CN108690410A - 具有优异冻融稳定性和低voc含量的水性涂料组合物 - Google Patents
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- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Abstract
本发明涉及一种具有优异冻融稳定性和低VOC含量的水性涂料组合物，其包含：相对于所述涂料组合物的总重，20至40重量％的水；10至40重量％的苯乙烯‑丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；和40至60重量％的一种或多种填料；和0至10重量％一种或多种附加添加剂，其中所述聚合物颗粒具有15℃或更低的Tg，并且具有大于200nm的数均粒径，并且其中所述水性涂料组合物基本上不含挥发性有机化合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性涂料组合物，具体地，涉及一种具有低挥发性有机化合物(VOC)含量、优异冻融稳定性的水性涂料组合物。
背景技术
目前，由于人们越来越关注身体健康以及环境问题，所以要求室内使用的水性涂料组合物具有较之以前更好的环境友好性能。具体地，要求水性涂料组合物具有零VOC含量。传统的水性涂料组合物具有相对差的成膜性，需要添加诸如成膜助剂等含有VOC成分的添加剂来改善其成膜性能，尤其在低温下成膜时需要添加。这种含有VOC成分的成膜添加剂的使用导致水性涂料组合物不可避免地产生危害身体健康和带来环境污染的VOC排放。
为了减少VOC排放，业已发现，在水性涂料组合物中，掺入具有低Tg的成膜树脂可以使得该水性涂料组合物在无需成膜助剂的协助下在适宜的施工温度(约10至30℃)下、甚至低至10℃的温度下成膜良好。如此得到的水性涂料组合物减少了或消除了由于成膜添加剂的应用而带来的VOC排放。
实践中，水性涂料组合物的储存稳定性(特别是冻融稳定性)是决定水性涂料组合物的应用领域的另一个非常重要的参数。在中国，特别是北方，冬季温度远远低于0℃，甚至可以低至-40℃。在这样的环境中储存和运输，水性涂料组合物的冻融稳定性显得尤为重要。然而，由具有低Tg的成膜树脂配制的水性涂料组合物在冻融稳定性方面的性能差强人意。这种水性涂料组合物在低温环境下储存或运输时会发生凝胶化，而且难以从发生凝胶的聚集或聚结状态恢复，从而不能满足实际应用的需要。为了获得令人接受的冻融稳定性，现有技术提供的解决方案包括向水性涂料组合物中添加一定量防冻剂。然而，防冻剂的添加不可避免地带来了VOC排放。
当前，仍然需要一种水性涂料组合物，这种涂料组合物具有低VOC含量、甚至零VOC含量，同时具有优异冻融稳定性。
发明内容
本发明提供了一种水性涂料组合物，其包含：相对于所述涂料组合物的总重，20至40重量％的水；10至40重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；和40至60重量％的一种或多种填料；和0至10重量％一种或多种附加添加剂，其中所述聚合物颗粒具有15℃或更低的Tg，并且具有大于200nm的数均粒径，并且其中所述水性涂料组合物基本上不含挥发性有机化合物。优选地，相对于所述聚合物颗粒的总数，粒径大于200纳米的聚合物颗粒的数量的百分比为60％或更高。更优选地，所述水性涂料组合物不含赋予所述组合物冻融稳定性的添加剂。
在本发明的一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有45％或更高的颜料体积浓度。
在本发明的另一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有55％或更高的颜料体积浓度。
在本发明的还要另一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有70％或更高的颜料体积浓度。
本发明人惊讶地发现，使用具有较低Tg、较大数均粒径的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳配制得到的水性涂料组合物，在没有防冻剂的协助下，仍具有良好的冻融的稳定性，而且具有低VOC含量，甚至在非常高的PVC下亦如此。
此外，与常规水性涂料组合物相比，使用具有较大平均颗粒尺寸的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳配制的水性涂料组合物具有可比较的或更优的施工性能。
具体实施方式
除非本文另有声明，描述本发明的上下文中使用的术语“一个”或“一种”应当被理解为包括复数。
在组合物被描述为具有、包括或包含特定组分或者在方法被描述为具有、包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计本发明的组合物基本上由所涉及的组分组成或由所涉及的组分组成，或者本发明的方法基本上由所涉及的工艺步骤组成或由所涉及的工艺步骤组成。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
本文中使用的术语“挥发性有机化合物(VOC)”是指，在101.3kPa的标准压力下，沸点低于或等于250℃的任何有机化合物。
在“水性涂料组合物”这样的上下文中使用时，术语“基本上不含”挥发性有机化合物(VOC)是指，低于标准GB 18582-2008的检测极限。
在本发明的上下文中，“数均粒径”被理解为，使用Microtrac设备利用动态光散射(DLS)法测定的数量平均颗粒尺寸。
本文中使用的术语“颜料体积浓度(PVC)”是指，涂料组合物中的颗粒固体(非粘结剂固体)的体积占存在于涂料组合物中的聚合物颗粒(粘结剂固体)和颗粒固体的总体积的百分数。PVC是反映颗粒固体和聚合物颗粒在涂膜中的体积关系。在粘结剂固体和非粘结剂固体包含多个组分的情况下，假定理想混合并且所有体积是可加合的。简言之，根据本发明，颜料体积浓度(PVC)可以通过下式表示：
众所周知，物质的体积可以通过用其质量与其密度的比值来确定。在本发明中，各个颗粒固体的体积是通过该颗粒固体的质量与其密度的比值来确定的，颗粒固体的体积是各个颗粒固体体积的加合。类似地，聚合物颗粒的体积是由水性胶乳中固体部分的质量与该聚合物颗粒的密度的比值来确定的，假定聚合物颗粒的密度为1.0g/cm3。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明实施方案。然而，在相同或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。另外，一个或多个优选的实施方案的叙述不意味着其他实施方案是不可用的，并且不旨在将其他实施方案排除在本发明范围外。
具体实施方式
本发明提供了一种水性涂料组合物，其包含：相对于所述涂料组合物的总重，20至40重量％的水；10至40重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；和40至60重量％的一种或多种填料；和0至10重量％一种或多种附加添加剂，其中所述聚合物颗粒具有15℃或更低的Tg，并且具有大于200nm的数均粒径，并且其中所述水性涂料组合物基本上不含挥发性有机化合物。
术语“水性乳液”指在必要的乳化剂和/或分散稳定剂的作用下分散在水性介质中的聚合物粒子的分散液。该种聚合物的水性乳液可以例如通过乳液聚合工艺制成。适当的乳液聚合工艺是本领域普通技术人员已知的，其通常包含如下步骤：在适当的乳化剂和/或分散稳定剂的作用下并借助于搅拌，使可聚合单体在水中分散成乳状液，并且例如通过添加引发剂引发单体的聚合。如上所述，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液可以是在必要的乳化剂和/或分散稳定剂的作用下分散在水性介质中的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的分散液。在制备苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液时，可以根据需要选择适当的单体。在一个实施方式中，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳可以通过苯乙烯与一种或多种丙烯酸C1-12烷基酯通过乳液聚合获得。
根据本发明，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒可以具有15℃或更低的玻璃态转变温度(Tg)。玻璃态转变温度(Tg)在本文中指聚合物从高弹态转变为玻璃态或者从玻璃态转变为高弹态的温度。聚合物的玻璃态转变温度可以采用本领域普通技术人员已知的标准方法进行测定，例如通过差示扫描量热(DSC)进行测定。优选地，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒可以具有5℃或更低的Tg，更优选地，具有-5-0℃的范围内的Tg。根据本发明，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒可以具有较低的最低成膜温度(MFFT)，例如15℃或更低。最低成膜温度(MFFT)可以根据ASTM D-2354-91测定。优选地，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒可以具有-5℃或更低的最低成膜温度，更优选地，具有在-5-0℃的范围内的最低成膜温度。在本发明的一个实施方式中，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒具有-5℃至15℃的Tg和-5℃至15℃的MFFT。
本发明的水性涂料组合物包含上述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液作为成膜树脂组分。这种成膜树脂组分作为粘合剂为水性涂料组合物向基底提供粘附性，并且使其它组分(诸如填料)保持在一起并赋予所得涂层一定内聚强度。由以上可知，本发明的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液甚至在低至0℃的相对低的温度下具有优异的成膜能力。因此，由这种水性乳液作为树脂组分配制的水性涂料组合物在宽温度范围内可以实现良好成膜，尤其在低温(例如低至约0℃)下可以实现良好成膜。结果，本发明的水性涂料组合物无需添加任何通常会引入VOC成分的成膜助剂就能够实现良好成膜。
根据本发明，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒还具有大于200nm的数均粒径，优选地具有205nm或更高的数均粒径，更优选地具有210nm或更高的数均粒径，还要更优选地，具有215nm或更高的数均粒径，甚至更优选地，具有220nm或更高的数均粒径，甚至还要更优选地，具有225nm或更高的数均粒径，例如可以高达250nm。优选地，所述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒中，粒径大于200nm的聚合物颗粒的数量的百分比可以为60％或更高，优选地为65％或更高，更优选地为66％或更高，还要更优选地为67％或更高，甚至更优选地为68％或更高，甚至还要更优选地为69％或更高，特别优选地为70％或更高，例如可以高达75％。
众所周知，低Tg的水性胶乳以及由其配制的乳胶漆不稳定，在低温环境下的储存和运输过程中会凝胶化。这种水性胶乳及其乳胶漆在冻融过程中的融解期间，不能从发生凝胶的凝聚或聚结状态恢复。而本发明的发明人惊讶地发现，具有较大数均粒径的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳虽然具有低Tg，但是其与常规的具有低Tg的水性胶乳不同在低温环境下储存或运输时不会发生凝胶化，而且即便发生由于凝胶的聚集或聚结也很容易在融解期间恢复原有状态。
本发明的发明人更惊讶地发现，使用这种具有较大数均粒径、低Tg的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳配制的水性涂料组合物，即使在高PVC下，仍可以实现优异的冻融稳定性和低VOC或零VOC检出，这在本发明之前是难以实现的，但是其机理目前还不清楚。因此，具有高PVC含量的水性涂料组合物也落在本发明的范围内。在本发明的一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有45％或更高的颜料体积浓度。在本发明的另一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有55％或更高的颜料体积浓度。在本发明的还要另一个实施方式中，所述水性涂料组合物具有70％或更高的颜料体积浓度。
如上所述，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液可以采用本领域普通技术人员所熟知的适当的乳液聚合方法制备。或者，可以使用任意适当的可商购产品作为苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液的实例，诸如使用的中国巴德富BATF的868。
根据本发明，苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳的用量可以在宽范围内变化，其总量相对于所述涂料组合物的总重可以在约10重量％至约40重量％范围内，例如在约10-14.99重量％的范围内，或者在15-24.99重量％的范围内，或者在25-35重量％的范围内。
本发明的水性涂料组合物可以进一步包含一种或多种填料。本文使用的术语“填料”指适用于涂料的任何体积增量剂，其可以是有机的或无机的例如颗粒形式。对颗粒的形状没有特殊限制，其可以具有任何适当的形状。填料的平均粒径可以在宽范围内变化，例如在约10纳米至约50微米的范围内变化。一些填料除了起到涂料的体积增量剂的作用以外还赋予组合物和/或由该组合物形成的涂层一种或多种所需性质。例如，一些填料可以赋予组合物以及由该组合物得到的涂层所需颜色。在这种情况下，这种填料也被称为“颜料”。一些填料可以改善化学和/或物理性质，特别可以改善由该组合物得到的涂层的机械性质。在这种情况下，这种填料也被称为“增强填料”。
适当的示例性填料例如包括硅藻土、高岭土、氧化钛、碳酸钙、滑石、硫酸钡、硅酸镁铝、氧化硅及其任意组合。在优选实施方式中，填料可以包括硅藻土、金红石钛白粉、煅烧高岭土、碳酸钙、滑石或其组合。作为金红石钛白粉的实例，可以使用购自中国佰利联的BLR688。作为煅烧高岭土的实例，可以使用购自山西金洋高岭土有限公司的BR80。作为滑石的实例，可以使用购自中国佛山源磊的S-1250。作为碳酸钙的实例，可以使用购自中国广福建材的GF168。作为硅藻土的实例，可以使用购自美国赛力特的C499。
根据本发明，填料的总量可以在宽范围内变化，例如其总量相对于所述涂料组合物的总重为约40重量％至约60重量％，优选为约45重量％至约60重量％，更优选为48重量％至60重量％。
本发明人惊讶地发现，本发明的水性涂料组合物包含10至40wt％的上述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液和40至60wt％的一种或多种填料，可以形成具有优异冻融稳定性的涂层，同时仍维持基本上不含VOC。此外，本发明人还惊讶地发现，本发明的水性涂料组合物甚至可以在较低的成膜树脂：填料重量比下具有优异的耐擦洗性。通常，涂料组合物中填料负载量较高公知至少会降低所得涂层的耐擦洗性，因为高填料负载量会使涂层具有粗糙、甚至多孔的表面。在本发明的一个优选实施方式中，包含基于所述组合物的总重高达48-60wt％的填料和低至10-15wt％的水性胶乳的水性涂料组合物在具有低VOC含量和优异的冻融稳定性的同时还具有理想的耐擦洗性。
在本发明中，水性涂料组合物可以任选地进一步包含常用在水性涂料组合物中的附加添加剂，这些添加剂不会不利地影响涂层组合物或由其得到的固化涂层。适当的添加剂包括例如会改善组合物的加工性能或制造性能、增强组合物的美感、或改善涂层组合物或由其得到的固化组合物的特定功能性质或特性(诸如对基材的粘附性)的那些试剂。可以包含的添加剂例如是载剂、乳化剂、颜料、抗迁移助剂、抗菌剂、扩链剂、润滑剂、润湿剂、生物杀灭剂、增塑剂、消泡剂、着色剂、蜡、抗氧化剂、防腐蚀剂、流动控制剂、触变剂、分散剂、粘着促进剂、UV稳定剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、高沸点成膜助剂或其组合。各个可选成分的含量足以起到其意欲达到目的，但优选地，这样的含量不会不利地影响涂层组合物或由其得到的固化涂层。在一个实施方式中，所述水性涂料组合物可以进一步包含增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合作为附加添加剂。
适当的增稠剂包括纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂、聚氨酯型增稠剂、疏水改性的聚氨酯型增稠剂或其任意组合。所有类型的增稠剂都是可商购的商品。例如，作为纤维素醚类增稠剂的实例，可以使用购自美国ASHLAND的甲基羟乙基纤维素醚类增稠剂HEC 250H4BR。作为碱溶胀型增稠剂的实例，可以使用购自美国陶氏化学DOW的ASE60。作为聚氨酯性增稠剂的实例，可以使用购自美国陶氏化学DOW的RM-2050D。
在优选实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述组合物的总重，包含约0.1重量％至约5.0重量％、优选约0.4重量％至约3.0重量％、更优选0.5重量％至2.0重量％的增稠剂。
适当的润湿剂是水性的，包括一些常规的表面活性剂，诸如大豆卵磷脂类、硫醇类、酰肼类和硫醇缩醛类，特别适用的是聚氧乙烯烷基化醚类。所有类型的分散剂都是可商购的商品。作为润湿剂的实例，可以适用购自德国科莱恩的LCN 407或者购自德国科莱恩的LFH。
在优选实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重，可包含约0.1重量％至约5.0重量％、优选约0.2重量％至约0.8重量％的润湿剂。
适当的分散剂可以包括阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、非离子型分散剂、两性分散剂或其任意组合。所有类型的分散剂都是可商购的商品。在优选的实施方式中，适当的分散剂包括聚丙烯酸盐分散剂、聚甲基丙烯酸盐分散剂、聚羧酸盐分散剂或其任意组合。作为聚丙烯酸分散剂的实例，可以使用购自法国高泰公司的聚丙烯酸分散剂P90。
在优选实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重，可包含约0.1重量％至约1.0重量％、优选约0.2重量％至约0.8重量％的分散剂。
适当的消泡剂包括有机硅氧烷类消泡剂、油脂类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚醚改性的有机硅类消泡剂或其任意组合。所有类型的消泡剂都是可商购的商品。作为消泡剂的实例，可以使用购自日本诺普科的SN154或者购自索尔维的1103。
在优选实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重，包含约0.1重量％至约1.0重量％、优选约0.2重量％至约0.6重量％的消泡剂。
适当的pH调节剂包括无水碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、醇胺、氨水、三乙胺或其任意组合物。在优选实施方式中，pH调节剂包括无水碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠。作为碳酸钠的实例，可以使用购自中国南京化工公司的碳酸钠。
在优选的实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重量，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.3重量％的pH调节剂。
适当的高沸点成膜助剂包括沸点高于270℃的成膜助剂。所有类型的成膜助剂都是可商购的。例如，作为高沸点成膜助剂的实例，可以使用购自英国Chemoxy公司的Coasol290。
在优选的实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重量，包含约0至约1.5重量％、优选约0.1至约1.2重量％、更优选约0.5至约1.0重量％的沸点高于270℃的成膜助剂。
硅烷偶联剂是添加到水性涂料组合物中以提高所得涂层与基材的粘附性的试剂。所有类型的可商购硅烷偶联剂都是适用的。例如作为硅烷偶联剂的实例，可以使用购自武大有机硅的WD-60。
在优选的实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重量，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.3重量％的硅烷偶联剂。
适当的杀菌剂包括季铵盐类杀菌剂、含氯杀菌剂、过氧化物杀菌剂、唑啉类杀菌剂、醛类杀菌剂或其任意组合物。所有类型的杀菌剂都是可商购的商品。例如，作为杀菌剂的实例，可以使用购自美国陶氏化学DOW的BIT20或者购自美国DOW的CM1P5。
在优选的实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重量，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.3重量％的杀菌剂。
适当的防霉剂包括酚类防霉剂、氯酚类防霉剂、酯类防霉剂、杂环类防霉剂、酰胺类防霉剂、有机金属盐防霉剂、无机盐防霉剂或其任意组合。所有类型的防霉剂都是可商购的商品。例如，作为酰胺类杀菌剂的实例，可以使用购自美国特洛伊公司的PW40。
在优选的实施方式中，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重量，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.5重量％的防霉剂。
根据本发明，水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重，包含：
20至40重量％的水
10至40重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液；
40至60重量％的填料；以及
0.1至10重量％的上述附加添加剂，其中所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
在本发明的一个实施方式中，水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重，包含：
20至24.99重量％的水
15至35重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液；
48至60重量％的填料；以及
0.1至10重量％的上述附加添加剂，其中所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
在本发明的另一个实施方式中，水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重，包含：
25至35重量％的水
10至15重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性乳液；
48至60重量％的填料；以及
0.1至10重量％的上述附加添加剂，其中所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
本发明水性涂料组合物的制备可以采用本领域普通技术人员所熟知的任何适当的混合方法来实现。例如水性涂料组合物可以通过如下制成：将水性乳液、填料和存在的额外添加剂添加到容器中，然后将所得混合物搅拌至均匀。或者水性涂料组合物可以通过如下制成：将部分附加添加剂与填料混合，然后再添加水性乳液以及剩余的附加添加剂，从而形成均匀的混合物。如果需要，可以在水性涂料组合物的制备期间添加额外的水。
本发明的水性涂料组合物可以通过本领域普通技术人员已知的常规方法涂覆。例如，水性涂料组合物可以通过喷枪、辊子或涂刷进行涂覆。以这种方式，可由本发明的水性涂料组合物形成涂层，该涂层也落在本发明的保护范围内
根据本发明的水性涂料组合物根据标准测试方法GB 18582-2008通过气相色谱法(GC)检测不含VOC。
根据本发明的水性涂料组合物通过了标准测试方法GB/T9756-2009的低温稳定性测试。
根据本发明的水性涂料组合物还可以形成具有优异的明显高于国标规定的耐擦洗性的涂层。优选地，根据标准测试方法GB/T9756-2009测试，由本发明的水性涂料组合物形成的涂层，在40-50％的PVC下，具有超过10000次，更优选超过11000次，甚至更优选超过15000次，最优选超过17000次的耐擦洗次数；在55-60％的PVC下，具有超过5000次、更优选超过5500次，甚至更优选超过6000次，最优选超过6500次的耐擦洗次数；以及在70-78％的PVC下，具有超过1000次，更优选超过1200次，甚至更优选超过1500次，最优选超过1600次的耐擦洗次数。
在根据本发明的一个实施方式中，水性涂料组合物可以包含沸点高于270℃的成膜助剂，以促进其成膜性能。
在根据本发明的另一个实施方式中，水性涂料组合物可以不含任何成膜助剂，甚至不含任何高沸点的成膜助剂，例如沸点高于270℃的溶剂，仍具有优异的成膜性能。
以下通过实施例详细描述本发明。然而，本发明并不限于这些实施例。
实施例
测试方法：
VOC含量：根据GB 18582-2008的标准气相色谱法测定。
耐擦洗性：根据GB/T9756-2009的标准测试方法测定。
低温稳定性：根据GB/T9756-2009的标准测试方法测定。
材料
各实例中使用的原料列在如下表1中。
实施例1-3
实施例1-3的水性涂料组合物如下进行制备。
在350-450rpm/分钟的低速搅拌下，向搅拌器中添加一定量去离子水以及一定量的增稠剂HEC 250H4BR、分散剂P90、润湿剂LCN 407和LFH、消泡剂SN154、无水碳酸钠，并搅拌5-10分钟，从而均匀。然后向混合物中添加填料金红石氧化钛BLR 688、煅烧高岭土BR80、碳酸钙GF168、硅藻土C499，并以80-1250rpm/分钟高速搅拌20-30分钟，从而形成均匀浆料。最后在500-700rpm/分钟的中速搅拌下，向均匀浆料中添加消泡剂1103、苯丙乳液868、绿色溶剂Coasol 290、硅烷偶联剂WD-60、罐内杀菌剂BIT20和CM1P5、PW40防霉剂、增稠剂ASE60以及剩余的部分去离子水，直到均匀，从而形成水性涂料组合物。实施例1-3的水性涂料组合物中的各组分的用量列在表2中。
表2：水性涂料组合物的组成及其性能
aN.d表示VOC含量低于检测极限。
由以上表2结果可以清楚地看出，实施例1-3中含有数均粒径大于200nm的苯乙烯-丙烯酸类聚合物的水性胶乳配制的水性涂料组合物不仅具有非常低VOC，而且具有优异的冻融稳定性，甚至在非常高的PVC下亦如此。而且，与常规水性涂料组合物相比，实施例1-3的水性涂料组合物具有优异的施工性能。
尽管本发明参照大量实施方式和实施例进行描述，但是本领域普通技术人员根据本发明公开的内容能够认识到可以设计其它实施方式，这并未脱离本发明的保护范围和精神。
Claims (12)
1.一种水性涂料组合物，其包含：相对于所述涂料组合物的总重，
20至40重量％的水；
10至40重量％的苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；和
40至60重量％的一种或多种填料；和
0至10重量％一种或多种附加添加剂，
其中所述聚合物颗粒具有15℃或更低的Tg，并且具有大于200nm的数均粒径，并且
其中所述水性涂料组合物基本上不含挥发性有机化合物。
2.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，相对于所述聚合物颗粒的总数，粒径大于200nm的聚合物颗粒的数量的百分比为60％或更高。
3.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述水性涂料组合物具有45％或更高的颜料体积浓度。
4.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述水性涂料组合物具有55％或更高的颜料体积浓度。
5.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述水性涂料组合物具有70％或更高的颜料体积浓度。
6.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述聚合物颗粒具有-5℃或更低的Tg。
7.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述聚合物颗粒具有15℃或更低的最低成膜温度。
8.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述聚合物颗粒具有-5℃或更低的最低成膜温度。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的水性涂料组合物，其包含，相对于所述涂料组合物的总重
20至40重量％的水
10至40重量％的所述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；
40至60重量％的所述填料；以及
0.1至10重量％的所述附加添加剂，其中，所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、可选的沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
10.如权利要求1至8中任意一项所述的水性涂料组合物，其包含，相对于所述涂料组合物的总重，
20至24.99重量％的水
15至35重量％的所述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；
48至60重量％的所述填料；以及
0.1至10重量％的所述附加添加剂，其中，所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、可选的沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
11.如权利要求1至8中任意一项所述的水性涂料组合物，其包含，相对于所述涂料组合物的总重
25至35重量％的水
10至15重量％的所述苯乙烯-丙烯酸类聚合物颗粒的水性胶乳；
48至60重量％的所述填料；以及
0.1至10重量％的所述附加添加剂，其中，所述附加添加剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、可选的沸点高于270℃的成膜助剂、杀菌剂、防霉剂或其任意组合。
12.如权利要求1-8中任意一项所述的水性涂料组合物，其中，所述水性涂料组合物不含赋予所述组合物冻融稳定性的添加剂。
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|---|---|---|---|---|
| CN110003750A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-12 | 广东华润涂料有限公司 | 水性涂料组合物及其形成的涂层 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US20090005484A1 (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-01 | Lazarus Richard M | Paint |
| CN101343446A (zh) * | 2007-07-10 | 2009-01-14 | 深圳市海川实业股份有限公司 | 单组分防水涂料及其制备方法 |
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2016
- 2016-08-08 CN CN201610642665.1A patent/CN108690410B/zh active Active
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