CN116685647A - 缩短涂料组合物的干燥时间的方法和具有缩短的干燥时间的涂料组合物 - Google Patents

缩短涂料组合物的干燥时间的方法和具有缩短的干燥时间的涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种缩短涂料组合物的干燥时间的方法，该方法包括向该涂料组合物中添加多功能复合材料，其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒，其中该涂料组合物包含丙烯酸聚合物的水性乳液。本公开还涉及多功能复合材料在缩短涂料组合物的干燥时间中的用途以及具有缩短的干燥时间的组合物。

Description

缩短涂料组合物的干燥时间的方法和具有缩短的干燥时间的 涂料组合物
技术领域
本公开涉及缩短涂料组合物的干燥时间的方法、多功能复合材料在缩短涂料组合物的干燥时间中的用途以及具有缩短的干燥时间的涂料组合物。
背景技术
单组分(1K)聚合物防水涂料通常与柔性胶乳聚合物、颜料/增量剂以及添加剂诸如分散剂、增稠剂、消泡剂等一起调配。它们主要用于外部建筑表面诸如屋顶和外墙以及一些内部建筑房间诸如浴室和厨房。在各种1K聚合物防水涂料中，弹性体屋顶涂料(ERC)和弹性体墙壁涂料(EWC)是在屋顶或墙壁上原位形成的液体施涂膜。弹性体屋顶涂料(ERC)和弹性体墙壁涂料(EWC)通常在调配物中使用低Tg丙烯酸胶乳以及TiO2、CaCO3、ZnO和BaSO4作为主要关键颜料/增量剂，以获得平衡的机械特性以及耐水性。然而，液体施涂的湿涂膜需要较长的时间固化(包括表面干燥和完全干燥)，尤其是在高湿度条件下，这是由于低Tg聚合物乳液的水蒸发速率较慢。有时，还需要涂层施涂器在正常工作条件下获得快速干燥的聚合物涂层，因为加速干燥可允许施涂器在较短时间内完成所需的两个或更多个涂层以提高工作效率并节省劳动力成本。当在工作现场施涂时，防水涂层的相对较高的厚度也使得快速干燥要求更具挑战性。重要的是开发一种缩短防水涂料组合物干燥时间的方法。
可商购获得的快速干燥或快速凝固方法主要涉及向现有聚合物乳液中后添加添加剂。为了解决对于单一调配物的更快速凝固时间的需要，已开发了利用pH触发的化学来建立的体系。该体系在碱性时保持稳定，然后在pH下降时建立。随着挥发性碱从体系中蒸发从而降低体系的pH，在体系施涂后触发pH下降。参见例如US5527853、US5861188、US6013721和US2015/0259559的体系，其公开了与通过挥发性碱而稳定的多功能胺聚合物组合的阴离子稳定的聚合物颗粒。随着挥发性碱的蒸发，该体系不再稳定，并且聚合物颗粒与胺官能团反应以建立该体系。例如，PrimalTMEC-1791QS是用于弹性体屋顶涂料的PrimalTMEC1791胶乳的快速固化版本。将多功能胺聚合物添加剂后添加到PrimalTMEC1791中，用氨水将pH调节到高于10。另一种商业快速固化方法是基于聚乙烯亚胺(PEI)的添加剂，如果需要快速固化功能，则可将其添加到调配物中。然而，上述快速干燥或快速凝固方法具有缺点，诸如令人不快的氨水气味、更复杂的调配物专业知识和潜在的调配物相容性问题。
因此，本领域需要一种用于缩短涂料组合物的干燥时间的新方法。
经过不懈的探索，本公开的发明人已惊奇地发现，向涂料组合物中添加多功能复合材料可缩短涂料组合物的干燥时间，特别是完全干燥时间，优选地，同时，包括拉伸强度和断裂伸长率的机械特性保持在相同水平或可接受水平并且水吸收保持在可接受水平，并且涂料组合物的粘度增加。基于这些发现，本发明人开发了一种缩短涂料组合物的干燥时间的方法、多功能复合材料在缩短涂料组合物的干燥时间(尤其是完全干燥时间)中的用途，以及若干涂料组合物(包括弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料组合物)，其具有缩短的干燥时间同时将拉伸强度和断裂伸长率以及水吸收保持在可接受的水平。
发明内容
在本公开的第一方面，本公开提供了一种缩短涂料组合物的干燥时间的方法，该方法包括向涂料组合物中添加多功能复合材料，
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；并且
其中该涂料组合物包含丙烯酸聚合物的水性乳液。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
优选地，该涂料组合物选自由以下项组成的组：弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料组合物。
在本公开的第二方面，本公开提供了多功能复合材料在缩短涂料组合物的干燥时间中的用途，其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；
其中该涂料组合物包含：
(a)丙烯酸聚合物的水性乳液；以及
(b)多功能复合材料。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
优选地，该涂料组合物选自由以下项组成的组：弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料组合物。
在本公开的第三方面，本公开提供了一种弹性体屋顶涂料组合物或弹性体墙壁涂料组合物，其包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；以及
ii)多功能复合材料；
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；并且
其中基于该涂料组合物的总重量，该多功能复合材料以11重量％或更多的量使用。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
在本公开的第四方面，本公开提供了一种双组分水泥防水涂料组合物，该双组分水泥防水涂料组合物包含：
A)包含丙烯酸聚合物的水性乳液的液体部分；
B)粉末部分，该粉末部分包含
B1)水泥材料，和
B2)多功能复合材料；
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
在本公开的第五方面，本公开提供了一种灰泥涂料组合物，该灰泥涂料组合物包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；
ii)多功能复合材料；以及
iii)硅砂；
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
附图说明
图1示出了表8中实施例的表面形态。
具体实施方式
除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员通常所理解相同的含义。此外，本文所提及的所有公开案、专利申请、专利以及其他参考文献均以引用的方式并入。
本文公开的数值范围包含从下限值到上限值的所有值，并且包含下限值和上限值。对于含有确切值(例如，1或2；或3到5；或6；或7)的范围，包含任何两个确切值之间的任何子范围(例如，1到2；2到6；5到7；3到7；5到6等)。除非相反地说明、由上下文暗示或在本领域中惯用，否则所有份数和百分比都按重量计，并且所有测试方法都为截至本公开的提交日的现行方法。
如本文所公开，术语“组合物”、“调配物”或“混合物”是指不同组分的物理共混物，其是通过用物理方式简单地混合不同组分来获得。基于组合物的总重量，组合物中每种组分的按重量计百分比之和为100％。
如本文所用，术语“平均粒度”是指如例如通过MultisizerTM3Coulter CounterTM(Beckman Coulter,Inc.,Fullerton,CA)根据制造商推荐的程序确定的中值粒度或颗粒分布直径。中值粒度被定义为其中分布中50重量％的颗粒小于中值粒度并且分布中50重量％的颗粒大于中值粒度的尺寸。它是体积平均粒度。
如本文所公开，“和/或”意指“和、或作为替代方案”。除非另外指明，否则所有范围均包括端值。
丙烯酸聚合物的水性乳液
丙烯酸聚合物的水性乳液可通过自由基乳液或悬浮液聚合来制备，或者通过在剪切下将预形成的聚合物分散到水性介质中来制备。适于制备丙烯酸聚合物的单体包括但不限于(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯，诸如(甲基)丙烯酸烷基酯。(甲基)丙烯酸烷基酯的示例为但不限于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯、以及它们的组合。基于聚合物的重量，丙烯酸聚合物可包含0.1重量％至10重量％、0.5重量％至8重量％、0.8重量％至5重量％或1重量％至3重量％的(甲基)丙烯酸的结构单元。基于聚合物的重量，丙烯酸聚合物可包含10重量％至100重量％、15重量％至99重量％、20重量％至95重量％、30重量％至80重量％或40重量％至75重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
本公开中的丙烯酸聚合物可包含一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的结构单元。杂官能团可选自由以下项组成的组：脲基、腈、酰胺、羟基、烷氧基硅烷(优选地可水解的烷氧基硅烷)或磷基团。优选地，杂官能团可选自由脲基、腈和酰胺组成的组。合适的脲基官能单体包括例如含脲基的(甲基)丙烯酸烷基酯。合适的脲基单体的示例如下所示：
或它们的混合物。代表性官能单体如Norsocryl 104可得自Arkema。合适的烷氧基硅烷官能单体包括例如乙烯基三烷氧基硅烷，诸如乙烯基三甲氧基硅烷；烷基乙烯基二烷氧基硅烷；(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，诸如(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷和(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；它们的衍生物、以及它们的组合。优选的烷氧基硅烷官能单体是购自Momentive的Silquest A-171。合适的腈官能单体包括例如(烷基)丙烯腈，诸如(甲基)丙烯腈。合适的酰胺官能单体包括例如(烷基)丙烯酰胺，诸如(甲基)丙烯酰胺。合适的磷官能单体包括例如含磷的(甲基)丙烯酸酯，诸如(甲基)丙烯酸磷酸乙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丁酯、它们的盐以及它们的混合物；CH2＝C(R)-C(O)-O-(RlO)n-P(O)(OH)2，其中R＝H或CH3，R1＝烷基，并且n＝2-6，诸如SIPOMER PAM-100、SIPOMERPAM-200和SIPOMER PAM-300，均可得自苏威公司(Solvay)；(甲基)丙烯酸磷烷氧基酯，如磷乙二醇(甲基)丙烯酸酯、磷二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、磷三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、磷丙二醇(甲基)丙烯酸酯、磷二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、磷三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、它们的盐和它们的混合物。优选的含磷(甲基)丙烯酸酯是来自生产商如杭州海瑞化工有限公司(Hangzhou Hairui Chemical Co.,Ltd.)的乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯。合适的羟基官能单体包括例如(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯。上述烷基优选地为C1-C10烷基，更优选地C1-C6烷基，或者甚至更优选地C1-C4烷基。
基于聚合物的重量，丙烯酸聚合物可包含0.1重量％至20重量％、0.5重量％至15重量％、1重量％至12重量％、或1.5重量％至10重量％、或1.5重量％至5重量％的一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的结构单元。
丙烯酸聚合物还可包含一种或多种苯乙烯单体的结构单元。苯乙烯单体可包括例如苯乙烯、取代的苯乙烯或它们的混合物。取代的苯乙烯可包括例如丙烯酸苄酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丁基苯乙烯、甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯或它们的混合物。优选的苯乙烯单体是苯乙烯。按聚合物的重量计，该聚合物可包含1％或更多、5％或更多、10％或更多、15％或更多、17％或更多、19％或更多、或者甚至21％或更多并且同时40％或更少、35％或更少、30％或更少、28％或更少、或者甚至26％或更少的苯乙烯单体的结构单元。
可用于本公开的聚合物可通过上文所述的单体的自由基聚合、优选地乳液聚合来制备。乳液聚合为优选的方法。用于制备聚合物的单体的总重量浓度等于100％。单体的混合物可以纯净地或以在水中的乳液形式添加；或者在制备聚合物的反应时间段内以一种或多种添加形式或连续、线性或非线性地添加。适于乳液聚合方法的温度可低于100℃，在30℃至95℃范围内或在50℃至90℃范围内。
在一个实施方案中，丙烯酸聚合物的水性乳液是购自陶氏化学公司(DowChemical Company)的PRIMALTMEC 4642、PRIMALTMEC 4811、PRIMALTMEC 2848ER、PRIMALTMAC261P、PRIMALTMEC 1791、PRIMALTMEC 1791QS、TIANBATM2012。
本公开中的丙烯酸聚合物可具有10,000至1,000,000、20,000至700,000或40,000至500,000的重均分子量。重均分子量可通过用聚苯乙烯标准物校准的凝胶渗透色谱法(GPC)来测量。
可用于本公开的丙烯酸聚合物的Fox Tg可为-50℃或更高、-40℃或更高、-30℃或更高、-25℃或更高、或者甚至-20℃或更高并且同时30℃或更低、20℃或更低、10℃或更低、0℃或更低、-4℃或更低、或者甚至-5℃或更低。
在本公开中丙烯酸聚合物的水性乳液的pH具有不高于11的pH。通常，可以有效量掺入一种或多种挥发性或非挥发性碱以保持组合物的pH值在7.2至11的范围内或在7.5至10.5的范围内。在一些实施方案中，可将一种或多种挥发性或非挥发性碱以0重量％至5.0重量％的浓度掺入组合物中。在某些实施方案中，可将一种或多种挥发性碱以0.1重量％至2.5重量％的浓度掺入组合物中。
丙烯酸聚合物的水性乳液可具有用于快速干燥的后添加的添加剂，诸如多功能胺聚合物，诸如聚乙烯亚胺(PEI)。
基于丙烯酸聚合物的水性乳液的总重量，丙烯酸聚合物的水性乳液可具有30％-70％、或40％-65％或45-60％的固体含量。
基于涂料组合物的总重量，丙烯酸聚合物的乳液可以5重量％或更多、10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、或者甚至30重量％或更多并且同时80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、45重量％或更少的量存在。
多功能复合材料
多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％、优选地65％至88％并且更优选地70％至85％的无机增量剂，5％至25％、优选地7％至20％并且更优选地10％至15％的无机颜料，以及3％至20％、优选地1％至10％、更优选地2％至8％并且甚至更优选地3％至7％的水不溶性聚合物颗粒。
无机增量剂具有0.3μm至30μm、优选地0.5μm至20μm并且更优选地1μm至10μm的粒度。
喷雾干燥的复合材料颗粒具有1μm至100μm、优选地3μm至70μm并且更优选地5μm至40μm的粒度。
水不溶性聚合物颗粒包含作为聚合单元的至少一种α,β-烯键式不饱和非离子单体，即在pH＝1-14之间不带有离子电荷的α,β-烯键式不饱和单体。α,β-烯键式不饱和非离子单体的合适的示例包括(甲基)丙烯酸酯单体，即甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯单体，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异癸酯和甲基丙烯酸月桂酯；(甲基)丙烯腈；苯乙烯和取代的苯乙烯，诸如α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯；乙烯基酯，诸如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯；和其他乙烯基单体，诸如氯乙烯和偏二氯乙烯。优选地，α,β-烯键式不饱和非离子单体是丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羟丁酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、以及它们的任何组合。
任选地，基于聚合物颗粒的总干重，水不溶性聚合物颗粒还包含作为聚合单元的按干重计0.1％至10％、优选地0.5％至5％的带有至少一个选自羧基、羧酸酐、羟基、酰胺、氨基、脲基、乙酰乙酸根、磺酸根、膦酸根以及它们的任何组合的官能团的烯键式不饱和单体。这些单体的合适示例是烯键式不饱和羧酸或二羧酸，诸如丙烯酸或甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸；烯键式不饱和酰胺，诸如(甲基)丙烯酰胺；烯键式不饱和N-羟烷基酰胺，诸如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和2-羟乙基(甲基)丙烯酰胺；羧酸或二羧酸的羟烷基酯，诸如(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯；氨基官能单体，诸如甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯；脲基官能单体，诸如甲基丙烯酰氨基乙基-2-咪唑烷酮；带有乙酰乙酸酯官能团的单体，诸如甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯；以及它们的任何组合。
聚合物颗粒的聚合可以是本领域已知的任何方法，并且包括乳液聚合和微乳液聚合。
无机颜料是能够实质上有助于组合物的不透明性(即遮盖能力)的颗粒状无机材料。此类材料通常具有大于1.8的折射率，并且包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、碳酸钡和锌钡白。TiO2是优选的。
无机增量剂是折射率小于或等于1.8且大于1.3的颗粒状无机材料，并且包括碳酸钙、粘土、硫酸钙、硅铝酸盐、硅酸盐、沸石、云母、硅藻土、氧化铝(Al2O3)、磷酸锌、实心或中空玻璃和陶瓷珠。碳酸钙、粘土、云母和Al2O3是优选的。碳酸钙是更优选的。
基于颗粒的总干重，喷雾干燥的复材料合颗粒还包含按干重计小于3％、优选地小于2％的分散剂。分散剂的合适示例包括非离子、阴离子和阳离子分散剂，诸如具有合适分子量的多元酸、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、二甲基氨基乙醇(DMAE)、三聚磷酸钾(KTPP)、聚磷酸三钠(TSPP)、柠檬酸和其他羧酸。优选的分散剂是多元酸，即羧酸的均聚物或共聚物、疏水或亲水改性的多元酸、它们的盐以及它们的任何组合。疏水或亲水改性的多酸的合适示例包括用亲水或疏水单体诸如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、二异丁烯改性的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和马来酸酐。此类多元酸分散剂的分子量为400至50,000、优选地500至30,000、更优选地1000至10,000并且最优选地1,500至3,000。
基于该颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒还可包含按干重计小于3％、优选地小于2％的流动添加剂。流动添加剂的合适示例包括硬脂酸镁、甘露醇、硬脂醇、单硬脂酸甘油酯以及它们的任何组合。
基于该颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒还可包含按干重计小于3％、优选地小于2％的消泡剂。消泡剂可以是本领域已知的任何合适的消泡剂。消泡剂的合适示例包括硅氧烷基消泡剂和矿物油基消泡剂。
基于该颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒还可包含按干重计小于3％、优选地小于2％的增稠剂。增稠剂的合适示例包括聚乙烯醇(PVA)、疏水改性的碱溶性乳液(HASE)、碱溶性或碱溶胀性乳液(ASE)、本领域称为HEUR的疏水改性的环氧乙烷-氨基甲酸酯聚合物、纤维素增稠剂诸如羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、羧甲基纤维素钠(SCMC)、羧甲基2-羟乙基纤维素钠、2-羟丙基甲基纤维素、2-羟乙基甲基纤维素、2-羟丁基甲基纤维素、2-羟乙基乙基纤维素和2-羟丙基纤维素。
基于该颗粒的总重量，该喷雾干燥的复合材料颗粒含有小于2重量％、优选地小于0.5重量％、更优选地小于0.1重量％的水。
用于制备喷雾干燥的复合材料颗粒的喷雾干燥方法包括以下步骤：(a)制备用于喷雾干燥的浆料，基于该浆料的总干重，该浆料包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；以及(b)将该浆料添加到喷雾干燥器中并制备喷雾干燥的复合材料颗粒。
喷雾干燥方法涉及通过喷雾干燥器在一步法中蒸发溶剂/水而将浆料液滴转化成干燥粉末。在本领域中众所周知，通过控制浆料的固体含量、喷嘴直径、空气入口或空气出口温度、泵速和喷雾干燥器的空气压力来实现期望的颗粒形态和尺寸分布。在该公开中，将无机颜料、无机增量剂和水不溶性聚合物颗粒与基于浆料的总重量按重量计20％至99％的水以及分散剂、消泡剂和任选的流动添加剂混合以形成浆料。可将浆料添加到任何可商购获得的喷雾干燥器中，诸如来自布奇公司(BUCHI Corporation)的迷你喷雾干燥器B-290和来自GEA工艺工程有限公司(GEA Process Engineering Inc.)的GEA Niro喷雾干燥器，以制备本公开的期望喷雾干燥的复合材料颗粒。
基于涂料组合物的总重量，多功能复合材料可以1重量％或更多、2重量％或更多、5重量％或更多、10重量％或更多、或11重量％或更多、15重量％或更多、或者甚至20重量％或更多并且同时40重量％或更少、30重量％或更少、25重量％或更少、或者甚至20重量％或更少的量存在。
颜料
本公开的涂料组合物还可包含一种或多种颜料。颜料可包括能够对涂层的不透明度或遮盖能力产生实质性贡献的颗粒状无机材料。这类材料的折射率通常大于1.8。合适的颜料的示例包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌、硫化锌、氧化铁、硫酸钡、碳酸钡或它们的混合物。基于涂料组合物的总重量，颜料可以零重量％或更多、0.5重量％或更多、1重量％或更多、1.5重量％或更多、或者甚至2重量％或更多并且同时20重量％或更少、15重量％或更少、10重量％或更少、或者甚至5重量％或更少的量存在。
增量剂
本公开的涂料组合物可包含一种或多种增量剂。增量剂可包括通常具有小于或等于1.8且大于1.5的折射率的颗粒状无机材料。合适的增量剂的示例包括碳酸钙、二氧化硅、氧化铝(Al2O3)、粘土、硫酸钙、硅铝酸盐、硅酸盐、沸石、云母、沙、硅藻土、实心或中空玻璃、陶瓷珠粒和不透明聚合物(诸如购自陶氏化学公司的ROPAQUETMUltra E(ROPAQUE是陶氏化学公司的商标))，或它们的混合物。基于涂料组合物的总重量，增量剂可以零重量％或更多、5重量％或更多、10重量％或更多、15重量％或更多、或者甚至20重量％或更多并且同时80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、40重量％或更少、30重量％或更少、或者甚至25重量％或更少的量存在。
增稠剂
本公开的涂料组合物可包含一种或多种增稠剂(也称为“流变改性剂”)。增稠剂可包括聚乙烯醇(PVA)、粘土材料、酸衍生物、酸共聚物、氨基甲酸酯缔合增稠剂(UAT)、聚醚脲聚氨酯(PEUPU)、聚醚聚氨酯(PEPU)或它们的混合物。合适的增稠剂的示例包括碱溶胀性乳剂(ASE)，诸如钠或铵中和的丙烯酸聚合物；疏水改性的碱溶胀性乳剂(HASE)，诸如疏水改性的丙烯酸共聚物；缔合增稠剂，诸如疏水改性的乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR)；和纤维素增稠剂，诸如甲基纤维素醚、羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、羧甲基纤维素钠(SCMC)、羧甲基2-羟乙基纤维素钠、2-羟丙基甲基纤维素、2-羟乙基甲基纤维素、2-羟丁基甲基纤维素、2-羟乙基乙基纤维素和2-羟丙基纤维素。优选的增稠剂基于HEUR。基于涂料组合物的总重量，增稠剂可以零重量％或更多、0.01重量％或更多、或者甚至0.1重量％或更多并且同时5重量％或更少、4重量％或更少、或者甚至3重量％或更少的量存在。
消泡剂
本公开的涂料组合物可包含一种或多种消泡剂。本文中的“消泡剂”是指减少和阻碍泡沫形成的化学添加剂。消泡剂可以是有机硅基消泡剂、矿物油基消泡剂、环氧乙烷基/环氧丙烷基消泡剂、聚丙烯酸烷基酯或它们的混合物。合适的可商购获得的消泡剂包括例如均购自迪高(TEGO)的TEGO Airex902W和TEGO Foamex 1488聚醚硅氧烷共聚物乳液、购自毕克(BYK)的BYK-024有机硅消泡剂、购自诺普科(NOPCO)的NOPCO NXZ消泡剂或它们的混合物。基于涂料组合物的总重量，消泡剂可以零重量％或更多、0.01重量％或更多、或者甚至0.1重量％或更多并且同时2重量％或更少、1.5重量％或更少、或者甚至1重量％或更少的量存在。
分散剂
本公开的涂料组合物还可包含一种或多种分散剂。分散剂的合适示例包括非离子、阴离子和阳离子分散剂，诸如具有合适分子量的多元酸、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、二甲基氨基乙醇(DMAE)、三聚磷酸钾(KTPP)、聚磷酸三钠(TSPP)、柠檬酸和其他羧酸。优选的分散剂是多元酸，即羧酸的均聚物或共聚物、疏水或亲水改性的多元酸、它们的盐以及它们的任何组合。疏水或亲水改性的多酸的合适示例包括用亲水或疏水单体诸如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、二异丁烯改性的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和马来酸酐。此类多元酸分散剂的分子量为400至50,000、优选地500至30,000、更优选地1000至10,000并且最优选地1,500至3,000。基于涂料组合物的总重量，分散剂可以零重量％或更多、0.1重量％或更多、0.2重量％或更多、或者甚至0.3重量％或更多并且同时12重量％或更少、10重量％或更少、9重量％或更少、5重量％或更少、或者甚至2重量％或更少的量存在。
聚结剂
本公开的涂料组合物可包含一种或多种聚结剂。本文中的“聚结剂”是指在环境条件下促进聚合物颗粒扩散到连续膜中的缓慢蒸发溶剂。合适的聚结剂可包括例如2-正丁氧基乙醇、二丙二醇正丁醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、三乙二醇单丁醚、二丙二醇正丙醚、正丁醚或它们的混合物。优选的聚结剂包括二丙二醇正丁醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、正丁醚或其混合物。基于涂料组合物的总重量，聚结剂可以零重量％或更多、0.1重量％或更多、或者甚至1重量％或更多并且同时12重量％或更少、10重量％或更少、或者甚至9重量％或更少的量存在。
水泥材料
本公开的涂料组合物，尤其是双组分水泥防水涂料组合物可包含一种或多种水泥材料，诸如水泥。优选地，水泥可选自白水泥、硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。基于涂料组合物的总重量，水泥材料可以零重量％或更多、5重量％或更多、10重量％或更多、或者甚至15重量％或更多并且同时50重量％或更少、40重量％或更少、30重量％或更少、或者甚至25重量％或更少的量存在。
其他添加剂
除了上述组分之外，本公开的涂料组合物还可包含以下添加剂中的任一者或组合：缓冲剂、中和剂、保湿剂、防霉剂、杀生物剂、湿润剂、着色剂、流动剂、抗氧化剂、塑化剂、流平剂、触变剂、增粘剂、保水添加剂和研磨媒剂。当存在时，基于涂料组合物的总重量，这些添加剂可以0重量％至5重量％、或0.1重量％至3重量％、或0.5重量％至1.5重量％的组合量存在。
优选地，涂料组合物选自弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料。
弹性体屋顶涂料组合物或弹性体墙壁涂料组合物
弹性体屋顶涂料组合物或弹性体墙壁涂料组合物包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；以及
ii)多功能复合材料；
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；
其中基于该涂料组合物的总重量，该多功能复合材料以11重量％或更多的量使用。
优选地，基于该涂料组合物的总重量，该多功能复合材料以12重量％或更多、或15重量％或更多、20重量％或更多、或25重量％或更多、或者甚至30重量％或更多并且同时70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、45重量％或更少、40重量％或更少的量使用。
优选地，弹性体屋顶涂料组合物或弹性体墙壁组合物还包含一种或多种选自由颜料、增量剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和聚结剂组成的组的组分。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
双组分水泥防水涂料组合物
该双组分水泥防水涂料组合物包含：
A)包含丙烯酸聚合物的水性乳液的液体部分；
B)粉末部分，该粉末部分包含
B1)水泥材料，和
B2)多功能复合材料；
其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
优选地，所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
优选地，基于液体部分的总重量，丙烯酸聚合物的水性乳液以30重量％或更多、40重量％或更多、45重量％或更多、50重量％或更多、60重量％或更多并且90重量％或更少、85重量％或更少、80重量％或更少、75重量％或更少的量使用。
优选地，基于粉末部分的总重量，水泥材料以10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、25重量％或更多、28重量％或更多并且50重量％或更少、40重量％或更少、45重量％或更少、40重量％或更少的量使用。该水泥材料可以是例如水泥。水泥可以选自白水泥、硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
优选地，基于粉末部分的总重量，该多功能复合材料以2重量％或更多、3重量％或更多、5重量％或更多、10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、25重量％或更多并且50重量％或更少、40重量％或更少、45重量％或更少、40重量％或更少、35重量％或更少、30重量％或更少的量使用。
优选地，粉末部分还包含B3)一种或多种增量剂。增量剂可选自碳酸钙、硅砂或它们的混合物。优选地，基于粉末部分的总重量，增量剂可以10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、25重量％或更多、30重量％或更多并且80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、40重量％或更少的量使用。
优选地，粉末部分还包含碳酸钙。优选地，基于粉末部分的总重量，碳酸钙可以5重量％或更多、10重量％或更多、12重量％或更多、40重量％或更少、30重量％或更少、20重量％或更少的量使用。
优选地，粉末部分还包含硅砂。优选地，基于粉末部分的总重量，硅砂可以5重量％或更多、10重量％或更多、20重量％或更多、30重量％或更多并且80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少的量使用。
液体部分还可包含如本文上述的消泡剂、分散剂。
液体部分与粉末部分之间的重量比为1:10至10:1、优选地1:5至5:1、更优选地1:2.5至2.5:1。
优选地，该双组分水泥质防水涂料组合物还包含一种或多种选自由颜料、增量剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和聚结剂组成的组的组分。
灰泥涂料组合物
该灰泥涂料组合物包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；
ii)多功能复合材料；以及
iii)硅砂；
其中该多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于该喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，该喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
优选地，基于涂料组合物的总重量，丙烯酸聚合物的水性乳液可以5重量％或更多、10重量％或更多、12重量％或更多、15重量％或更多、或者甚至20重量％或更多并且同时60重量％或更少、50重量％或更少、40重量％或更少、35重量％或更少、30重量％或更少的量使用。
优选地，基于涂料组合物的总重量，硅砂可以10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、25重量％或更多、30重量％或更多、40重量％或更多并且80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少的量使用。
优选地，基于涂料组合物的总重量，多功能复合材料可以2重量％或更多、3重量％或更多、5重量％或更多、10重量％或更多、15重量％或更多、20重量％或更多、25重量％或更多并且80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、40重量％或更少、45重量％或更少、40重量％或更少、35重量％或更少、30重量％或更少的量使用。
优选地，灰泥涂料组合物还包含一种或多种选自由颜料、其他增量剂、消泡剂、分散剂、增稠剂和聚结剂组成的组的组分。
制备方法
本公开的涂料组合物可用涂料领域已知的技术制备，例如通过将丙烯酸聚合物的水性乳液与上述其他任选的组分混合。可以合适的顺序混合涂料组合物中的组分，以提供本公开的涂料组合物。还可将上述可选的组分中的任一者在混合期间或之前添加至组合物，以形成涂料组合物。本公开的涂料组合物通常是水性涂料组合物。
本公开还提供了一种制备涂层的方法。该方法可以包括：形成涂料组合物，将该涂料组合物施涂到基材上，并干燥或允许干燥所施涂的涂料组合物以形成涂层。涂料组合物可通过包括刷涂、浸涂、辊涂和喷涂的现有方式施涂到基材。涂料组合物优选地通过辊涂和喷涂来施涂。使用典型的辊和标准的轧制技术。可使用标准喷涂技术和喷涂设备，如空气雾化喷涂、空气喷涂、无空气喷涂、高体积低压喷涂和静电喷涂(如静电钟杯施加(electrostatic bell application))和人工或自动方法。在将涂料组合物施涂到基材上之后，涂料组合物可以在室温(20℃至25℃)下或在升高的温度(例如，35℃至60℃)下干燥或允许干燥，从而形成膜(即，涂层)。涂料组合物可提供由其获得的涂层(即，在干燥或允许干燥施涂到基材上的涂料组合物之后获得的膜)。
本公开的涂料组合物可施涂并粘附到各种基材上。合适的基材的示例包括混凝土、水泥基材、木材、金属、石头、弹性体基材、玻璃或织物。涂料组合物适用于各种涂料应用，诸如防水涂料、建筑涂料、船舶和防护涂料、汽车涂料、木材涂料(包括家具涂料、细木工涂料和地板涂料)、卷材涂料、路标漆和土木工程涂料。涂料组合物可单独使用或与其他涂料组合使用以形成多层涂层。
实施例
现将在以下实施例中描述本发明的一些实施方案，其中除非另外说明，否则所有份数和百分比均以重量计。
A.多功能复合材料(MFC)的制备(实施例A)
1.喷雾干燥的MFC的制备：
通过在低速混合器中混合0.8g OrotanTM1288(分散剂，购自陶氏化学公司)、0.2gAMP-95(碱，购自安格斯化学公司(Angus Chemical Company))和28g去离子水来制备浆料。将22.2g R-996TiO2(购自科慕公司(Chemours))与该浆料在增加的1500rpm剪切速度下混合30分钟。然后在约700rpm下添加168g商业CC700碳酸钙浆料(购自广福建材公司)和9gEVOQUETM1200乳液(45％固体，购自陶氏化学公司)并混合10分钟。向浆料中进一步添加附加的水以保持浆料的固体含量为50％。
将所制备的浆料添加到购自布夫弗尔公司(BUCFFLL Corporation)的迷你喷雾干燥器B-290中，并将该装置设定为如下参数：喷嘴径等于1mm，空气入口温度等于120℃，空气出口温度等于100℃，泵速度等于0.45L/小时，并且气压等于约196KPa。从喷雾干燥器的产物收集容器收集粒度为10um-50um的喷雾干燥的多功能复合材料(MFC)颗粒。
将得到的MFC颗粒用于以下涂料组合物的制备。
B.涂料组合物的制备
I.ERC调配物
下表中列出了调配物中使用的原材料的信息：
*PrimalTMEC-1791是55％固体的全丙烯酸胶乳聚合物，其中主要组分衍生自BA和MMA的单体。胶乳pH＝9.2，并且聚合物Tg＝-40℃。
**PrimalTMEC-1791QS是EC-1791丙烯酸胶乳的快速凝固版本。EC-1791QS是全丙烯酸胶乳聚合物，其中主要组分衍生自BA和MMA的单体。EC-1791QS含有多功能胺聚合物以缩短凝固时间。胶乳的pH为10.5、固体含量为51％，并且聚合物Tg为-40℃。
[BA：丙烯酸丁酯；MMA：甲基丙烯酸甲酯]
i)ERC调配物的制备方法：
根据以下方法制备本发明调配物和比较调配物：
1.在研磨过程期间，将研磨物的初始成分(A)装入混合釜中。在将任何胶乳乳液装入釜中之前，添加KTPP(三磷酸钾)。
2.在低速(300rpm-400rpm)混合的同时，将成分(B)颜料、增量剂和多功能复合材料(如果存在的话)添加到釜中。
3.在将所有成分(B)添加到釜中后，停止混合器并刮擦釜的侧面和底部。
4.重新打开混合器并将混合物高速(600rpm-800rpm)研磨15-30分钟，或直至获得良好的研磨(Hegman读数为4.5-5.0)。
5.对于调稀过程，将成分(C)中的胶乳乳液添加到釜中。将消泡剂添加到乳液的顶部。
6.打开混合器并将该混合物共混在一起。
7.在共混的同时，将成分(D)和(E)添加到釜中。
8.在向混合物中添加NH4OH后立即添加作为预混物的成分F。
表1.本发明实施例1-4和比较例1的成分细节
成分 比较例1 本发明实施例1 本发明实施例2 本发明实施例3
研磨
水 126.64 126.64 126.64 126.64
OrotanTM1850E 3.99 3.99 3.99 3.99
KTPP 1.16 1.16 1.16 1.16
Nopco NXZ 1.58 1.58 1.58 1.58
CaCO3 CC-700 350.61 270.38 306.78 270.38
MFC 152.31 115.91 152.31
Ti-pure R-960 72.08 - - -
ZnO 19.52 19.52 19.52 19.52
调稀
PrimalTMEC-1791 390.80 390.80 390.80 390.80
Nopco NXZ 1.58 1.58 1.58 1.58
Texanol 5.81 5.81 5.81 5.81
Rocima 363 1.74 1.74 1.74 1.74
NH4OH(28％) 0.83 0.83 0.83 0.83
丙二醇 20.26 20.26 20.26 20.26
Natrosol 250HBR 3.49 3.49 3.49 1.74
表2.比较例2和本发明实施例4的成分细节
成分 比较例2 本发明实施例4
研磨
水 126.64 126.64
OrotanTM1850E 3.99 3.99
KTPP 1.16 1.16
Nopco NXZ 1.58 1.58
CaCO3 CC-700 350.61 270.38
MFC 152.31
Ti-pure R-960 72.08 -
ZnO 19.52 19.52
调稀
PrimalTMEC-1791QS 390.80 390.80
Nopco NXZ 1.58 1.58
Texanol 5.81 5.81
Rocima 363 1.74 1.74
NH4OH(28％) 0.83 0.83
丙二醇 20.26 20.26
Natrosol 250HBR 3.49 3.49
ii)测试方法
根据以下GB标准和要求评价上述调配物实施例的关键特性。
涂膜干燥时间(GB 1728-1979用于涂膜和罩面层的干燥时间的测试方法)：
通过1000um厚施涂器将涂膜液体施涂在标准实验纤维水泥面板的顶部。采用以下测试方法，在距离涂膜边缘至少1cm的区域范围内测试表面干燥时间(接触干燥)和完全干燥时间。
表面干燥时间(接触干燥)：用手指小心地接触涂层表面。如果感觉涂膜发粘但手指上没有留下涂层，则认为是指触干燥的。记录时间作为表面干燥时间。
完全干燥时间：使用刀切穿涂膜以仔细观察涂膜的底部和内部截面。如果没有发粘现象，则认为是完全干燥的。记录时间作为完全干燥时间。
拉伸强度和断裂伸长率(根据JG/T 375-2012用于金属屋顶的丙烯酸防水涂料)：
a)在离型纸上刮涂涂膜(干膜厚度为1mm)；
b)在受控的温度室(温度：23℃，湿度：50％)中固化4天；然后在40℃烘箱中放置2天；
c)将涂膜切割成哑铃形状；
d)使用万能试验机(即Gotech-AI 7000M)以200mm/min的十字头速度以记录室温下的伸长率和拉伸。
水吸收
1)测量固化涂膜重量，以m1表示；
2)将上述涂膜浸入GB/T 6682-2008中合格的水中168小时；
3)吸收涂膜上的水并称重为m2；
4)将吸水率计算为
表3.具有MFC的EC1791(ERC调配物)的性能结果
PrimalTMEC1791用作比较例1的对照调配物。将多功能复合材料(MFC)后添加到ERC调配物中，作为部分CaCO3和TiO2的替代物。使用不同剂量的MFC(11.6％和15.2％，基于涂料组合物的总重量)。在ERC调配过程期间，还观察到MFC对调配物具有增稠作用的功能。
关于表面干燥时间，似乎11.6％的MFC对涂层表面干燥几乎没有影响。当MFC含量增加到15.2％时，表面干燥时间从100分钟改进到95分钟。50％剂量的HEC增稠剂具有与本发明实施例1类似的效果。
关于完全干燥时间，11.6％的MFC已将干燥时间从130分钟缩短到115分钟。当MFC的含量增加到15.2％时，涂膜完全干燥时间缩短到105分钟，这几乎快20％。
与比较例1相比，在MFC用作ERC调配物中的功能性增量剂后，拉伸强度和伸长特性保持类似的性能范围。典型的拉伸强度在2.1MPa-2.6MPa的范围内，而伸长率在154％-186％的范围内，这两者都可通过JG/T375要求(拉伸强度>1.5MPa而伸长率>150％)。
在ERC调配物中后添加MFC之后，干涂膜的吸水率仍可满足JG/T 375要求(7天后水吸收<15％)。
表4.具有MFC的EC1791QS(ERC调配物)的性能结果
根据表2制备ERC涂料组合物。总体性能结果汇总于表4中。典型的ERC涂料的膜厚度为约1.0mm-1.2mm。
就表面干燥时间或涂膜完全干燥时间而言，EC1791QS与EC1791调配物几乎没有差异。15.2％的MFC缩短了表面干燥时间和完全干燥时间，这证明了MFC在ERC调配物中的有效快速干燥功能。
EC1791QS的拉伸强度高于EC1791，而伸长率略低。后添加15.2％的MFC代替部分CaCO3后，对机械特性没有大的影响。
本发明实施例4的水吸收通过了JG/T 375ERC法规要求。
II：2K(双组分)水泥防水调配物
下表中列出了2K水泥防水调配物中使用的原材料的信息：
*胶乳TianbaTM2012*是56％固体的苯乙烯丙烯酸胶乳聚合物，其中主要组分衍生自BA和St的单体。聚合物Tg＝-11℃
[BA：丙烯酸丁酯；St：苯乙烯]
i)用于制备2K水泥防水涂料的方法：
液体与粉末的比率为1:2.3，其在III型JS的典型范围内。
对于液体部分调配物，可基于调配物设计顺序添加所有成分。为了水泥/二氧化硅/CaCO3的更好的可分散性，将OrotanTM1850E后添加到对照乳液(即TianbaTM2012)中，这可改善可加工性并且影响良好固化的膜的机械特性。将0.3％消泡剂添加到液体部分中以消除在搅拌过程期间引起的泡沫，因为泡沫可能对机械特性具有很多负面影响。
对于粉末部分调配物，将干粉成分混合在一起并适当分散。
为了制备2K水泥质防水涂料，将粉末部分调配物在较低的速度300rpm-400rpm下根据当前的混合比添加到液体部分调配物中。将混合浆料在600rpm-800rpm下分散5分钟，然后停止分散1-3分钟以进行消泡。在进一步应用于工地或用于进一步的性能验证之前，将浆料再分散3分钟。
表5用于2K水泥防水涂料的调配物成分
比较例3 本发明实施例5 本发明实施例6
液体部分
胶乳TianbaTM2012 74.5 74.5 74.5
消泡剂NXZ 0.2 0.2 0.2
分散剂OrotanTM1850E 0.3 0.3 0.3
水 25 25 25
总和 100 100 100
粉末部分
PO42.5水泥 69 69 69
70-140目硅砂 114.9 114.9 114.9
325目碳酸钙 46 23 34.5
MFC 23 11.5
WALOCELTMMW40000PFV 0.1 0.1 0.1
总和 230 230 230
液体:粉末 1:2.3 1:2.3 1:2.3
表6. 2K水泥防水涂料的性能结果
比较例3 本发明实施例5 本发明实施例6
可加工性(等级) 4 5 4.5
表面干燥，min 30 32 32
完全干燥，min 90 60 65
拉伸强度，MPa 1.35 1.85 1.60
伸长率，％ 46.0 43.0 45.0
还将MFC调配到双组分水泥防水涂料中以代替粉末部分调配物中的部分CaCO3。调配物成分可见于表5中并且性能结果示于表6中。典型的2K水泥防水涂料的膜厚度为约1.2mm-1.5mm。
本发明实施例5和本发明实施例6两者的完全干燥时间从90分钟缩短到65分钟和60分钟，这是显著的快速干燥功能。
III：灰泥涂料调配物
下表中列出了灰泥涂料调配物中使用的原材料的信息：
功能 供应商
PrimalTMAC-261P* 胶乳乳液 陶氏化学公司
ECOSURFTMBD-405 润湿剂 陶氏化学公司
Nopco NXZ 消泡剂 圣诺普科(Saint Nopco)
OrotanTM1128 分散剂 陶氏化学公司
Natrosol 250HBR HEC增稠剂 亚什兰公司
水
Texanol 聚结剂 伊士曼(Eastman)
TiO2 R-960 颜料 科慕公司
碳酸钙500目 增量剂 广福建材
碳酸钙200目 增量剂 广福建材
MFC 多功能复合材料 实施例A中制备
硅砂#40-70目 无机增量剂 上海建达公司
硅砂#20-40目 无机增量剂 上海建达公司
*PrimalTMAC-261P是50％固体的全丙烯酸胶乳聚合物，其中主要组分衍生自BA和MMA的单体。该胶乳具有8.8的pH和23℃的Tg。
[BA：丙烯酸丁酯；MMA：甲基丙烯酸甲酯]
制备灰泥涂料组合物的方法：
根据调配物设计的顺序制备灰泥涂料组合物。添加丙烯酸胶乳作为灰泥调配物中的第一成分。润湿剂和消泡剂用于更好的体系稳定性和消泡。分散剂用于更好地分散颜料和增量剂。HEC型增稠剂250HBR用作流变改性剂以改善体系稳定性。以相对较高的分散速度逐渐添加颜料和增量剂，包括TiO2、MFC、CaCO3和硅砂。将灰泥涂料组合物充分且均匀地混合以用于进一步应用。
表7.灰泥涂料组合物的调配物成分
比较例4 本发明实施例7
PrimalTMAC-261P 70.4 70.4
ECOSURFTMBD-405 2.16 2.16
Nopco NXZ 0.4 0.4
OrotanTM1128 2.4 2.4
Natrosol 250HBR 0.4
水 2.8 2.8
Texanol 3.4 3.4
TiO2 R960 16.12
碳酸钙500目 60.44
碳酸钙200目 104.8 104.8
MFC 76.56
硅砂#40-70目 90.68 90.68
硅砂#20-40目 40.32 40.32
总计 ～400 ～400
表8.灰泥涂料的性能结果
比较例4 本发明实施例7
粘度，cP，Brookfield 7#，30rpm 16000 20500
一层的表面干燥时间，1mm 40分钟 20分钟
此外，还将MFC调配到灰泥涂料组合物中。调配物成分示于表7中，而增稠粘度和表面干燥时间列于表8中。典型的灰泥涂料的膜厚度为约1.0mm-1.2mm。
灰泥涂层的表面干燥时间从40分钟显著缩短到20分钟。同时，在没有HEC增稠的情况下后添加MFC可获得比比较例4更高的增稠效率。
如图1所示，将比较例4(右侧)和本发明实施例7(左侧)施涂到混凝土基材的顶部。将两个涂膜在标准条件(23℃温度，50％湿度)下固化一小时。进行早期喷水评价并且将结果记录在图1中。比较例4的涂膜被可见的底涂层冲洗掉，而本发明实施例7仍具有良好的成膜性，这证明了MFC在灰泥膜固化中的快速干燥。

Claims (15)

1.一种缩短涂料组合物的干燥时间的方法，包括向所述涂料组合物中添加多功能复合材料，
其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；并且
其中所述涂料组合物包含丙烯酸聚合物的水性乳液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物选自由以下项组成的组：弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料组合物。
4.多功能复合材料在缩短涂料组合物的干燥时间中的用途，其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；
其中所述涂料组合物包含：
(a)丙烯酸聚合物的水性乳液；以及
(b)所述多功能复合材料。
5.根据权利要求4所述的用途，其中所述丙烯酸聚合物具有一种或多种带有至少一个杂官能团的烯键式不饱和单体的至少一个结构单元。
6.根据权利要求4所述的用途，其中所述涂料组合物选自由以下项组成的组：弹性体屋顶涂料组合物、弹性体墙壁涂料组合物、双组分水泥防水涂料组合物和灰泥涂料组合物。
7.一种弹性体屋顶涂料组合物或弹性体墙壁涂料组合物，包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；以及
ii)多功能复合材料；
其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒；并且
其中基于所述涂料组合物的总重量，所述多功能复合材料以11重量％或更多的量使用。
8.根据权利要求7所述的涂料组合物，其中基于所述涂料组合物的总重量，所述多功能复合材料以12重量％或更多并且同时70重量％或更少的量使用。
9.一种双组分水泥防水涂料组合物，包含：
A)包含丙烯酸聚合物的水性乳液的液体部分；
B)粉末部分，所述粉末部分包含
B1)水泥材料，和
B2)多功能复合材料；
其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
10.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中基于所述粉末部分的总重量，所述水泥材料以10重量％或更多并且50重量％或更少的量使用。
11.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中基于所述粉末部分的总重量，所述多功能复合材料以2重量％或更多并且50重量％或更少的量使用。
12.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述液体部分与所述粉末部分的重量比为1:10至10:1。
13.一种灰泥涂料组合物，包含：
i)丙烯酸聚合物的水性乳液；
ii)多功能复合材料；以及
iii)硅砂；
其中所述多功能复合材料是喷雾干燥的复合材料颗粒，基于所述喷雾干燥的复合材料颗粒的总干重，所述喷雾干燥的复合材料颗粒包含按干重计60％至90％的无机增量剂、5％至25％的无机颜料和3％至20％的水不溶性聚合物颗粒。
14.根据权利要求13所述的涂料组合物，其中基于所述涂料组合物的总重量，所述硅砂以10重量％或更多并且80重量％或更少的量使用。
15.根据权利要求13所述的涂料组合物，其中基于所述涂料组合物的总重量，所述多功能复合材料以2重量％或更多并且80重量％或更少的量使用。
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