CN106752511A - 水性被覆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的提供一种水性被覆材料，在用其所形成的涂膜中发挥优异的吸放湿性。本发明的水性被覆材料的特征在于，包含合成树脂乳液、吸放湿性粉体以及在水中的溶解度为10g/100g以下、沸点为200℃以上的疏水性物质。

Description

水性被覆材料
技术领域
本发明涉及具有优异的吸放湿性的水性被覆材料。
背景技术
近年来，对于舒适居住空间的关注提高。
例如，在墙壁、天花板等内装面的表面加工方面，对于具有防止结露、防止发霉，或者通过湿度调节而抑制不适感等功能的、具有吸放湿性的精加工材料的期待有所提高。
作为具有吸放湿性的精加工材料，例如在专利文献1中，记载了添加有吸放湿性材料粉粒的涂料。具体而言，记载了包含丙烯酸类树脂乳液、水、吸放湿性材料粉粒的涂料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-155786号公报(权利要求1、说明书第0030段)
发明内容
技术问题
但是，如上述专利文献1中所记载的吸放湿性材料粉粒，其具有容易吸收水分的性质。因此，吸放湿性材料粉粒与丙烯酸类树脂乳液等水性合成树脂乳液混合时，丙烯酸类树脂乳液容易进入吸放湿性材料粉粒内，如果在这种状态下直接形成涂膜，则有时无法发挥吸放湿性材料粉粒原本的性能。
技术方案
为了解决这样的技术问题，本发明的发明人进行了深入研究，结果发现，包含合成树脂乳液、吸放湿性粉体和特定的疏水性物质的水性被覆材料在涂膜形成后也可利用吸放湿性粉体原本的性能，能够发挥优异的吸放湿性，从而完成了本发明。
本发明提供的具有吸放湿性的水性被覆材料，其包含合成树脂乳液、吸放湿性粉体，以及在水中的溶解度为10g/100g以下、沸点为200℃以上的疏水性物质。
发明效果
本发明的水性被覆材料在用其所形成的涂膜中发挥优异的吸放湿性。
具体实施方式
以下，对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明提供包含合成树脂乳液、吸放湿性粉体，以及在水中的溶解度为10g/100g以下、沸点为200℃以上的疏水性物质(以下简称为“疏水性物质”)的水性被覆材料。
本发明中使用的合成树脂乳液作为粘结材料起作用，例如可以举出丙烯酸类树脂乳液、氨基甲酸酯树脂乳液、乙酸乙烯酯树脂乳液、乙烯树脂乳液、硅树脂乳液、环氧树脂乳液、氟树脂乳液、丙烯酸-乙酸乙烯酯树脂乳液、丙烯酸-氨基甲酸酯树脂乳液、丙烯酸-硅树脂乳液、丙烯酸-氟树脂乳液等，可以使用这些乳液的1种或2种以上。
其中，作为合成树脂乳液，优选以(甲基)丙烯酸烷基酯和/或含芳香族基的单体作为主要成分的单体组的乳液聚合物。作为(甲基)丙烯酸烷基酯、含芳香族基的单体，可以使用公知的物质。需要说明的是，在本发明中，将丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯合并表示为(甲基)丙烯酸烷基酯。
此外，在本发明中，优选在构成合成树脂乳液的单体组中包含疏水性单体。作为疏水性单体，例如可以举出长链(甲基)丙烯酸烷基酯、含芳香族基的单体等。
作为长链(甲基)丙烯酸烷基酯，可以使用含具有碳原子数为6以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，例如可以举出(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯等。
作为含芳香族基的单体，例如可以举出苯乙烯、2-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、乙烯基萘、氯苯乙烯等苯乙烯系单体，或者，(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等含芳香族基的(甲基)丙烯酸酯等。这些物质可以使用1种或组合使用2种以上。
在本发明中，特别优选地，上述疏水性单体包含具有碳原子数为6以上(优选为8以上)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
单体组中的上述疏水性单体的含量以重量比例计优选为10重量％以上、更优选为30重量％以上、进一步优选为40重量％以上。上限没有特别限定，优选为99.5重量％以下。这样的情况下，与后述的疏水性物质的相容性提高，能够提高本发明的效果。
合成树脂乳液的玻璃化转变温度没有特别限定，优选为-40℃以上且80℃以下、进一步优选为-30℃以上且50℃以下。需要说明的是，玻璃化转变温度为利用Fox的计算式求出的值。
合成树脂乳液的平均粒径没有特别限定，优选为10nm以上且500nm以下、更优选为50nm以上且400nm以下、进一步优选为100nm以上且300nm以下。需要说明的是，合成树脂乳液的平均粒径为利用动态光散射法测定的值。具体而言，可以使用动态光散射测定装置(“LB-550”、株式会社堀场制作所制)等进行测定(测定温度为25℃)。
这样的合成树脂乳液在提高吸放湿性的方面是优选的。
合成树脂乳液利用公知的乳液聚合法制造即可。例如，作为乳液聚合法，可以利用分批聚合、单体滴加聚合、乳化单体滴加聚合等方法。
另外，在制造合成树脂乳液时，可以根据目的添加必要量的阴离子型乳化剂、非离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、两性乳化剂等乳化剂，还有，偶氮系引发剂、过氧化物系引发剂、过硫酸盐引发剂、氧化还原引发剂、光聚合引发剂、反应性引发剂等引发剂，以及，溶剂、分散剂、乳化稳定化剂、阻聚剂、聚合抑制剂、缓冲剂、交联剂、pH调节剂、链转移剂、催化剂等。
另外，作为合成树脂乳液，使用其固体成分优选为10重量％以上且65重量％以下、更优选为30重量％以上且60重量％以下的合成树脂乳液即可，作为其介质使用基本上包含水的物质即可。
本发明中使用的吸放湿性粉体用于赋予吸放湿性。这样的吸放湿性粉体没有特别限定，只要具有如下性能即可，即在温度20℃、相对湿度90％下的吸湿率优选为5％以上、更优选为10％以上。需要说明的是，上述吸湿率是根据将试样在温度20℃、相对湿度45％的恒温恒湿器中干燥24小时后，在温度20℃、相对湿度90％的恒温恒湿器中吸湿24小时时的重量变化求出的值。即，
吸湿率(％)＝〔(吸湿后的重量-干燥后的重量)/干燥后的重量〕×100
作为这样的吸放湿性粉体，例如可以举出勃姆石、硅胶、沸石、硫酸钠、氧化铝、水铝英石、硅藻土、硅质页岩、海泡石、凹凸棒石、蒙脱石、硬硅钙石、伊毛缟石、大谷石粉、活性白土、木炭、竹炭、活性炭、木粉、贝壳粉、多孔合成树脂粒等，在本发明中，可以特别优选使用选自勃姆石、硅胶、沸石、硅藻土、硅质页岩中的1种以上的物质。
另外，在本发明中，为了提高吸放湿性粉体的吸放湿性，可以对吸放湿性粉体进行亲水化处理，或者赋予亲水性官能团等的相关处理。
吸放湿性粉体的平均粒径没有特别限定，优选为0.001mm以上且1mm以下、更优选为0.005mm以上且0.5mm以下、进一步优选为0.01mm以上且0.2mm以下。需要说明的是，吸放湿性粉体的平均粒径为利用离心沉降式粒度分布测定装置测定的50％通过粒径的值。
相对于合成树脂乳液的固体成分100重量份，吸放湿性粉体的混合比例优选为5重量份以上且500重量份以下、更优选为8重量份以上且400重量份以下、进一步优选为10重量份以上且300重量份以下。在达到这样的范围的情况下，能够发挥优异的吸放湿性，在耐水性、耐清洗性、强度等方面也是优选的。
本发明中使用的疏水性物质(p)(以下简称为“(p)”)使用在水(水温20℃)中的溶解度为10g/100g以下(优选为5g/100g以下、更优选为1g/100g以下、进一步优选为0.1g/100g以下、最优选为0.08g/100g以下)、沸点为200℃以上(优选为240℃以上、更优选为260℃以上)的疏水性物质。
作为这样的疏水性物质(p)，例如可以举出乙二醇单己醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇单己醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇二丁醚、丙二醇苯醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇叔丁醚、三丙二醇单丁醚、辛二醇、2-乙基己二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯、苯甲醇等，可以使用这些物质中的1种或2种以上。在本发明中，作为疏水性物质(p)，特别优选包含2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯。
本发明的作用机制尚不明确，但考虑到疏水性物质(p)在合成树脂乳液中时比在水中更多地存在于树脂粒子附近，认为在水性被覆材料的储存时乃至成膜时，疏水性物质(p)都能抑制树脂粒子进入吸放湿性粉体内。由此，认为能够充分发挥吸放湿性粉体原本的吸放湿性。
疏水性物质(p)在水中的溶解度过大的情况下，难以充分发挥吸放湿性。另外，在疏水性物质(p)的沸点过低的情况下，其在涂布后在合成树脂乳液固化之前会挥发掉，有时无法得到上述效果。
相对于合成树脂乳液的固体成分100重量份，疏水性物质(p)的混合比例优选为0.1重量份以上且40重量份以下、更优选为1重量份以上且30重量份以下。在达到这样的范围的情况下，能够发挥优异的吸放湿性。
另一方面，本发明的水性被覆材料中，只要不显著妨碍本发明的效果，也可以含有在水(水温20℃)中的溶解度超过10g/100g的亲水性物质(q)(以下简称为“(q)”)。但是，其重量比优选满足(q)/(p)≤0.3(更优选≤0.1、进一步优选≤0.05)[(p)＝上述疏水性物质、(q)＝上述亲水性物质]的范围。进一步优选不含(q)的方式。这样的情况下，能够充分发挥本发明的效果。
作为这样的亲水性物质(q)，例如可以举出乙二醇单苯醚、二乙二醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚乙酸酯、三乙二醇、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、四乙二醇、二丙二醇、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单甲醚、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、N-甲基吡咯烷酮等。
另外，本发明的水性被覆材料中，除了上述成分之外，可以根据需要混合例如着色颜料、骨料、增塑剂、成膜助剂、防冻剂、防腐剂、防霉剂、抗菌剂、消泡剂、颜料分散剂、增稠剂、流平剂、湿润剂、pH调节剂、纤维类、消光剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、吸附剂、催化剂、交联剂等，可以将这样的成分适当组合使用。
另外，在本发明的水性被覆材料中，也可以在不损害本发明效果的程度内添加水、溶剂等。
在本发明中，特别优选包含高岭土、粘土、陶土、瓷土、滑石、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、重晶石粉、大理石、花岗石、蛇纹岩、花岗岩、萤石、寒水石、长石、硅石、硅砂、砾石等，或这些的粉碎物、陶磁器粉碎物、陶瓷粉碎物、玻璃珠、玻璃粉碎物、树脂珠、树脂粉碎物、金属粒等骨料。通过包含这样的骨料，能够进一步提高吸放湿性。另外，上述骨料也可以优选使用通过表面涂覆，或着色料浸渗等方法实施了着色的骨料。由此，还能够提高美观性。
另外，骨料的粒径优选为0.1μm以上且1000μm以下(更优选为0.5μm以上且800μm以下、进一步优选为1μm以上且500μm以下)。需要说明的是，骨料的粒径按照距各形状的重心的最大距离×2来算出即可。
骨料的混合比例没有特别限定，只要相对于合成树脂乳液的固体成分100重量份，优选为混合100重量份以上且3000重量份以下、更优选为混合500重量份以上且2500重量份以下。在达到这样的范围的情况下，能够发挥美观性以及优异的吸放湿性。
本发明水性被覆材料的吸放湿性可以通过基于JIS A6909：2014“建筑用精加工涂材”7.29的吸放湿量来测定，优选为20g/m2以上、更优选为50g/m2以上、进一步优选为70g/m2以上。
本发明的水性被覆材料主要可以用作墙壁、天花板等内装面的表面加工材料。
作为构成墙壁、天花板等的基材，没有特别限定，例如可以举出混凝土、灰浆、石板、硅酸钙板、ALC板、挤出成形板、石膏板、砖、瓷砖、外壁板、金属板、胶合板等。另外，这些基材可以是实施了相关表面处理(例如，密封剂、面漆、填料、油灰等)的材料，也可以具备既有涂膜等的材料。
水性被覆材料的涂覆量取决于所形成的图案的种类等，优选为0.1kg/m2以上且4kg/m2以下、更优选为0.2kg/m2以上且3kg/m2以下左右。在这样的涂覆量的范围内，也可以分多次分别进行涂布。作为涂布器具，没有特别限定，例如可以使用喷雾器、辊、抹子(trowel)、毛刷等。涂覆时也可以混合水等稀释剂而适当调节粘性。稀释比例优选为0重量％以上且10重量％以下。涂布及之后的干燥优选在0℃以上且40℃以下(常温)进行即可。
实施例
以下示出实施例，进一步明确本发明的特征。
(实施例1)
使用表1、2所示的原料，按照表3所示的配方将各原料混合搅拌，并制备出水性被覆材料。对于所得到的水性被覆材料，进行如下试验。
<吸放湿性试验1>
在实施了密封剂处理的石板(基材)上，使用抹子以1.5kg/m2的涂覆量涂布制作后在23℃下储存了1天的水性被覆材料，并制作出试验体。需要说明的是，水性被覆材料的制备、试验体的制作是在温度23℃、相对湿度50％的环境下进行的。
将试验体的侧面和背面用铝胶带密封后，按照JIS A6909：2014“建筑用精加工涂材”7.29中记载的过程测定了吸放湿量(g/m2)。测定的评价如下。结果示于表3中。
A：吸放湿量(g/m2)为80g/m2以上
A’：吸放湿量(g/m2)为70g/m2以上且小于80g/m2
B：吸放湿量(g/m2)为60g/m2以上且小于70g/m2
B’：吸放湿量(g/m2)为50g/m2以上且小于60g/m2
C：吸放湿量(g/m2)为20g/m2以上且小于50g/m2
D：吸放湿量(g/m2)小于20g/m2
<吸放湿性试验2>
除了使用的是制作后在50℃下储存了14天的水性被覆材料以外，其他与吸放湿性试验1同样进行评价。
表1
MMA：甲基丙烯酸甲酯 n-BA：丙烯酸正丁酯
2EHA：丙烯酸2-乙基己酯 MAA：甲基丙烯酸
表2
(实施例2～14、比较例1～3)
除了表2所示的配方以外，其他按照与实施例1相同的方法制造水性被覆材料，进行与实施例1相同的试验。结果示于表3、4中。
表3(数值均表示重量份)
表4(数值均表示重量份)

Claims (1)

1.一种水性被覆材料，具有吸放湿性，其特征在于，
包含合成树脂乳液、吸放湿性粉体，以及在水中的溶解度为10g/100g以下、沸点为200℃以上的疏水性物质。
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