CN110003750A - 水性涂料组合物及其形成的涂层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性涂料组合物及其形成的涂层，其中基于所述水性涂料组合物的总重，所述水性涂料组合物包含：20至70重量％的生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒且具有至少26重量％的生物基碳含量；20至70重量％的填料；以及0至10重量％的附加添加剂；其中，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由所述水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074‑2008的测试中具有至少80％的空气甲醛净化效率，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

水性涂料组合物及其形成的涂层

技术领域

本发明涉及一种水性涂料组合物，更具体地，本发明涉及一种生物基水性乳胶漆。本发明还涉及由该生物基水性涂料组合物得到的涂层。

背景技术

当前全球经济的发展同时面临着化石资源短缺和环境污染两个严重的问题。

一方面，化石资源需要历经漫长的地质时代才能形成，由于现代工业对其过度的依赖和开采，一种前所未有的能源危机正在逼近。大规模使用化石资源的工业化引发了威胁人类生存的生态恶化等问题。严重的资源和生态危机引起了全球性的关注和思考。随着石油资源的日益枯竭，以石油为原料的油漆、涂料和油墨不但消耗了石油资源，而且还向空气中排放大量的二氧化碳，造成严重的温室效应，因而全世界正孕育着一种用生物可再生资源代替石化资源的大变革。低碳产品的开发是实现可持续发展的一个重要路径，如开发生物基材料及各类制品，生物基材料的出现也给涂料产品带来了新的发展方向。与传统的石油基材料相比，生物基材料主要来源于植物，减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，同时它的生产过程更加绿色，符合人们对于环保和可持续发展的追求。

另一方面，随着人们越来越关注身体健康以及环境问题，一些传统的内墙用水性涂料组合物已经不能满足人们的需要。这些传统的水性涂料组合物不仅会导致不可忽略的VOC排放，通常还无法满足人们对涂层具有空气(特别是空气中的甲醛)净化效果的需要。为了满足这个需要，业已提出向涂料组合物中添加甲醛净化剂来实现对空气中的游离甲醛的净化。但是，包含这些甲醛净化剂的涂料组合物的甲醛净化效率无法达到建材行业标准JC/T1074-2008的I类甲醛净化效率(即75％的甲醛净化效率)。

因此，涂料工业中仍然需要改进的水性涂料组合物，这种涂料组合物不仅具有低VOC含量，还利用生物基材料，并且所形成的涂层具有改进的甲醛净化效果。

发明内容

一方面，本发明提供了一种水性涂料组合物，其基于所述水性涂料组合物的总重包含：

20至70重量％的生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒且具有至少26重量％的生物基碳含量；

20至70重量％的填料；以及

0至10重量％的附加添加剂，

其中，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由所述水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％的空气甲醛净化效率，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。

在一个实施方式中，由本发明的水性涂料组合物形成的涂层在根据GB/T9756-2018的测试中能够抵抗10000次或更多次、优选15000次或更多次、更优选20000次或更多次的擦洗。

在一个实施方式中，由本发明的水性涂料组合物形成的涂层在根据JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％、优选至少83％、更优选至少85％、最优选至少90％的甲醛净化效果持久性。

在一个具体地实施方式中，本发明提供了一种水性涂料组合物，其基于所述涂料组合物的总重包含：

30至65重量％的生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含纯丙烯酸酯聚合物颗粒；

35至65重量％的填料，所述填料选自二氧化钛、高岭土、碳酸钙、滑石粉、硅藻土、竹炭纤维粉或其组合；

0.4至1重量％的所述增稠剂，所述增稠剂选自纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂或其组合；

0.2至0.9重量％的分散剂，所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂；

0.1至0.4重量％的润湿剂，所述润湿剂选自非离子型表面活性剂；

0.2至0.8重量％的消泡剂，所述消泡剂选自有机硅氧烷消泡剂、矿物油类消泡剂或其组合；

0.1至0.3重量％的pH调节剂，所述pH调节剂选自无水碳酸钠；

0.1至0.5重量％的硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油基醚氧丙基三甲基硅烷；

0.1至0.5重量％的罐内防腐剂，所述防腐剂选自异噻唑啉酮类、苯并咪唑类或其任意组合；

0.1至0.5重量％的防霉剂，所述防霉剂选自异噻唑啉酮类、碘炔丙基类、多菌灵敌草隆类或其任意组合；以及

0至0.8重量％的所述成膜助剂，所述成膜助剂选自双酯类。

另一方面，本发明提供了一种涂层，其由本发明实施方式的水性涂料组合物涂覆而得到。

本发明实施方式的水性涂料组合物具有至少25重量％的生物基碳含量，根据美国农业部Biobased生物基认证的要求，对于不属于美国农业部自有目录内的产品，产品中生物基碳占总有机碳含量需要大于或等于25％才能获得美国农业部Biobased生物基认证标签。因而，根据本发明的水性涂料组合物是可以获得美国农业部Biobased生物基认证的，制备原料部分来源于可再生生物基资源，具有绿色环保的优点。

此外，根据本发明的水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有80％或更高、优选83％或更高、更优选85％或更高的空气甲醛净化效率，并且在JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％、优选至少83％、更优选至少85％、最优选至少90％的甲醛净化效果持久性，这些都是现有的除醛涂料无法达到的。

本发明的发明人还惊讶地发现，本发明实施方式的水性涂料组合物在成膜后具有非常优异的耐擦洗性。优选地，该涂层在根据GB/T9756-2018的测试中能够抵抗10000次或更多次擦洗，优选地能够抵抗15000次或更多次擦洗，更优选地能够抵抗20000次或更多次擦洗，甚至更优选地能够抵抗30000次或更多次擦洗。这个效果是出乎预料的。传统上，由常规水性涂料组合物形成的涂层具有约8000次或更低的耐擦洗性，远远低于本发明的涂层的耐擦洗性。因此，本发明的水性涂料组合物特别适于作为涂覆墙面的面漆。

因此，本发明的发明人开创性地提供了一种内墙用高性能水性涂料组合物，一方面，该水性涂料组合物含有一定的生物基碳含量，绿色环保；另一方面，该水性涂料组合物与现有市场除醛产品相比，不仅除醛效率更高，而且持久性更好；又一方面，该水性涂料组合物所形成的涂层还具有优异的耐擦洗性。

本发明的一个或多个实施方案的细节在以下的说明书中阐明。根据说明书和权利要求，本发明其它特征、目的和优点将变得清楚。

定义

在本文中使用时，除非另有说明，“一种”、“这种”、“至少一种”和“一种或多种”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的涂料组合物可以被解释为表示该涂料组合物中包含“一种或多种”添加剂。除本文中另有说明外，本文中单数形式的使用还意在包括复数形式。

在组合物被描述为包括或包含特定组分的情况下，预计该组合物中并不排除本发明未涉及的可选组分，并且预计该组合物可由所涉及的组分构成或组成，或者在方法被描述为包括或包含特定工艺步骤的情况下，预计该方法中并不排除本发明未涉及的可选工艺步骤，并且预计该方法可由所涉及的工艺步骤构成或组成。

在本发明中，术语“可再生资源”是指经由自然过程，以相当于其消耗速率的速率(例如在100年期限内)产生的资源。所述可再生资源可天然或者通过农业技术再补充。可再生资源的非限制性例子包括植物(例如甘蔗、甜菜、玉米、马铃薯、柑橘类水果、木本植物、木质纤维素、半纤维素、纤维素废物)、动物、鱼、细菌、真菌和林业产品。这些资源可以是天然存在的、混合的、或遗传工程有机体。而诸如原油、煤、天然气和泥炭这些天然资源的形成需要超过100年的时间，不认为它们是可再生资源。

在本发明中，“生物基水性胶乳”是指该水性胶乳含有来自可再生资源的碳。

在本发明中，“生物基碳含量”是指如ASTMD6866-16所确定的材料中来自可再生资源的碳(也称之为生物碳)占材料中所有有机碳的质量百分比。注意，在确定材料中生物基碳含量时，所述有机碳不包括来自无机来源如碳酸盐的任何碳。

在涉及“水性胶乳”的上下文中，“生物基碳含量”是水性胶乳的丙烯酸类聚合物颗粒中来自可再生资源的碳所占丙烯酸类聚合物颗粒的所有有机碳的质量百分比。

在涉及“水性涂料组合物”的上下文中，“生物基碳含量”是指水性涂料组合物中来自可再生资源的碳所占水性涂料组合物中所有有机碳的质量百分比。例如，在配制水性涂料组合物的过程中使用了竹炭纤维粉，那么最终“水性涂料组合物”的“生物基碳含量”包含了来自该竹炭纤维粉的碳。

本文中使用的术语“甲醛清除官能团”是指，能够与大气中的游离甲醛分子发生化学反应从而与其共价键合的官能团，包括但不限于，脲基或乙酰乙酰氧基。

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，从涂料组合物中扣除水分后，该涂料组合物包含小于2g每升涂料组合物的VOC。

本文中使用的术语“成膜助剂”是指，协助水性涂料组合物成膜的试剂，例如可商购自英国Chemoxy公司的Coasol 290plus。

当在本文中使用时，术语“底漆”是指这样的涂料组合物，其可被涂覆到基材上并且被干燥、交联或以其他方式硬化以形成具有对基材表面的充分粘附性的不发粘的连续膜。

当在本文中使用时，术语“面漆”是指这样的涂料组合物，其可被涂覆到底漆上并且被干燥、交联或以其它方式硬化以形成装饰性或保护性最外侧涂饰物层。进一步地，此类面漆能够经受长期的户外暴露而未显示出可见的令人不满的劣化。

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。

在本发明中，通过端点限定的数值范围包括该范围内的所有任何数值，例如1到5的范围涵盖了数值1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等。而且，公开的数值范围包括在该较宽范围内的所有子集范围，例如1到5的范围包括了子范围1到4、1.5到4.5、1到2等。

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，其基于所述水性涂料组合物的总重包含：20至70重量％的生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒且具有至少26重量％的生物基碳含量；20至70重量％的填料；以及0至10重量％的附加添加剂；其中，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由所述水性涂料组合物形成的涂层在JC/T1074-2008的测试中具有至少80％的空气甲醛净化效率，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。

根据本发明的某些实施方式，所述生物基水性胶乳具有至少26重量％的生物基碳含量，优选至少27重量％的生物基碳含量，更优选至少28重量％的生物基碳含量。

根据本发明的某些实施方式，所述水性涂料组合物具有至少25重量％的生物基碳含量，优选至少26重量％的生物基碳含量。根据美国农业部Biobased生物基认证的要求，对于不属于美国农业部自有目录内的产品，产品中生物基碳占总有机碳含量需要大于或等于25％才能获得美国农业部Biobased生物基认证标签。因而，根据本发明的水性涂料组合物是可以获得美国农业部Biobased生物基认证的环境友好涂料。

在本发明实施方式的生物基水性胶乳中，甲醛清除官能团是能够与空气中的游离甲醛分子发生不可逆的化学反应，从而与其共价键合的官能团。具体地，甲醛清除官能团包括脲基官能团、乙酰乙酰氧基官能团或本领域中其他能够有效地清除空气中的游离甲醛分子的官能团。所述甲醛清除官能团的含量可以在宽范围内变化，但通常是这样的，使得由包含该生物基水性胶乳的水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％的空气甲醛净化效率。优选地，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由包含该生物基水性胶乳的水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有80％或更高、更优选83％或更高、最优选85％或更高的空气甲醛净化效率。可供选择地或额外地，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由包含该生物基水性胶乳的水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％、优选至少83％、更优选至少85％、最优选至少90％的甲醛净化效果持久性。

根据本发明，包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒的生物基水性胶乳在水性涂料组合物中作为成膜树脂。这种丙烯酸类聚合物颗粒的生物基水性胶乳具有适宜的最低成膜温度(MFFT)。优选地，该生物基水性胶乳具有低至约0℃的最低成膜温度。因此，包含上述丙烯酸类聚合物颗粒的生物基水性胶乳的水性涂料组合物在最常见的施工温度(例如约10-30℃的温度)下可以实现良好成膜。而且，该丙烯酸类聚合物颗粒的生物基水性胶乳本身基本上不含VOC。

在本发明的一些实施方式中，生物基水性胶乳中的丙烯酸类聚合物颗粒可以是任何类型的丙烯酸类聚合物颗粒，包括纯丙烯酸酯聚合物颗粒、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物颗粒、有机硅改性的丙烯酸酯聚合物颗粒、聚氨酯改性的丙烯酸酯聚合物颗粒或其组合。在本发明的优选实施方式中，所述丙烯酸类聚合物颗粒为纯丙烯酸酯聚合物颗粒。

在本发明的实施方式中，包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒的生物基水性胶乳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，例如通过如下步骤：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。或者，可以使用任意适当的可商购产品作为实例，诸如来自万华的Archsol 8171或来自美国陶氏的Dow RN-1000V。

本发明实施方式的水性涂料组合物可以用于内墙。

本发明实施方式的水性涂料组合物包含，基于该水性涂料组合物的总重，约20至约70重量％的上述生物基水性胶乳。更优选地，所述水性涂料组合物所包含的生物基水性胶乳的量可以为，基于该水性涂料组合物的总重，从约20重量％、约25重量％、约30重量％、约35重量％到约70重量％、约65重量％、约60重量％。此外，如果在水性涂料组合物的制备期间添加额外的水，那么额外的水的量与生物基水性胶乳中原来存在的水一起应当计入所述水性胶乳的总重。

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”。

在本发明的实施方式中，适当的示例性填料例如包括高岭土、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、硅藻土、硫酸钡、硅酸镁铝、竹炭纤维粉、氧化硅或其任意组合。在优选的实施方式中，填料可以包括高岭土、二氧化钛、碳酸钙、滑石粉、竹炭纤维粉、硅藻土或其组合。作为高岭土的实例，可以使用购自山西金洋的煅烧高岭土BR95。作为二氧化钛的实例，可以使用购自美国特诺的金红石钛白粉CR-826。作为碳酸钙的实例，可以使用购自中国广福建材的碳酸钙GF117和GF168。作为滑石粉的实例，可以使用购自广福建材的MS-1250。作为硅藻土的实例，可以使用购自美国世界矿产的硅藻土Celite 499。

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组合物的总重为约20重量％至约70重量％，优选为约30重量％至约65重量％。具体地，所述水性涂料组合物，相对于所述水性涂料组合物的总重，包含从约35重量％、约40重量％、约44重量％到约60重量％、约55重量％、或约50重量％的填料。

在本发明中，水性涂料组合物可以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、硅烷偶联剂、增稠剂、消泡剂、pH调节剂、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。在本发明的优选实施方式中，适当的附加添加剂包括增稠剂、分散剂、消泡剂、润湿剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、罐内防腐剂、防霉剂、成膜助剂或其任意组合。

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公司的羟乙基纤维素醚类增稠剂Natrosol Plus 330。作为碱溶胀型增稠剂的实例，可以使用购自美国Rohm&Haas公司的TT935。

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2重量％、优选约0.4重量％至约1.0重量％的增稠剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的增稠剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％、约0.7重量％、约0.8重量％或约0.9重量％到约2.0重量％、约1.5重量％约1.0重量％。

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。作为聚丙烯酸盐分散剂的实例，可以使用购自法国阿科玛公司的聚丙烯酸钠分散剂P30。

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1.5重量％、优选约0.2重量％至约0.9重量％的分散剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的分散剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％、约0.6重量％到约1.5重量％、约1.0重量％或约0.9重量％。

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。作为有机硅氧烷类消泡剂的实例，可以使用购自德国毕克的BYK8820。作为油脂类消泡剂的实例，可以使用购自东莞德丰的DF 6007。

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重量％、优选约0.2重量％至约0.8重量％的消泡剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的消泡剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、约0.2重量％、0.3重量％、约0.4重量％、约0.5重量％或约0.6重量％到约1.0重量％、约0.9重量％或约0.8重量％。

适当的润湿剂包括阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及其任意组合。所有类型的润湿剂都是可商购的商品。作为非离子型表面活性剂的实例，可以使用购自德国科莱恩的LCN 407。

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重量％、优选约0.1重量％至约0.4重量％的润湿剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的润湿剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、约0.2重量％到约1.0重量％、约0.8重量％或约0.4重量％。

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。

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，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。具体地，所述水性涂料组合物所包含的pH调节剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％或约0.2重量％到约1.0重量％、约0.7重量％、约0.5重量％或约0.3重量％。

硅烷偶联剂可以掺入本发明的水性涂料组合物中，以增强涂层与基材的粘接强度。适当的示例性硅烷偶联剂本领域通常使用的任何硅烷偶联剂，例如γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油基醚氧丙基三甲氧基硅烷或其组合。例如，作为硅烷偶联剂的实例，可以使用购自湖北武大有机硅新材料股份有限公司的WD60，或者购自东芝有机硅的γ-缩水甘油基醚氧丙基三甲氧基硅烷A-187。

硅烷偶联剂的用量可由本领域技术人员根据所需涂层的强度通过常规实验确定。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，包含约0.1至约1.0重量％、优选约0.1至约0.5重量％的硅烷偶联剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的硅烷偶联剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％、约0.7重量％或约0.5重量％。

适当的罐内防腐剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、取代芳烃类、有机溴类、有机胺类、哌三嗪类或其任意组合。所有类型的罐内防腐剂都是可商购的商品。例如作为异噻唑啉酮类罐内防腐剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Kathon LX。作为苯并咪唑类罐内防腐剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Rocima BT NV2。

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，包含约0.1至约1重量％、优选约0.1至约0.5重量％的罐内防腐剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的罐内防腐剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％、约0.7重量％或约0.5重量％。

适当的防霉剂包括异噻唑啉酮类、苯并咪唑类、碘炔丙基类、取代芳烃类、二硫代氨基甲酸盐类、多菌灵敌草隆类或其任意组合。所有类型的防霉剂都是可商购的商品。例如，作为多菌灵敌草隆类防霉剂的实例，可以使用购自美国陶氏的Rocima 350。作为异噻唑啉酮类防霉剂的实例，可以使用购自新加坡PCTS特种化学品公司的XARCIN AB。

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，包含约0.1至约1重量％、优选约0.1至约0.5重量％的防霉剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的防霉剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0.1重量％、0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％、约0.7重量％或约0.5重量％。

适当的成膜助剂包括使用醇类，例如乙二醇、丙二醇、己二醇、苯甲醇等；醇酯类，例如十二碳醇酯；醇醚类，例如乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇正丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇正丁醚等；醇醚酯类，例如己二醇丁醚醋酸酯；双酯类。作为双酯类成膜助剂的实例，可以使用购自英国Chemoxy公司的Coasol 290plus。

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，包含约0至约1重量％、优选约0至约0.8重量％的成膜助剂。具体地，所述水性涂料组合物所包含的成膜助剂的量为，相对于所述水性涂料组合物的总重，从约0重量％、约0.1重量％、约0.2重量％、约0.3重量％或约0.4重量％到约1.0重量％、约0.9重量％或约0.8重量％。

在一个实施方式中，本发明的水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重，包含：

30至65重量％的所述生物基水性胶乳；

30至65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、分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、罐内防腐剂、防霉剂、成膜助剂或其任意组合。

在一个具体的实施方式中，本发明的水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重包含：

30至65重量％的所述生物基水性胶乳；

35至65重量％的所述填料；

0.4至1重量％的所述增稠剂；

0.2至0.9重量％的所述分散剂；

0.1至0.4重量％的所述润湿剂；

0.2至0.8重量％的所述消泡剂；

0.1至0.3重量％的所述pH调节剂；

0.1至0.5重量％的所述硅烷偶联剂；

0.1至0.5重量％的所述罐内防腐剂；

0.1至0.5重量％的所述防霉剂；和

0至0.8重量％的所述成膜助剂。

在一个特别具体的实施方式中，水性涂料组合物，基于所述涂料组合物的总重包含：

30至65重量％的所述生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含纯丙烯酸酯聚合物颗粒；

35至65重量％的所述填料，所述填料选自二氧化钛、高岭土、碳酸钙、滑石、硅藻土、竹炭纤维粉或其组合；

0.4至1重量％的所述增稠剂，所述增稠剂选自纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂或其组合；

0.2至0.9重量％的所述分散剂，所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂；

0.1至0.4重量％的所述润湿剂，所述润湿剂选自非离子型表面活性剂；

0.2至0.8重量％的所述消泡剂，所述消泡剂选自有机硅氧烷消泡剂、油脂类消泡剂或其组合；

0.1至0.3重量％的所述pH调节剂，所述pH调节剂选自无水碳酸钠；

0.1至0.5重量％的所述硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油基醚氧丙基三甲基硅烷；

0.1至0.5重量％的所述罐内防腐剂，所述罐内防腐剂选自异噻唑啉酮类；

0.1至0.5重量％的所述防霉剂，所述防霉剂选自异噻唑啉酮类、碘炔丙基类、多菌灵敌草隆类或其组合；以及

0至0.8重量％的所述成膜助剂，所述成膜助剂选自双酯类。

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：将水性胶乳、填料和附加添加到容器中，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，然后再添加水性胶乳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。额外的水量应当计入所述水性胶乳的总重。

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。因此，在本发明的另一方面中，提供了可由本文所述的水性涂料组合物得到的涂层。根据本发明的水性涂料组合物适于用作底漆或面漆。

在本发明的实施方式中，根据本发明的水性涂料组合物满足了国标GB18582-2008规定的小于120g/L的VOC的标准，基本上不含挥发性有机化合物(VOC)。而且，由该水性涂料组合物形成的涂层符合建材行业的II类甲醛净化效率标准，具有较之常规除甲醛涂料组合物明显更高的甲醛清除效率，并且甲醛净化效果持久性更优异。因此，本发明还涉及由根据本发明的水性涂料组合物得到的涂层。

在本发明的一些实施方式中，根据本发明的水性涂料组合物可以形成具有惊人的耐擦洗性的涂层。优选地，该涂层在根据GB/T9756-2018的测试中能够抵抗10000次或更多次擦洗，优选地能够抵抗15000次或更多次擦洗，更优选地能够抵抗20000次或更多次擦洗、甚至更优选能够抵抗30000次或更多次擦洗，这个效果是出乎预料的。传统上，由常规水性涂料组合物形成的涂层具有约8000次或更低的耐擦洗性，远远低于本发明的涂层的耐擦洗性。因此，本发明的水性涂料组合物特别适于作为涂覆内墙的面漆。

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。

测试方法

除非另外指出，以下实施例中利用下述测试方法。

生物基碳含量：根据ASTM D6866-16的标准测试方法测定。

VOC含量：根据GB 18582-2008的标准气相色谱法测定。

游离甲醛含量：根据GB/T 34676-2017的标准测试方法测定。

耐擦洗性：根据GB/T9756-2018的标准测试方法测定。

空气甲醛净化效率：根据JC/T 1074-2008的标准测试方法测定。

甲醛净化效果持久性：根据JC/T1074-2008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。

表1

实施例1-3

实施例1-3的水性涂料组合物如下进行制备。

以下表2中所列用量，在350-450rpm的低速搅拌下，向搅拌器中添加去离子水以及增稠剂Natrosol Plus 330、分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂，并搅拌5-10分钟，从而均匀。然后向混合物中添加填料，并以800-1250rpm高速搅拌20-30分钟，从而形成均匀浆料。最后在500-700rpm的中速搅拌下，向均匀浆料中添加消泡剂、水性胶乳、硅烷偶联剂、罐内防腐剂、防霉剂、成膜助剂和增稠剂TT935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的水性涂料组合物用作内墙底漆；实施例2和3的水性涂料组合物用作内墙面漆。

实施例1-3的水性涂料组合物中各组分的用量以及该水性涂料组合物和由其形成的涂层的性能列在表2中。

表2：水性涂料组合物的组成及其性能

^a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的水性涂料组合物的生物基碳含量为至少26重量％，能够获得美国农业部Biobased生物基认证，制备原料部分来源于可再生生物基资源，具有绿色环保的优点。此外，这些水性涂料组合物不仅具有非常低的VOC，而且由其形成的涂层具有改进的甲醛净化效率，满足建材行业标准JC/T 1074-2008的I类甲醛净化效率(即75％的甲醛净化效率)，而且具有优异的甲醛净化效果持久性，非常适用于内墙。

此外，实施例2的水性涂料组合物形成的涂层显示出明显更高的耐擦洗性，特别适用于作为内墙的面漆。

进一步地，较之现有的同样包含具有甲醛清除官能团的水性胶乳的内墙用水性涂料组合物(例如，多乐士森呼吸无添加全效天然植本墙面漆，其甲醛净化效率为85％且甲醛净化效果持久性为76％)，本发明的水性涂料组合物不仅甲醛净化效率和甲醛净化效果持久性更优异，尤其是实施例2还具有令人惊讶的高耐擦洗性，这是现有的内墙用水性涂料组合物无法实现的。

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 (10)

1.一种水性涂料组合物，其基于所述水性涂料组合物的总重包含：

20至70重量％的生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含具有甲醛清除官能团的丙烯酸类聚合物颗粒且具有至少26重量％的生物基碳含量；

20至70重量％的填料；以及

0至10重量％的附加添加剂，

其中，所述甲醛清除官能团的含量是这样的，使得由所述水性涂料组合物形成的涂层在JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％的空气甲醛净化效率，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，由所述水性涂料组合物形成的涂层在根据GB/T9756-2018的测试中能够抵抗10000次或更多次、优选15000次或更多次、更优选20000次或更多次的擦洗。

3.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，由所述水性涂料组合物形成的涂层在根据JC/T 1074-2008的测试中具有至少80％、优选至少83％、更优选至少85％、最优选至少90％的甲醛净化效果持久性。

4.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述生物基水性胶乳包含选自纯丙烯酸酯聚合物颗粒、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物颗粒、有机硅改性的丙烯酸酯聚合物颗粒、聚氨酯改性的丙烯酸酯聚合物颗粒中的一种或其组合。

5.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述甲醛清除官能团包括脲基或乙酰乙酰氧基。

6.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至少25重量％、优选至少26重量％的生物基碳含量。

7.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其基于所述水性涂料组合物的总重包含：

30至65重量％的所述生物基水性胶乳；

30至65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、分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、硅烷偶联剂、罐内防腐剂、防霉剂、成膜助剂或其任意组合。

8.如权利要求7所述的水性涂料组合物，其基于所述水性涂料组合物的总重包含：

30至65重量％的所述生物基水性胶乳，所述生物基水性胶乳包含纯丙烯酸酯聚合物颗粒；

35至65重量％的所述填料，所述填料选自二氧化钛、高岭土、碳酸钙、滑石粉、硅藻土、竹炭纤维粉或其组合；

0.4至1重量％的所述增稠剂，所述增稠剂选自纤维素醚类增稠剂、碱溶胀型增稠剂或其组合；

0.2至0.9重量％的所述分散剂，所述分散剂选自聚丙烯酸盐分散剂；

0.1至0.4重量％的所述润湿剂，所述润湿剂选自非离子型表面活性剂；

0.2至0.8重量％的所述消泡剂，所述消泡剂选自有机硅氧烷消泡剂、矿物油类消泡剂或其组合；

0.1至0.3重量％的所述pH调节剂，所述pH调节剂选自无水碳酸钠；

0.1至0.5重量％的所述硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂选自γ-缩水甘油基醚氧丙基三甲基硅烷；

0.1至0.5重量％的所述罐内防腐剂，所述罐内防腐剂选自异噻唑啉酮类、苯并咪唑类或其任意组合；

0.1至0.5重量％的所述防霉剂，所述防霉剂选自异噻唑啉酮类、碘炔丙基类、多菌灵敌草隆类或其任意组合；以及

0至0.8重量％的所述成膜助剂，所述成膜助剂选自双酯类。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的水性涂料组合物，其被用作内墙的面漆或底漆。

10.一种由权利要求1至9中任意一项所述的水性涂料组合物涂覆而得到的涂层。