的施工性能。本发明所述流变改性剂，可以是聚氨酯类流变改性剂、碱溶胀型流变改性剂、纤维素类流变改性剂或者其它类型能够调节体系粘度的物质。碱溶涨型流变改性剂可以选择单纯的碱溶涨型流变改性剂或者疏水改性碱溶涨型流变改性剂，纤维素醚类增稠剂可以选择不同分子量大小或者疏水改性的产品。优选聚氨酯类流变改性剂，提高体系的中剪切粘度和低剪切粘度。合适的流变改性剂可以选择市场上的产品，纤维素类增稠剂如压跨龙的羟乙基纤维素250HBR，DOW化学的HEC类纤维素增稠剂等。碱溶涨性增稠剂如DOW化学的TT935、ASE60，万华化学的A401、A801等；聚氨酯流变改性剂可以选择如万华化学的U300、U604、U605，DOW化学的RM-2020、RM-8W、SCT-275、ASE60等。

本发明所述的涂料体系还可以包含0～5wt％的固化剂，基于涂料体系总重计。所述固化剂可以是磺酸盐改性的离子型水可分散异氰酸酯固化剂，或者聚乙二醇改性的非离子型水可分散异氰酸酯固化剂，这类固化剂可以在水中分散为纳米至微米级的颗粒，干燥过程中与聚氨酯反应，能够提高涂层的强度及回弹效果。合适的固化剂的例子有万华化学161、268，Bayer的304、305、2655等。

本发明所述的涂料体系，亦可在这一体系中可以加入其它功能成分，使发泡涂层具有净化空气、调节空气湿度等附加功能。

本发明还提供一种发泡涂料，其包含本发明所述的涂料体系。

本发明还提供一种制备所述发泡涂料的方法，包括以下步骤：采用高剪切混合发泡工艺将空气引入所述涂料体系中形成含有微米级气泡的稳定的发泡涂料，发泡倍率(发泡涂料的体积与发泡前初始涂料体系体积比)为2-6倍，优选2-4倍。发泡倍率过低形成气泡过少，遮盖能力变差，发泡倍率过高，发泡涂层不能形成有效的连续结构，导致涂层坍塌或者强度差。

本发明所述高剪切混合使用的设备为搅拌机、分散机、乳化机或其它可以实现空气在涂料体系中细化并均匀分配的本领域公知的混合搅拌设备。

本发明还提供一种具有遮盖效果的发泡涂层，其包含所述的发泡涂料。

本发明所述的发泡涂料的涂覆，可以采用有气喷涂、无气喷涂、刷涂、滚涂、批刮等方式将发泡涂料在基材上进行施工。涂覆之后进行干燥，干燥方式可以为常温空气干燥或者强制干燥，温度范围可以是0℃～150℃，优选10～100℃，更有选10～70℃。

本发明所述基材可以是裸露的或者预涂过的基材，例如，裸露的或者预涂过的水泥、陶瓷、瓷砖、涂料、玻璃、塑料、木头、金属、纺织和非纺织的织物和纸张等。

如本文所述，除非另外指明，术语“不含二氧化钛”指的是在涂料中不人为添加二氧化钛。

本发明所述的发泡涂层具有优异的柔韧性、遮盖性能，具有很好的弹性及回复性能，在涂层上施加外力时进行形变，撤去外力时基本能完全回复原有的形态，保持良好的遮盖能力。

所述多元醇的数均分子量Mn由凝胶渗透色谱法在23℃下，相对于四氢呋喃中的聚乙二醇标准物测定。

发泡涂层形成遮盖的原理为聚合物与空气的折射指数的差异造成，空气的折射指数为1，能提高聚合物折射指数的方法在一定程度上均能进一步改善发泡涂层的遮盖能力。由邻苯二甲酸引入多元醇中的苯环能进一步提升聚合物的折射指数，提升涂层的丰满效果和遮盖效果，同时邻苯二甲酸的不对称结构，使聚酯多元醇的对称性下降，聚合物软硬段具有更好的相容性，发泡后能极好的稳定泡孔结构，同时具有良好的回弹性。但苯环结构引入过多，容易使聚合物黄变，影响发泡涂层的整体外观效果，同时邻苯二甲酸过多的引入会使漆膜的低温弹性下降，影响发泡涂层恢复性能及遮盖性能，因此优选的结构比例能有效综合各方面性能需求，保证发泡涂层的遮盖效果及其持久性。

所述发泡涂层具有良好的力学性能，拉伸断裂强度在0.2-3MPa，具有较好的延伸率，断裂伸长率在400％-800％，形成的发泡涂层具有0.8-0.9的遮盖对比率；如遇到外力挤压，撤去外力是能够基本完全恢复，保持0.8以上的遮盖对比率。

本发明的主要优点是所述发泡涂层在无需添加二氧化钛或/和其它填料(所述填料指一类在涂料领域常用的折射指数在1.3-1.8的无机粉料，例如，碳酸钙、高岭土、硫酸钙、硅铝磷酸盐、硅酸盐、硅藻土等)时仍具有优异的遮盖性能，有效节省涂层中二氧化钛的使用，可有有效起到装饰及保护基材的目的。

具体实施方式

为了更好的实施本发明，下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不是对本发明的限制。

实施例采用的测试方法：

遮盖对比率测试，使用颜色光度计测试干膜的对比度。

弹性测试，在常温状态下测定漆膜的拉伸断裂强度及断裂伸长率。

漆膜回弹性测试：用手指按压漆膜至漆膜凹陷，撤去外力观察漆膜回复情况。

实施例1

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入200g聚邻苯二甲酸己二酸丁二醇酯二元醇(Mn＝2000；邻苯二甲酸与己二酸mol比＝2.5:1)，8g BDO，2.5g Ymer^TM N120(非离子亲水性单体)，在80℃条件下搅拌30min，加入26.2gHMDI和30gHDI，40g丙酮继续反应，当NCO含量达到理论值2.3wt％时。将预聚物冷却到40℃，溶解在350g丙酮中，混合10分钟后加入2g乙二胺，8.5gA95(氨基磺酸钠盐50wt％水溶液，离子型亲水性单体)，继续搅拌30min后，在剪切分散机下加入280g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的1#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径250nm，固含量50wt％。

实施例2

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入250g聚邻苯二甲酸己二酸丁二醇酯二元醇(Mn＝2500；邻苯二甲酸与己二酸mol比＝3:1)，11g新戊二醇，搅拌均匀后，加入80gHMDI，30g丙酮，80℃反应。当NCO含量达到理论值2.25wt％时，将预聚物冷却到50℃，溶解在500g丙酮中，混合均匀后，加入3g乙二胺，8.2A95，45℃反应25min，在剪切分散机下加入300g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的2#水性聚氨酯分散体；该乳液粒径250nm，固含量50wt％。

实施例3

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入90g聚碳酸酯二醇(NPU的980R，Mn＝2000)，80g聚四氢呋喃醚二醇(PTMEG2000)，50g PTMEG1000，5g NPG，3g MPEG1200(单甲基封端聚乙二醇，Mn＝1200，非离子亲水性单体)，在80℃条件下搅拌30min，加入30gHMDI和30gHDI，28g丙酮继续反应。当NCO含量达到理论值2.89wt％时，降低预聚物温度到55℃，溶解在550g丙酮中，混合均匀后加入3.5g乙二胺和7gA95，50℃反应30min后，在剪切分散机下加入250g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的3#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径260nm，固含量50wt％。

实施例4

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入200g CMA-654(己二酸、1,6-己二醇、新戊二醇聚合二元醇，Mn＝1500)，12.1gNPG，52gHMDI和34gHDI，30g丙酮80℃反应。当NCO含量达到理论值3.87wt％时，将预聚物冷却到55℃，溶解在470g丙酮中，混合均匀后后加入5.6g乙二胺和8gA95，50℃反应30min后，在剪切分散机下加入260g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的4#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径270nm，固含量50wt％。

实施例5

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入200g PPG2000(聚丙二醇，Mn＝2000)，5.7g NPG，6g DMPA，搅拌均匀后，加入74gHMDI，40g丙酮反应。当NCO含量达到理论值2.20wt％时，预聚物冷却到40℃，加入280g丙酮稀释预聚体，加入4.5g三乙胺中和，中和完成后，加入3.2g乙二胺的水溶液，35℃反应10min后，在剪切分散机下加入420g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色泛蓝光的5#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径110nm，固含量40wt％。

实施例6

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入200g PPG2000(聚丙二醇，Mn＝2000)，11g NPG，80gHMDI，30g丙酮80℃反应。当NCO含量达到理论值2.60wt％时，将预聚物冷却到55℃，溶解在430g丙酮中，混合均匀后，加入3g乙二胺，7.6gA95，45℃反应30min后，在剪切分散机下加入260g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的6#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径300nm，固含量50wt％。

实施例7

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入200g聚己内酯二元醇(Mn＝2000)，7gBDO，30gHMDI和30gHDI，30g丙酮于80℃反应。当NCO含量达到理论值3.26wt％时，将预聚物冷却到55℃，加入390g丙酮稀释预聚体，混合均匀后后加入4g乙二胺和7gA95，45℃反应30min后，在剪切分散机下加入240g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的7#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径240nm，固含量50wt％。

实施例8

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入250g聚己内酯二元醇(Mn＝2500)，2g NPG，50gHMDI，30g丙酮80℃反应。当NCO含量达到理论值1.81wt％时，将预聚物冷却到55℃，溶解在470g丙酮中，混合均匀后后加入1.6g乙二胺和10gA95的混合水溶液，45℃反应30min后，在剪切分散机下加入840g去离子水进行分散；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的8#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径200nm，固含量35wt％。

实施例9

在干燥N2的保护下，向装有回流冷凝管、温度计和机械搅拌的四口烧瓶中加入230g CMA-654，10g NPG，18g DMPA，140gHMDI，40g丙酮，80℃反应。当NCO含量达到理论值2.89wt％时，将预聚物冷却到55℃，溶解在160g丙酮中，稀释完全后，13.56g三乙胺中和，在剪切分散机下加入1160g去离子水进行分散，分散完成后，加入8.5g EDA的稀释水溶液进行后扩链；将以上乳液在50℃下减压旋蒸1小时除去丙酮，可得到乳白色的9#水性聚氨酯分散体乳液；该乳液粒径120nm，固含量35wt％。

对比例

丙烯酸乳液

1.在反应釜中加入0.96g SDS(十二烷基磺酸钠)，1018g去离子水，开动搅拌助其溶解，然后加热釜内液体，使其稳定在85±1℃。

2.在预乳化釜中加入10.56g SDS，350g去离子水，待乳化剂完全溶解后。依次加入511g St(苯乙烯)、28.8g MMA(甲基丙烯酸甲酯)、864g BA(丙烯酸丁酯)、36g AA(丙烯酸)，开动搅拌，保证乳化状态良好。

3.从预乳化釜中取出90.72g预乳化液，加入反应釜中，然后一次性加入引发剂A液(由1.73g APS(过硫酸铵)溶于12g去离子水中制备)，制备种子乳液，并保持温度在85～90℃之间。

4.大约30min后，开启滴加泵，向反应釜内同步加入预乳化液与引发剂B液(由2.59g APS溶于84g去离子水中制备)，保持反应过程中温度维持在85±1℃。

5.总滴加时间4h，滴加结束后，保温30min，然后降温至70℃，加入溶解于6g去离子水中的1.44g T-BHP(叔丁基过氧化氢)，保温5min后加入溶解于6g去离子水中的1.44g IAA(异抗坏血酸)。保温45min，后降温至室温，加入21.6g氨水进行中和，过滤获得10#丙烯酸乳液，固含48wt％，粒径165nm。

发泡涂料制备

按照表1配方分别取各个原料，加入到直径15cm的不锈钢容器中，分散盘的直径为5cm，转速2500r/min，与空气混合20min，获得均匀的发泡涂料，体积由原来的1L增长为3L。

表1发泡涂料配方

利用湿膜制备漆在黑白板上制备500微米的湿膜，50℃条件下干燥24h获得漆膜(涂层)，1～10#发泡涂料分别对应1～10#漆膜。性能结果见表2。

表2漆膜性能

采用1～9#水性聚氨酯分散体制备的发泡涂层，在不需添加颜、填料时即能形成良好的遮盖能力，遮盖对比率均在0.8以上；力学性能优异，具有很好的拉伸断裂强度和断裂伸长率，保证了发泡涂层优异的手感和恢复能力，在撤去外力作用时，漆膜能够基本完全恢复，仍保持0.8以上的遮盖对比率，表现出优异的应用性能。

Claims (10)

1.一种建筑涂料体系，其包括：基于涂料体系总重，

(a)60～99wt％，优选75～98wt％的水性聚氨酯分散体；

(b)0～30wt％，优选0～20wt％的水；

(c)0.1～10wt％，优选0.5～6wt％表面活性剂；

(d)0.1～10wt％，优选0.5～5wt％流变改性剂。

2.根据权利要求1所述的涂料体系，其特征在于，所述水性聚氨酯分散体中的聚氨酯为包含以下组分制备得到的产物：

(a1)10～35wt％，优选15～34wt％的多异氰酸酯单体；

(a2)50～85wt％，优选55～80wt％的多元醇，所述多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇中的一种或两种或多种，其数均分子量为1000～3000，优选1500～2500，官能度为2～3；优选，所述多元醇选自聚醚二元醇、聚酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一种或两种或多种；

(a3)0.1～10wt％，优选0.2～6wt％的扩链剂；

(a4)0.5～10wt％，优选1～5wt％的亲水性单体；

各组分含量均基于所述(a)水性聚氨酯分散体的聚氨酯的重量计算。

3.根据权利要求2所述的涂料体系，其特征在于，所述聚酯二元醇基于己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、四氢化邻苯二甲酸和六氢化邻苯二甲酸中的一种或两种或多种与乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、三丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一种或两种或多种制备；优选的，所述聚酯二元醇基于己二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的一种或两种或多种与乙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一种或两种或多种制备；更优选的，所述聚酯二元醇基于己二酸、邻苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的一种或两种或多种与1,4-丁二醇和/或1,6-己二醇制备。

4.根据权利要求3所述的涂料体系，其特征在于，所述聚酯二元醇基于邻苯二甲酸和/或邻苯二甲酸酐的摩尔量与己二酸的摩尔量比为4:1～1:1与1,4-丁二醇制备；优选的，所述聚酯二元醇基于邻苯二甲酸和/或邻苯二甲酸酐的摩尔量与己二酸的摩尔量比为3:1～2:1与1,4-丁二醇制备。

5.根据权利要求1所述的涂料体系，其特征在于，所述表面活性剂选自阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂中的一种或两种或多种。

6.根据权利要求1所述的涂料体系，其特征在于，所述流变改性剂选自聚氨酯类流变改性剂、碱溶胀型流变改性剂和纤维素类流变改性剂中的一种或两种或多种。

7.根据权利要求1所述的涂料体系，其特征在于，所述涂料体系包括0～5wt％的离子或者非离子改性能够在水中进行分散的异氰酸酯类固化剂，基于涂料体系总重。

8.一种发泡涂料，其包括如权利要求1-8任一项所述的涂料体系。

9.一种制备权利要求9所述的发泡涂料的方法，包括以下步骤：采用高剪切混合发泡工艺将空气引入所述涂料体系中形成发泡涂料，发泡涂料的体积为初始涂料体系体积的2～6倍，优选2～4倍。

10.一种具有遮盖效果的发泡涂层，其包含如权利要求8所述的发泡涂料或权利要求9所述的方法制得的发泡涂料。