TWI668091B

TWI668091B - High adhesion water-based waterproof primer and preparation method and application thereof

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Publication number: TWI668091B
Application number: TW107112628A
Authority: TW
Inventors: 發明人放棄姓名表示權
Original assignee: 大陸商漳州三德利油漆塗料有限公司
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-08-11
Also published as: TW201943527A

Abstract

本發明揭露一種高附著力水性防水底漆及其製備方法和應用，包括如下重量份的組分：複合乳化聚合物乳液25-32、偶聯成膜助劑2.8-3.3、羥乙基纖維素0.6-1、二氧化鈦15-18、硫酸鋇4-6、碳酸鈣4-6、滑石粉4-6、分散劑1-2、潤濕調平劑0.5-1、消泡劑0.2-0.4、防腐劑0.2-0.3、防凍劑1.8-2.2、流變劑0.1-0.3、PH調節劑0.1-0.3、增稠劑0.4-0.8及水24-31。該高附著力水性防水底漆具有優異的成膜性、堅硬性、柔韌性、防水性、耐化學性、封閉性、滲透力和附著力，能有效溶解滲透於工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板上的有機矽脫模劑，與板材進行無縫隙的咬合，對改善塗裝品質和現場施工環境起到了實效，且製備方法簡易，成本低廉，施工方式也簡易，節約生產和施工成本。

Description

高附著力水性防水底漆及其製備方法和應用

本發明涉及水性塗料技術領域，特別是有關於一種高附著力水性防水底漆及其製備方法和應用。

脫模劑是一種介於模具和成品之間的功能性物質，其成分是乳化油或植物油等，具有耐化學性、耐熱性、硬度高及應力性能強等特點，不易被水解或溶解，也不易被分解或磨損。市場上用模具製作的產品都需要用到脫模劑進行脫模，例如工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板材，大部分新型材料板材在進一步加工製作時，因模具中有多餘的脫模劑殘留在產品表面，使產品在塗裝時塗料附著力不好或有油縮、掉漆的現象；同時室外用品，如花台、花盆、椅凳、水泥製品、玻鎂平板、建築特種澆鑄型材等，要求產品表面具有特別優良的附著力和防水性能，否則產品表面容易脫落劃破開裂甚至於進水，破壞了產品的外觀塗裝，影響美觀和防護效果。

目前，市場上大部分用溶劑型的環氧類或聚氨酯類塗料對脫模劑進行破解，由於是溶劑型塗料，其中含有國家禁止或限量揮發VOCs含量較高，在生產、儲存、運輸、使用的過程中易揮發、有異味、含有毒性、污染環境等缺陷；在這倡導“環保、綠色、節能、健康”的社會大背景下，水性塗料已經成為消費者的首選，無刺激性異味、極低的VOCs含量，不含可溶性重金屬等有毒有害物質，健康環保。有鑑於此，有必要研發了一種在成膜過程中僅有少量VOCs的揮發和水的蒸發，無毒、無味，對人體及環境不造成任何危害，擁有超高附著力和硬度，耐化學性、耐水防水性和封閉性強的防水底漆。

本發明的目的在於提供一種能夠有效破解殘留脫模劑，且擁有超高附著力、硬度佳、耐化學性、耐水防水性和封閉性強，且其有機揮發物VOCs含量極低，具有綠色環保性。

本發明的另一個目的在於提供一種高附著力水性防水底漆的製備過程，該製備過程成本低廉、能耗小且操作簡單，適合工業化生產。

本發明的再一個目的是提供一種高附著力水性防水底漆在工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材的新型材料板中的應用，特別是在使用了脫模劑的材料板中的應用。

本發明提供一種高附著力水性防水底漆，包括如下重量份的組分：複合乳化聚合物乳液25-32、偶聯成膜助劑2.8-3.3、羥乙基纖維素0.6-1、二氧化鈦15-18、硫酸鋇4-6、碳酸鈣4-6、滑石粉4-6、分散劑1-2、潤濕調平劑0.5-1、消泡劑0.2-0.4、防腐劑0.2-0.3、防凍劑1.8-2.2、流變劑0.1-0.3、PH調節劑0.1-0.3、增稠劑0.4-0.8及水24-31。

較佳的，所述的複合乳化聚合物乳液為純丙聚合物乳液、苯丙聚合物乳液或矽丙聚合物乳液藉由W/O/W型複合乳化所乳化出來的三種新型複合乳化聚合物乳液，即將30±5℃的純丙聚合物乳液、苯丙聚合物乳液或矽丙聚合物乳液倒入調漆罐中以800-1000轉/分鐘中低轉速攪拌，邊攪拌邊加入2-3%乳化劑，乳化劑較佳為德國漢姆OP-10，持續攪拌20-30分鐘直至看到很透徹的藍光，乳化充分完成；相應的獲得純丙複合乳化聚合物乳液、苯丙複合乳化聚合物乳液、矽丙複合乳化聚合物乳液；而經過複合乳化後的聚合物乳液粒徑更加細小，分子排列更加縝密，能增強其滲透潤濕的功能，提高附著力，降低體系的界面張力，改善體系儲存穩定性，增強塗層機械強度，提高塗膜硬度、柔韌性和耐洗刷性，形成較為牢固堅硬的塗膜，同時具有優良的抗硬水性和耐酸鹼性，明顯提升塗層防護保護作用。

較佳的，所述的偶聯成膜助劑為二乙二醇單丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚及二丙二醇二甲醚的一種或兩種以上；該偶聯成膜助劑對各種水性聚合物乳液具有良好的結合性能，低毒性、低表面張力、安全環保，具有良好偶聯能力和優異溶解性能，賦予漆膜優異的性能，是各種聚合物乳液水性塗料最有效的偶聯成膜助劑。它能有效溶解滲透工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板上的有機矽脫模劑，使塗料成膜物能真正的和板材進行無縫隙的咬合，附著力極佳。

較佳的，所述羥乙基纖維素是用高度純淨的棉纖維素經過鹼處理後再經專業醚化而得，是一種非離子型的表面活性劑，具有增稠、懸浮、黏合、浮化、成膜、分散、保水及提供保護膠體的作用；具有較好的保水能力和流動調節性；保護膠體能力強；具有大範圍的溶解性、黏度特性、非熱凝膠性；可與大範圍內的其他水溶性聚合物、表面活性劑、鹽共存，是含高濃度電解質溶液的一種優良的膠體增稠劑；較佳為陶氏化工的羥乙基纖維素。

較佳的，所述水為乾淨自來水或過濾淨水。

較佳的，所述的分散劑為聚羧酸鈉鹽類分散劑，較佳為聖諾普科5040。

較佳的，所述的潤濕調平劑為氟碳改性有機矽調平劑，具有很低的表面張力，優異的底材潤濕，提高附著力，且不影響重塗和層間附著力，進一步提高體系在防縮孔，底材潤濕和調平方向的功能，較佳為優卡440U。

較佳的，所述的消泡劑為改性聚矽氧烷消泡劑，較佳為優卡265；較佳的，所述的防腐劑是指天然或合成的化學成分，可延遲塗料由於受外部因素影響引起微生物生長或化學變化引起的腐化；其不含有甲醛也不含有陽離子或酚類物質，可以為苯甲酸或其鹽、羥苯酯類等，較佳為龍沙FB。

較佳的，所述的防凍劑能起到防霜凍和儲存穩定的效果，較佳為三木丙二醇。

較佳的，所述的二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦；所述的硫酸鋇為1250目高光硫酸鋇；所述的碳酸鈣為1250目重質碳酸鈣；所述的滑石粉為1250目滑石粉。

較佳的，所述的流變劑為無溶劑非離子型疏水改性聚氨酯流變改性劑，使塗層具有優良的調平性，漆膜成膜性及抗水性，較佳為羅門哈斯2020NPR。

較佳的，所述的PH調節劑為陶氏化工AMP-95。

較佳的，所述的增稠劑是疏水改性的丙烯酸酯交聯共聚物的乳液型增稠劑，同時具備水溶性大分子和形成締合網絡的雙重優點，較高的增稠倍率，適當的流變性，對各種乳液共聚物分散體、水性溶液體系具有優異的增稠效果，較佳為埃迪特AT-51。

一種高附著力水性防水底漆的製備方法如下：其步驟為：首先按照相應重量百分比在容器中加入水、羥乙基纖維素以中高速分散均勻成膠狀；加入分散劑、潤濕調平劑、消泡劑、防腐劑、防凍劑以低速攪拌5-8分鐘混合均勻；然後加入相應重量百分比的二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉混合，高速攪拌分散15-20分鐘，再經過砂磨機研磨至細度合格後，再加入複合乳化聚合物乳液中速攪拌均勻8-12分鐘，再者依次加入流變劑、偶聯成膜助劑、PH調節劑混合低速攪拌均勻8-12分鐘，控制體系的PH值，後用增稠劑調節黏度，檢測合格，最後用100目過濾布過濾包裝。

較佳的，所述的攪拌速度低速為500-800轉/分鐘，中速為800-1200轉/分鐘，中高速為1000-1500轉/分鐘，高速為1500-2500轉/分鐘，研磨細度為20um，混合物黏度為90±5KU(25℃)，控制PH值為8-8.5。

本發明的高附著力水性防水底漆，其施工方法包括以下步驟：原漆開罐後攪拌均勻，加入15%-30%的水(加水量依據現場情況調整，較佳為加20%水)再次攪拌均勻即可施工；噴塗方式可採用空氣噴塗、刷塗、輥塗中的任意一種，乾燥條件為自然乾燥或55-80℃低溫烘乾20-30分鐘。特別注意：特種水性防水底漆用前必須先攪拌均勻，不可加油性溶劑稀釋或觸碰到油脂、氧化物、酸鹼、鹽類等雜質。

本發明高附著力水性防水底漆採用上述複合乳化聚合物乳液為主體成膜物質，再者加入偶聯成膜助劑能有效溶解滲透工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板上的有機矽脫模劑，排除使用傳統的成膜助劑Texanol酯醇，使塗料成膜物能真正的和底材進行無縫隙的咬合，附著力極佳，使最終塗膜具有優異的成膜性、堅硬性、柔韌性、防水性和耐化學性，大大提高其塗膜滲透力和附著力，能抵抗基材變形開裂時所產生的應力和克服返鹼現象，經乾燥後形成漆膜，具有極佳的抗鹼封閉性能；另外塗料中加入各種填料和科學合理的搭配各種功能性助劑，相互間能混融共存且不失去其原有的功能，具有協同效應，從而進一步提升塗層附著力、硬度、柔韌性、耐水性、耐化學性及封閉性。

本發明提供的高附著力水性防水底漆在工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材的新型材料板中的應用，特別是在使用了脫模劑的材料板中的應用。

本發明的有益效果有：1、採用了複合乳化聚合物乳液為主體成膜物質，使最終塗膜具有優異的成膜性、堅硬性、柔韌性、防水性和耐化學性，且搭配使用偶聯成膜助劑大大提高塗膜滲透力和附著力，能抵抗基材變形開裂時所產生的應力和克服返鹼現象，經乾燥後形成漆膜，具有極佳的抗鹼封閉性能；2、塗料中加入偶聯成膜助劑能有效溶解滲透工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板上的有機矽脫模劑，使塗料成膜物能真正的與板材進行無縫隙的咬合，附著力極佳；3、塗料中加入各種填料和科學合理的搭配各種功能性助劑，相互間能混融共存且不失去其原有的功能，具有協同效應，從而進一步提升塗層附著力、硬度、柔韌性、耐化學性、耐水性及封閉性，延長塗料漆膜壽命；4、塗料中不含苯、甲苯、二甲苯等有害物質，不含砷、鉻等重金屬及酚類和酚類化合物，使用自來水或淨水稀釋，高效方便、使用安全、不污染環境，完全達到我國及歐美等國家環保法規要求；5、塗料在實際應用中對於改善工藝品、水泥製品、玻鎂板製品、特種澆鑄型材等新型材料板的塗裝質量和改善現場施工環境起到了實效，另其有別於雙組份漆，具有超長的活化期，沒有使用時間的限制，重複利用率高，避免造成浪費，且製備方法簡易，成本低廉，施工方式也簡易，節約了生產和施工成本；6、本發明的高附著力水性防水底漆可以直接與水性內外牆乳膠漆、外牆水包水、外牆水包砂、外牆真石漆、外牆氟碳漆等水性漆或各類底、面水性漆搭配形成完整塗裝，可以應用於工藝品、水泥製品、氧化鎂板、玻鎂板、特種澆鑄型材等新型材料板上，應用範圍廣泛，效果突出。

藉由以下給出的本發明的具體實施例和比較實施例可以進一步清楚地瞭解本發明，但它們不是對本發明的限定。具體實施例和比較實施例中沒有詳細敘述的部分是採用習知技術、習知技術手段和行業標準獲得的。

若未特別指明，實施例中所採用的技術手段為本領域具有通常知識者所熟知的常規手段，所採用的試劑和產品也均為可商業獲得的。所用試劑的來源、商品名以有必要列出其組成成分者，均在首次出現時標明。

除非另有說明，本發明中所採用的百分數均為重量百分數。

實施例1

本發明高附著力水性防水底漆重量百分比如下各組分：純丙複合乳化聚合物乳液25、偶聯成膜助劑3.3、羥乙基纖維素1、二氧化鈦18、硫酸鋇5.5、碳酸鈣5.5、滑石粉5.5、分散劑1、潤濕調平劑0.8、消泡劑0.4、防腐劑0.2、防凍劑2.2、流變劑0.2、PH調節劑0.2、增稠劑0.6及自來水30.6。

其製備方法，包括以下步驟：在容器中加入水30.6、羥乙基纖維素1以1200轉/分鐘的轉速分散均勻成膠狀後，加入分散劑1、潤濕調平劑0.8、消泡劑0.4、防腐劑0.2、防凍劑2.2並以轉速為600轉/分鐘低速攪拌混合均勻7分鐘；然後再加入二氧化鈦18、硫酸鋇5.5、碳酸鈣5.5、滑石粉5.5，以轉速為2000轉/分鐘高速攪拌分散18分鐘，經過砂磨機研磨至細度20um後，加入純丙複合乳化聚合物乳液25轉速為1000 轉/分鐘攪拌8分鐘，再者邊攪拌邊加入流變劑0.2、偶聯成膜助劑3.3、PH調節劑0.2混合低速攪拌均勻10分鐘，控制體系的PH值為8-8.5，後加入增稠劑0.6調節黏度90KU(25℃)，經檢測合格，用100目過濾布過濾包裝。

其中，複合乳化聚合物乳液製備方法(W/O/W型複合乳化)是將30±5℃的純丙聚合物乳液、苯丙聚合物乳液和矽丙聚合物乳液其中之一倒入調漆罐中以800-1000轉/分鐘中低轉速攪拌，邊攪拌邊加入2-3%乳化劑，持續攪拌20-30分鐘直至呈很透徹的藍光，獲得純丙複合乳化聚合物乳液、苯丙複合乳化聚合物乳液、矽丙複合乳化聚合物乳液。

其施工方法如下：原漆開罐後攪拌均勻，加入20%的水再次攪拌均勻即可施工；噴塗方式可採用空氣噴塗、刷塗、輥塗中的任意一種，乾燥條件為自然乾燥或55-80℃烘乾20-30分鐘。

特別注意：特種水性防水底漆用前必須先攪拌均勻，不可加油性溶劑稀釋或觸碰到油脂、氧化物、酸鹼、鹽類等雜質。

實施例2

本發明高附著力水性防水底漆重量百分比如下各組分：苯丙複合乳化聚合物乳液32、偶聯成膜助劑3.3、羥乙基纖維素0.6、二氧化鈦18、硫酸鋇5.5、碳酸鈣5.5、滑石粉5.5、分散劑1、潤濕調平劑0.8、消泡劑0.4、防腐劑0.2、防凍劑2.2、流變劑0.2、PH調節劑0.2、增稠劑0.6及自來水24。

其製備方法和施工方法與實施例1相同。

實施例3

本發明高附著力水性防水底漆重量百分比如下各組分：矽丙複合乳化聚合物乳液28、偶聯成膜助劑3.3、羥乙基纖維素0.6、二氧化鈦18、硫酸鋇5.5、碳酸鈣5.5、滑石粉5.5、分散劑1、潤濕調平劑0.8、消泡劑0.4、防腐劑0.2、防凍劑2.2、流變劑0.2、PH調節劑0.2、增稠劑0.6及自來水28。

其製備方法和施工方法與實施例1相同。

對比例1

普通水性環氧封閉底漆包括以下重量份為組分：水性環氧樹脂60，有機矽消泡劑0.1，BYK346潤濕劑0.1，羅門哈斯RM2020聚氨酯調平劑1，防腐劑0.2，水38.6。

其製備方法，包括如下步驟：步驟一：在生產容器中加入水30、水性環氧樹脂60，以500-800轉/分鐘轉速攪拌7-10分鐘至均勻；步驟二：加入消泡劑0.1、潤濕劑0.1、聚氨酯調平劑1，中速攪拌10-15分鐘，至完全均勻；步驟三：繼續加入防腐劑0.2、水8.6，低速攪拌7-10分鐘後，過濾包裝即得所述的水性環氧底漆。

其施工方法：將水性環氧封閉底漆與專用的配套固化劑按重量比10：1.5~2.5混合均勻，待兩者熟化10-15分鐘後，進行滾塗或者噴塗施工即可；所述固化劑由水性環氧固化劑和水按照65：35的重量比混合而成。

上述實施例、製備方法、施工方法均為較佳的，本發明配方在按重量百分比的配比範圍內均可形成完整體系，製備方法和施工方法亦可。

實施例與市面上普通水性環氧防水封閉底漆在表面含有脫模劑的新材料板材上的性能(企標)比較測試表(如下)：

以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明申請專利範圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。

Claims

一種高附著力水性防水底漆，其包括如下重量份的組分：複合乳化聚合物乳液25-32、偶聯成膜助劑2.8-3.3、羥乙基纖維素0.6-1、二氧化鈦15-18、硫酸鋇4-6、碳酸鈣4-6、滑石粉4-6、分散劑1-2、潤濕調平劑0.5-1、消泡劑0.2-0.4、防腐劑0.2-0.3、防凍劑1.8-2.2、流變劑0.1-0.3、PH調節劑0.1-0.3、增稠劑0.4-0.8及水24-31。
如申請專利範圍第1項所述的高附著力水性防水底漆，其中該複合乳化聚合物乳液是將30±5℃的純丙聚合物乳液、苯丙聚合物乳液或矽丙聚合物乳液倒入調漆罐中以800-1000轉/分鐘中低轉速攪拌，邊攪拌邊加入2-3%乳化劑，持續攪拌20-30分鐘直至呈藍光，即完成W/O/W型複合乳化，相應的獲得純丙複合乳化聚合物乳液、苯丙複合乳化聚合物乳液或矽丙複合乳化聚合物乳液。
如申請專利範圍第1項所述的高附著力水性防水底漆，其中該偶聯成膜助劑為二乙二醇單丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚和二丙二醇二甲醚的一種或兩種以上。
如申請專利範圍第1項所述的高附著力水性防水底漆，其中該羥乙基纖維素是以棉纖維素為原料，經過鹼處理後再經醚化而得，是一種非離子型的表面活性劑。
如申請專利範圍第1項所述的高附著力水性防水底漆，其中該分散劑為聚羧酸鈉鹽類分散劑；該潤濕調平劑為氟碳改性有機矽調平劑；該消泡劑為改性聚矽氧烷消泡劑；該流變劑為無溶劑非離子型疏水改性聚氨酯流變改性劑；該增稠劑是疏水改性的丙烯酸酯交聯共聚物乳液；該防腐劑是羥苯酯類、苯甲酸或其鹽。
如申請專利範圍第1項所述的高附著力水性防水底漆，其中該二氧化鈦為金紅石型二氧化鈦；該硫酸鋇為1250目高光硫酸鋇；該碳酸鈣為1250目重質碳酸鈣；該滑石粉為1250目滑石粉。
一種高附著力水性防水底漆的製備方法，其步驟為：首先按照相應重量百分比在容器中加入水、羥乙基纖維素以中高速分散均勻成膠狀；加入分散劑、潤濕調平劑、消泡劑、防腐劑、防凍劑以低速攪拌5-8分鐘混合均勻；然後加入相應重量百分比的二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、滑石粉混合，高速攪拌均勻15-20分鐘，再經過砂磨機研磨至細度合格後，再加入複合乳化聚合物乳液中速攪拌均勻8-12分鐘，再者依次加入流變劑、偶聯成膜助劑、PH調節劑混合低速攪拌均勻8-12分鐘，控制體系的PH值，後用增稠劑調節黏度，檢測合格，最後用100目過濾布過濾包裝。
如申請專利範圍第7項所述的高附著力水性防水底漆的製備方法，其中該攪拌速度低速為500-800轉/分鐘，中速為800-1200轉/分鐘，中高速為1000-1500轉/分鐘，高速為1500-2500轉/分鐘，研磨細度為20um，混合物黏度為90±5KU，25℃，控制PH值為8-8.5。
一種如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的高附著力水性防水底漆在工藝品、水泥製品、玻鎂板、特種澆鑄型材的新型材料板中或在使用了脫模劑的材料板中的應用。