CN116875154A - 涂料组合物、外墙涂料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种涂料组合物、外墙涂料及其使用方法。本申请提供的涂料组合物，通过选用包括水性环氧树脂的A组分以及包括水性环氧固化剂的B组分，使A组分和B组分发生单向化学交联反应成涂膜，使其能够避免墙面腻子吸水发胀粉化的问题；同时，A组分和B组分分别辅以第一增稠剂和第二增稠剂，能够分别保证A组分和B组分的相容性，并能够进一步提高涂料组合物的抗渗透特性。此外，本申请提高的涂料组合物在合理配比A组分以及B组分含量的基础上，并协同分散剂和填料，使其具备优异的耐水、耐酸、耐碱和耐盐的性能。

Description

涂料组合物、外墙涂料及其使用方法

技术领域

本申请涉及涂料技术领域，具体涉及一种涂料组合物及其制备方法、外墙涂料。

背景技术

涂料是一种常见的涂覆材料，它可以采用不同的施工工艺涂覆于物体表面，经过物理或化学反应，在物体表面形成一层连续、均匀的涂膜，用于保护、装饰和改善物体表面的外观和性能。涂料分为外墙涂料和内墙涂料两种，由于外墙涂料长期在室外使用，因此对于外墙涂料的耐水性能等要求更高。

传统用作外墙涂料的是真石漆产品，真石漆产品中的成膜物质为单组分水性丙烯酸乳液类，丙烯酸乳液的成膜机理是让水分和成膜助剂挥发而成膜，这种成膜机理是可逆的，丙烯酸乳液成膜后泡水又会导致成膜物质被水破坏，进而导致外墙涂料溶胀或完全破坏；进一步地，如果同时遇上酸、碱或盐，外墙涂料溶胀或破坏进程会进一步加快。

发明内容

基于此，本申请提供一种涂料组合物及其制备方法、外墙涂料。本申请所提供的涂料组合物具有优异的耐水、耐酸、耐碱和耐盐的性能。

本申请的第一方面，提供一种涂料组合物，所述涂料组合物包括A组分和B组分，

以重量份计，所述A组分包括：

以重量份计，所述B组分包括：

其中，所述水性环氧树脂通过重量百分比为70％～80％的环氧树脂、10％～15％的第一助溶剂以及5％～15％的单胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；

所述水性环氧固化剂通过重量百分比为5％～15％的环氧树脂、5％～15％的第二助溶剂、5％～40％的乳化剂以及50％～65％的多胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；

所述环氧树脂选自平均环氧值为0.51mol/100g～0.52mol/100g的双酚A型环氧树脂；

所述第一增稠剂选自聚氨酯增稠剂；所述第二增稠剂选自丙烯酸增稠剂。

在其中一个实施例中，所述分散剂选自粘度为40000cP～60000cP的羟乙基纤维素。

在其中一个实施例中，所述填料选自质量比为1：(6.5～7.5)的重钙粉和天然彩砂；

其中，所述天然彩砂的细度为20目～120目。

在其中一个实施例中，所述单胺化合物选自数均分子量为2000～2500的聚醚一元胺。

在其中一个实施例中，所述多胺化合物选自数均分子量为150～280的聚醚二元胺。

在其中一个实施例中，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。

在其中一个实施例中，所述涂料组合物具有如下特征中的一种或多种：

(1)所述第一助溶剂和所述第二助溶剂各自独立地选自聚乙二醇、乙醇和丙酮中的一种或多种；

(2)所述第一溶剂和所述第二溶剂为水。

在其中一个实施例中，所述A组分和所述B组分的质量比为1：(0.9～1.1)。

本申请的第二方面，提供一种外墙涂料，包括本申请第一方面任一项实施例所述的涂料组合物。

本申请的第三方面，提供一种本申请第二方面所述的外墙涂料的使用方法，包括以下步骤：

选取本申请第一方面任一项实施例所述的涂料组合物，并混合所述A组分和所述B组分，制备喷涂液；

在温度≥5℃，相对湿度≤80％的条件下，将所述喷涂液涂敷在物体表面，干燥24h～48h。

本申请提供的涂料组合物，通过选用包括水性环氧树脂的A组分以及包括水性环氧固化剂的B组分，使A组分和B组分发生单向化学交联反应成涂膜，进而能够避免墙面腻子吸水发胀粉化的问题；同时，A组分和B组分分别辅以第一增稠剂和第二增稠剂，能够分别保证A组分和B组分的相容性，并能够进一步提高涂料组合物的抗渗透特性。此外，本申请提高的涂料组合物在合理配比A组分以及B组分含量的基础上，并协同分散剂和填料，使其具备优异的耐水、耐酸、耐碱和耐盐的性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本申请的涂料组合物、外墙涂料及其使用方法作进一步完整、清楚的描述。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：

本申请中，涉及“多个”、“多种”、“多次”、“多元”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。

本申请中，涉及“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本申请中，涉及“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本申请保护范围的限制。

本申请中，涉及“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本申请保护范围的限制。

本申请中，涉及“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指包括“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。

本申请中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，可选的数值分布在上述数值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，在本文中，相当于直接列举了每一个整数，比如t为包括1～10的整数，表示t为包括由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10构成的整数组的任一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并这些范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。

本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。

本申请中，涉及到百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。

本申请的第一方面，提供一种涂料组合物，所述涂料组合物包括A组分和B组分，

以重量份计，所述A组分包括：

以重量份计，所述B组分包括：

其中，所述水性环氧树脂通过重量百分比为70％～80％的环氧树脂、10％～15％的第一助溶剂以及5％～15％的单胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；

所述水性环氧固化剂通过重量百分比为5％～15％的环氧树脂、5％～15％的第二助溶剂、5％～40％的乳化剂以及50％～65％的多胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；

所述环氧树脂选自平均环氧值为0.51mol/100g～0.52mol/100g的双酚A型环氧树脂；

所述第一增稠剂选自聚氨酯增稠剂；所述第二增稠剂选自丙烯酸增稠剂。

本申请提供的涂料组合物，通过选用包括水性环氧树脂的A组分以及包括水性环氧固化剂的B组分，使A组分和B组分发生单向化学交联反应成涂膜，进而能够避免墙面腻子吸水发胀粉化的问题；同时，A组分和B组分分别辅以聚氨酯增稠剂和丙烯酸增稠剂，能够分别保证A组分和B组分的相容性，并能够进一步提高涂料组合物的抗渗透特性。此外，本申请提高的涂料组合物在合理配比A组分以及B组分含量的基础上，并协同分散剂和填料，使其具备优异的耐水、耐酸、耐碱和耐盐的性能。

可以理解的，本申请所述A组分中水性环氧树脂的重量份数可以选自3份～7份之间的任意数值。具体地，水性环氧树脂的重量份数包括但不限于3份、3.5份、3.8份、4份、4.5份、4.8份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份。

可以理解的，本申请所述A组分中第一增稠剂的重量份数可以选自0.3份～0.7份之间的任意数值。具体地，第一增稠剂的重量份数包括但不限于0.3份、0.4份、0.5份、0.6份或0.7份。

可以理解的，本申请所述A组分中分散剂的重量份数可以选自0.1份～0.3份之间的任意数值。具体地，分散剂的重量份数包括但不限于0.1份、0.15份、0.2份、0.25份或0.3份。

可以理解的，本申请所述A组分中填料的重量份数可以选自75份～85份之间的任意数值。具体地，填料的重量份数包括但不限于75份、76份、77份、78份、80份、81份、82份、83份、84份或85份。

可以理解的，本申请所述A组分中第一溶剂的重量份数可以选自10份～20份之间的任意数值。具体地，第一溶剂的重量份数包括但不限于10份、11份、12份、13份、14份、16份、17份、18份或20份。

可以理解的，本申请所述B组分中水性环氧固化剂的重量份数可以选自3份～7份之间的任意数值。具体地，水性环氧固化剂的重量份数包括但不限于3份、3.2份、3.5份、3.6份、3.7份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份。

可以理解的，本申请所述B组分中第二增稠剂的重量份数包括但不限于0.4份、0.41份、0.43份、0.45份、0.5份、0.55份、0.58份或0.6份。

可以理解的，本申请所述B组分中分散剂的重量份数包括但不限于0.15份、0.17份、0.19份、0.2份、0.21份、0.23份、0.24份或0.25份。

可以理解的，本申请所述B组分中填料的重量份数包括但不限于78份、78.5份、79份、80份、80.5份、81份、81.5份或82份。

可以理解的，本申请所述B组分中第二溶剂的重量份数包括但不限于10份、11份、12份、13份、15份、17份、18份、19份或20份。

本申请中，双酚A型环氧树脂的平均环氧值可以选自0.51mol/100g～0.52mol/100g的任意数值。具体地，双酚A型环氧树脂的平均环氧值包括但不限于0.51mol/100g、0.515mol/100g或0.52mol/100g。

在其中一个具体的示例中，双酚A型环氧树脂选自环氧树脂E51。

在其中一个示例中，以重量百分比计，所述水性环氧树脂的制备原料包括：

环氧树脂 70％～80％、

第一助溶剂 10％～15％，以及

单胺化合物 5％～15％；

其中，所述环氧树脂选自平均环氧值为0.51mol/100g～0.52mol/100g的双酚A型环氧树脂。

可以理解的，在所述水性环氧树脂的制备原料中，环氧树脂的重量百分数包括但不限于70％、71％、75％、76％、77％、78％、79％或80％。第一助溶剂的重量百分数包括但不限于10％、11％、12％、13％、14％或15％。单胺化合物的重量百分数包括但不限于5％、6％、7％、9％、10％、11％、13％、14％或15％。

环氧树脂、第一助溶剂以及单胺化合物按照一定的重量百分比进行配伍，并采用平均环氧值为0.51mol/100g～0.52mol/100g的双酚A型环氧树脂，能够使制备得到的水性环氧树脂更好地与水性环氧固化剂发生交联反应，提高涂料的致密性，进而使涂料表面能够耐受水、酸碱盐等腐蚀物质的腐蚀，保证了涂层的耐久性。

在其中一个示例中，所述分散剂选自粘度为40000cP～60000cP的羟乙基纤维素。可以理解的，羟乙基纤维素的粘度可以选自40000cP～60000cP之间的任意数值。具体地，羟乙基纤维素的粘度包括但不限于40000cP、45000cP、48000cP、50000cP、53000cP、55000cP、58000cP或60000cP。粘度为40000cP～60000cP的羟乙基纤维素可以有效防止A组分以及B组分中各物质的聚集和沉积，可以提供良好的分散性能。

在其中一个具体的示例中，所述分散剂选自粘度为50000cP的羟乙基纤维素。

在其中一个示例中，所述填料选自质量比为1：(6.5～7.5)的重钙粉和天然彩砂。重钙粉和天然彩砂的质量比包括但不限于1：6.5、1：6.6、1：6.7、1：6.8、1：6.9、1：7、1：7.1、1：7.2、1：7.3、1：7.4或1：7.5。

在其中一个示例中，所述天然彩砂的细度为20目～120目。天然彩砂的细度包括但不限于20目、23目、25目、28目、30目、32目、35目、38目、40目、50目、55目、60目、65目、70目、75目、80目、85目、90目、95目、100目、105目、110目、115目或120目。重钙粉和天然彩砂按照一定的重量百分比进行配伍，并在20目～120目天然彩砂的配合下，可以确保A组分中各物质混合均匀，能够避免出现团聚或堆积现象。

在其中一个示例中，所述单胺化合物选自数均分子量为2000～2500的聚醚一元胺。聚醚一元胺的数均分子量包括但不限于2000、2050、2070、2100、2200、2250、2300、2350、2400、2450或2500。通过选用数均分子量为2000～2500的聚醚一元胺，并在合理配比聚醚一元胺与环氧树脂重量份数的条件下，能够保证反应后生成的水性环氧树脂具有良好的胶凝性质，使反应后水性环氧树脂形成的胶结网络结构有附着性强、耐久性强的优点。

在其中一个示例中，所述多胺化合物选自数均分子量为150～280的聚醚二元胺。聚醚二元胺的数均分子量包括但不限于150、160、180、200、220、230、260或280。

在其中一个示例中，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。

在其中一个示例中，所述第一助溶剂和所述第二助溶剂各自独立地选自聚乙二醇、乙醇和丙酮中的一种或多种。

在其中一个示例中，所述第一溶剂为水。

在其中一个示例中，所述第二溶剂为水。

在其中一个示例中，所述A组分和所述B组分的质量比为1：(0.9～1.1)。A组分和所述B组分的质量比包括但不限于1：0.9、1：0.95、1：1、1：1.05或1：1.1。通过对A组分和B组分的质量比进行限定，可以使具有上述质量比的A组分和B组分固化完全，使本申请提供的涂料组合物能够有效避免遇水发胀的问题。此外，本申请提供的涂料组合物也具备优异的耐酸、耐碱以及耐盐的特点，能够有效提高外墙涂料的耐久性。

本申请的第二方面，提供一种外墙涂料，包括本申请第一方面任一项示例所述的涂料组合物。

可以理解的，本申请第二方面提供的外墙涂料具备本申请第一方面提供的涂料组合物的所有优点，在此不再赘述。

本申请的第三方面，提供一种本申请第二方面所述的外墙涂料的使用方法，包括以下步骤：

选取本申请第一方面任一项示例所述的涂料组合物，并混合所述A组分和所述B组分，制备喷涂液；

在温度≥5℃，相对湿度≤80％的条件下，将所述喷涂液涂敷在物体表面，干燥24h～48h。

可以理解的，本申请所提供的外墙涂料，在温度≥5℃，相对湿度≤80％的条件下即可保证水性环氧树脂和水性环氧固化剂的充分交联，该使用条件能够适用于大部分的工况。因此，本申请所提供的外墙涂料使用范围广，可适用于多种不同的需求。具体地，外墙涂料的使用方法中，温度包括但不限于5℃、8℃、10℃、15℃、20℃、25℃或30℃。相对湿度包括但不限于80％、75％、70％、65％、60％、55％或50％。

以下为具体的实施例，如无特别说明，实施例中采用的原料均为市售产品。

实施例1

本申请实施例1提供一种涂料组合物，以重量份计，所述A组分包括：水性环氧树脂5份、聚氨酯增稠剂0.5份、5万粘度羟乙基纤维素0.2份、重钙粉10份、天然彩砂(100目)69.3份，以及水15份；以重量份计，所述B组分包括：水性环氧固化剂5份、丙烯酸增稠剂0.5份、5万粘度羟乙基纤维素0.2份、重钙粉10份、天然彩砂(100目)69.3份，以及水15份；A组分和B组分的质量比为1：1。

其中，所述水性环氧树脂通过重量百分比为75％的平均环氧值为0.51mol/100g的双酚A型环氧树脂、10％的乙醇以及15％的huntsman聚醚胺M2070在100℃的温度下加成反应11h得到。

所述水性环氧固化剂通过重量百分比为10％的平均环氧值为0.51mol/100g的双酚A型环氧树脂、10％的乙醇、20％的脂肪醇聚氧乙烯醚以及60％的huntsman聚醚胺D230在100℃的温度下加成反应11h得到。

将实施例制备的涂料组合物分别涂敷在瓷砖上，待其完全干燥后，进行浸水、浸酸、浸碱以及浸盐实验，其中浸酸实验中所使用的酸液为质量浓度5％的盐酸，浸碱实验中所使用的碱液为质量浓度5％的氢氧化钠水溶液，浸盐实验中所使用的盐液为质量浓度10％的氯化钠溶液，并记录涂料表面开始脱落的时间，实验结果如表1所示。

表1

由表1可知，本申请实施例1制备的涂料组合物在浸水实验中，能够保持365天以上不脱落；在浸酸实验中能够保持7天以上不脱落；在浸碱实验中能够保持15天以上不脱落；在浸盐实验中能够保证30天以上不脱落。说明本申请实施例1制备的涂料组合物能够兼备优异的耐水、耐酸、耐碱和耐盐的性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，便于具体和详细地理解本申请的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本申请所附权利要求的保护范围内。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括A组分和B组分，

以重量份计，所述A组分包括：

以重量份计，所述B组分包括：

其中，所述水性环氧树脂通过重量百分比为70％～80％的环氧树脂、10％～15％的第一助溶剂以及5％～15％的单胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；

所述水性环氧固化剂通过重量百分比为5％～15％的环氧树脂、5％～15％的第二助溶剂、5％～40％的乳化剂以及50％～65％的多胺化合物在90℃～110℃的温度下加成反应得到；所述环氧树脂选自平均环氧值为0.51mol/100g～0.52mol/100g的双酚A型环氧树脂；

所述第一增稠剂选自聚氨酯增稠剂；所述第二增稠剂选自丙烯酸增稠剂。

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述分散剂选自粘度为40000cP～60000cP的羟乙基纤维素。

3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述填料选自质量比为1：(6.5～7.5)的重钙粉和天然彩砂；

其中，所述天然彩砂的细度为20目～120目。

4.根据权利要求1～3任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述单胺化合物选自数均分子量为2000～2500的聚醚一元胺。

5.根据权利要求1～3任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述多胺化合物选自数均分子量为150～280的聚醚二元胺。

6.根据权利要求1～3任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。

7.根据权利要求1～3任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物具有如下特征中的一种或多种：

(1)所述第一助溶剂和所述第二助溶剂各自独立地选自聚乙二醇、乙醇和丙酮中的一种或多种；

(2)所述第一溶剂和所述第二溶剂为水。

8.根据权利要求1～3任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述A组分和所述B组分的质量比为1：(0.9～1.1)。

9.一种外墙涂料，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的涂料组合物。

10.一种权利要求9所述的外墙涂料的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

选取权利要求1～8任一项所述的涂料组合物，并混合所述A组分和所述B组分，制备喷涂液；

在温度≥5℃，相对湿度≤80％的条件下，将所述喷涂液涂敷在物体表面，干燥24h～48h。