CN106752529A - 一种水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性涂料及其制备方法。本发明提供了一种水性涂料，包括以下组分及其重量百分比：丙烯酸树脂30‑40％、聚氟乙烯树脂10‑15％、氨基树脂5‑10％、过硫酸铵1‑3％、滑石粉5‑10％、聚醚改性有机硅氧烷0.1‑0.3％、聚丙烯酸钠1‑3％、羟乙基纤维素1‑3％、防腐抗菌剂1‑3％、防火剂1‑2％和水10.7‑44.9％。本发明提供的水性涂料不仅干燥时间短、硬度及附着力强，还具有防霉和阻燃的作用。同时，本发明提供的水性涂料环保、安全，且具有较好的延伸性能和耐热性能。

Description

一种水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性涂料及其制备方法。

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相比，水性涂料节约了大量的有机材料资源，大大减少了涂料中有机溶剂挥发对大气的污染和施工过程中的火灾危险，水是地球上极其丰富的资源，其取用方便，成本低廉，作为涂料中的溶剂使用，不会对水资源产生破坏或较少。因此水性涂料既减少了挥发性有机溶剂的排放，又可节省资源、能源，同时方便运输和贮藏。随着人们环保意识的增强，水性涂料的使用量逐年增多，将逐渐成为现代涂料工业发展的主流方向。

目前市场上使用的水性涂料，大多存在成膜时干燥时间长，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，导致墙面漏水等问题，同时水溶性涂料易遭受生物破坏，由于细菌的产生依赖于有水的环境，因此，现有的水溶性涂料大多易于出现霉变，给使用者带来诸多不便。

中国专利CN103436118B公开了一种真空电镀水性涂料，由下列重量百分含量的原料制成的：环氧树脂10％～30％、丙烯酸树脂30％～45％、氨基树脂15％～18％、助剂1％～3％、纳米胶体2％～5％、耐水解偶联剂1％～3％和余量为去离子水。该发明公开的真空电镀水性涂料具有成本低、绿色环保、安全无毒和涂层均匀的特点，但该涂料易遭受生物破坏出现霉变。

中国专利CN104017445B公开了一种了水性涂料，由以下重量份的组分组成：水20-30份、丙烯酸乳液20-25份、润湿剂0.3-0.5份、消泡剂0.1-0.3份、钛白粉15-20份、滑石粉10-15份、防火剂0.3-0.5份和抗菌剂0.2-0.4份。该发明公开的涂料防霉效果好、成膜干燥时间短、坚硬度好，同时还具有很好的延伸性能及耐热性能。但是其附着力、硬度及抑菌率有待提高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水性涂料及其制备方法。本发明提供的水性涂料不仅干燥时间短、硬度好，还具有防霉和阻燃的作用。同时，本发明提供的水性涂料环保、安全，且具有较好的延伸性能和耐热性能。

本发明提供了一种水性涂料，包括以下组分及其重量百分比：

丙烯酸树脂30-40％、聚氟乙烯树脂10-15％、氨基树脂5-10％、过硫酸铵1-3％、滑石粉5-10％、聚醚改性有机硅氧烷0.1-0.3％、聚丙烯酸钠1-3％、羟乙基纤维素1-3％、防腐抗菌剂1-3％、防火剂1-2％和水10.7-44.9％。丙烯酸树脂CAS NO：9003-01-4，聚氟乙烯树脂CAS NO：24981-14-4，氨基树脂CAS NO：9003-08-1，聚醚改性有机硅氧烷购于广州市馨雅化工有限公司，聚丙烯酸钠CAS NO：9003-04-7，羟乙基纤维素CAS NO：9004-62-0。

本发明配伍合理科学，各组分相互作用，协同起防霉、阻燃的作用，同时各组分相互作用能有效缩短干燥时间，提高附着力及其硬度。

进一步地，所述的水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂35％、聚氟乙烯树脂12.5％、氨基树脂7.5％、过硫酸铵2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有机硅氧烷0.2％、聚丙烯酸钠2％、羟乙基纤维素2％、防腐抗菌剂2％、防火剂1.5％和水27.8％。

进一步地，所述防腐抗菌剂由没食子酸、绿原酸、甘草酸二钾和明矾按重量比2:1:1:1组成。没食子酸CAS NO：149-91-7。

进一步地，所述防火剂由硅酸钠、蛭石和硅藻土按重量比2:2:1组成。蛭石CAS NO：1318-00-9，硅藻土CAS NO：91053-39-3。

同时本发明也提供了一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将2/3的水加热至40-50℃，边搅拌边加入丙烯酸树脂、聚氟乙烯树脂、氨基树脂、过硫酸铵和滑石粉，搅拌均匀，得溶液A；

S2.将剩余水加入到另一容器中，边搅拌边加入聚醚改性有机硅氧烷和聚丙烯酸钠，搅拌均匀，得溶液B；

S3.将步骤S1所得溶液A与步骤S2所得溶液B混合混匀，搅拌加入防腐抗菌剂和防火剂，搅拌均匀，最后加入羟乙基纤维素，搅拌均匀，即得。

本发明采用水性树脂为主要原料，在过硫酸铵、滑石粉和聚醚改性有机硅氧烷的作用下制备的水性涂料，具有较好亲水性，不易燃易爆，同时通过防火剂的加入，协同作用增强其防火性能。本发明提供的水性涂料减少了挥发性有机化合物含量，减少了环境的污染以及对人体的伤害。

与现有技术相比，本发明提供的水性涂料不仅干燥时间短、硬度及附着力强，还具有防霉和阻燃的作用。同时，本发明提供的水性涂料环保、安全，且具有较好的延伸性能和耐热性能。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用于例证的目的，绝不限制本发明的保护范围。

实施例1一种水性涂料

所述水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂30％、聚氟乙烯树脂10％、氨基树脂5％、过硫酸铵1％、滑石粉5％、聚醚改性有机硅氧烷0.1％、聚丙烯酸钠1％、羟乙基纤维素1％、没食子酸0.4％、绿原酸0.2％、甘草酸二钾0.2％、明矾0.2％、硅酸钠0.4％、蛭石0.4％、硅藻土0.2％和水44.9％。

制备方法：

S1.将2/3的水加热至45℃，边搅拌边加入丙烯酸树脂、聚氟乙烯树脂、氨基树脂、过硫酸铵和滑石粉，搅拌均匀，得溶液A；

S2.将剩余水加入到另一容器中，边搅拌边加入聚醚改性有机硅氧烷和聚丙烯酸钠，搅拌均匀，得溶液B；

S3.将步骤S1所得溶液A与步骤S2所得溶液B混合混匀，搅拌加入没食子酸、绿原酸、甘草酸二钾、明矾、硅酸钠、蛭石和硅藻土，搅拌均匀，最后加入羟乙基纤维素，搅拌均匀，即得。

实施例2一种水性涂料

所述水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂35％、聚氟乙烯树脂12.5％、氨基树脂7.5％、过硫酸铵2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有机硅氧烷0.2％、聚丙烯酸钠2％、羟乙基纤维素2％、没食子酸0.8％、绿原酸0.4％、甘草酸二钾0.4％、明矾0.4％、硅酸钠0.6％、蛭石0.6％、硅藻土0.3％和水27.8％。

制备方法与实施例1类似。

实施例3一种水性涂料

所述水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂40％、聚氟乙烯树脂15％、氨基树脂10％、过硫酸铵3％、滑石粉10％、聚醚改性有机硅氧烷0.3％、聚丙烯酸钠3％、羟乙基纤维素3％、没食子酸1.2％、绿原酸0.6％、甘草酸二钾0.6％、明矾0.6％、硅酸钠0.8％、蛭石0.8％、硅藻土0.4％和水10.7％。

制备方法与实施例1类似。

对比例1一种水性涂料

所述水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂35％、聚氟乙烯树脂12.5％、氨基树脂7.5％、过硫酸铵2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有机硅氧烷0.2％、聚丙烯酸钠2％、羟乙基纤维素2％、没食子酸0.5％、绿原酸0.5％、甘草酸二钾0.5％、明矾0.5％、硅酸钠0.6％、蛭石0.6％、硅藻土0.3％和水27.8％。

制备方法与实施例1类似。

与实施例2的区别在于，将没食子酸、绿原酸、甘草酸二钾和明矾的重量比2:1:1:1替换为1:1:1:1。

对比例2一种水性涂料

所述水性涂料由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂35％、聚氟乙烯树脂12.5％、氨基树脂7.5％、过硫酸铵2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有机硅氧烷0.2％、聚丙烯酸钠2％、羟乙基纤维素2％、没食子酸0.8％、绿原酸0.4％、甘草酸二钾0.4％、明矾0.4％、硅酸钠0.5％、蛭石0.5％、硅藻土0.5％和水27.8％。

制备方法与实施例1类似。

与实施例2的区别在于，将硅酸钠、蛭石和硅藻土的重量比2:2:1替换为1:1:1。

试验例一、性能测试

1.试验材料：实施例1-3剂对比例1-2制备的水性涂料。

2.试验内容：

根据GB/T18582-2008测试上述涂料的挥发性有机化合物(VOC)含量，根据GB/T1720、GB/T1728、GB/T16777测试了上述涂料的附着力、干燥时间及粘结强度，根据B1224-2005采用小室燃烧法对上述涂料进行阻燃性能测试。

3.试验结果：性能测试结果见表1。

表1性能测试

由表1知，本发明制备的水性涂料具有较好的阻燃性。而对比例2制备的水性涂料的耐燃时间明显低于实施例1-3制备的水性涂料，说明防火剂与其他组分相互协同起阻燃的效果，且当硅酸钠、蛭石和硅藻土的重量比为2:2:1是效果最佳。同时，本发明提供的水性涂料安全环保、干燥时间短、附着力强、耐冲击性好。

试验例二、杀菌测试

1.试验材料：实施例1-3及对比例1-2制备的水性涂料。

2.试验对象：大肠杆菌菌落、黑曲霉菌菌落。

3.试验内容：

将大肠杆菌、黑曲霉菌均匀涂布于涂有上述涂料的载玻片上，经0h、5h、15h、30h、60h、120h后用棉棒轻沾菌液后置于生理盐水中，振荡，取0.5ml于培养皿中，加入培养基，于培养箱中培养48小时，取出数菌落数，根据公式计算杀菌率。

杀菌率＝(初始菌落数-杀菌后菌落数)/初始菌落数×100％

4.试验结果：杀菌测试结果见表2。

表2杀菌测试结果

由表2知，本发明制备的水性涂料的防腐抗菌效果较好。而对比例1制备的水性涂料的杀菌效果比实施例1-3制备的水性涂料的效果差，说明防腐抗菌剂与其他组分相互作用，协同起抗菌防霉的效果，且没食子酸、绿原酸、甘草酸二钾和明矾的重量比为2:1:1:1时杀菌效果最佳。

Claims (5)

1.一种水性涂料，其特征在于，包括以下组分及其重量百分比：

丙烯酸树脂30-40％、聚氟乙烯树脂10-15％、氨基树脂5-10％、过硫酸铵1-3％、滑石粉5-10％、聚醚改性有机硅氧烷0.1-0.3％、聚丙烯酸钠1-3％、羟乙基纤维素1-3％、防腐抗菌剂1-3％、防火剂1-2％和水10.7-44.9％。

2.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，由以下组分及其重量百分比组成：

丙烯酸树脂35％、聚氟乙烯树脂12.5％、氨基树脂7.5％、过硫酸铵2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有机硅氧烷0.2％、聚丙烯酸钠2％、羟乙基纤维素2％、防腐抗菌剂2％、防火剂1.5％和水27.8％。

3.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述防腐抗菌剂由没食子酸、绿原酸、甘草酸二钾和明矾按重量比2:1:1:1组成。

4.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述防火剂由硅酸钠、蛭石和硅藻土按重量比2:2:1组成。

5.如权利要求1-4任一所述的水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将2/3的水加热至40-50℃，边搅拌边加入丙烯酸树脂、聚氟乙烯树脂、氨基树脂、过硫酸铵和滑石粉，搅拌均匀，得溶液A；

S2.将剩余水加入到另一容器中，边搅拌边加入聚醚改性有机硅氧烷和聚丙烯酸钠，搅拌均匀，得溶液B；

S3.将步骤S1所得溶液A与步骤S2所得溶液B混合混匀，搅拌加入防腐抗菌剂和防火剂，搅拌均匀，最后加入羟乙基纤维素，搅拌均匀，即得。