专利名称：一种防污用水性涂料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种耐污外墙漆，进ー步涉及ー种防污性优良的水性涂料组合物，特别涉及ー种作为涂料、建筑装饰涂层材料等应用的防污用水性涂料组合物，以及其特征在于含有该防污用水性涂料组合物的涂料，以及使用该防污用水性涂料组合物的涂敷方法。本发明还进ー步涉及含有使用该涂料所形成的涂层的耐污染性复合物，属于涂料领域。
背景技术：
近年来，人们认识到，在建筑物的壁面上看到的雨纹或雨点的污染发生在雨水流下的地方，其和没有雨纹的部位的污迹之间存在差別，因此有损建筑物的美观。一般可以通过提高涂膜表面的亲水性的方法防止这种雨纹污染。例如提出了一种在溶剂类涂料中，使烷氧基硅烷在涂膜表面配位，随着时间的推移通过水解使涂膜表面亲水性化的技木。该技术的问题在于其具有下述的缺点，根据在刚形成涂膜后的I个月左右的气象条件不同，会 影响水解的程度，特别是持续干燥的条件会延迟水解，从而使涂膜污染。建筑涂料的发展方向是高装饰性、强耐污性、高耐久性及节省资源、节省能源、无公害、无污染、利于环保，符合可持续发展的要求。从装饰性和耐污耐久性的角度考虑，溶剂型涂料比较能满足要求，如溶剂型丙烯酸涂料，溶剂型氟碳涂料，其耐污、抗老化性能已达到相当高的水平。对于水系涂料，作为防止该雨纹污染的方法，JP 9-52974号公报中，提出了通过将特定的溶剂添加到水性乳剂中，可以减小该涂膜的水接触角、以减少雨纹的方法，但是其效果不充分，其效果难以持续较长的时间。在JP10-46099号公报中，提出了一种通过特定的不饱和单体的乳化聚合和聚合性表面活性剂的乳化聚合得到的涂料，由该涂料可以减少雨纹的方法，但是其效果难以维持较长的时间。在JP10-298489号公报中，提出了一种组合使用特定的嵌段共聚物的交联剂和ニ酰肼化合物交联剂、通过其和聚羰基化合物形成的交联涂膜可以减少雨纹的方法，但是其耐水性不充分、其持续性也较差。在JP11-217480号公报中，公开了ー种在聚合乳化剂中使用氧化烯基的方法，但是其在防止污染方面不充分。在特开昭54-139938号公报中，提出了一种将丙烯酸类树脂和硅胶的混合物的外涂层涂料涂敷在含有无机填充剂的硅胶水分散体无机涂料的涂膜上的方法，但是只凭借上述外涂层涂料不能得到充分的表面硬度和防污性。在JP7-26165号公报中，提出了ー种以改善耐热结块性和涂敷液的贮藏稳定性为目的，向使用反应性表面活性剂乳化聚合得到的乳剂中混合硅胶的方法，但是其硅胶的添加量较多，得到的涂层的耐水性也较差。在特开昭56-57860号公报中，以改善无机建筑材料用的底涂层的密合性为目的，此外，在JP11-116885号公报中，以使涂料涂膜具有耐污染性为目的，这两者都提出了ー种将由具有乙烯类基团的烷氧基硅烷在乳化聚合时共聚生成的乳剂和硅胶混合的方法，但是对于涂敷液的贮藏稳定性，混合涂敷液在保存时会引起凝聚而使得涂敷变得不能进行，为了使其稳定化若添加大量的乳化剂则会使涂膜的耐水性变得很差。在JP3-47669号公报中，相对于乳剂的硅胶的添加量较多，得到的涂膜的耐水性较差，此外作为涂敷液的贮藏稳定性，混合涂敷液在保存时会引起凝聚而使得涂敷变得不能进行。在JP7-118573号公报中，以防滑性为目的，提出了一种涂敷含硅胶乳剂和硅胶的混合产品的方法，其在用于涂料时，不能得到充分的光泽。在特开昭59-217702号公报中，提出了一种在硅胶和具有乳化能力的聚合性单体的存在下，通过乳化聚合得到的水分散体树脂组合物，但是其聚合稳定性和耐水性较差，此外硅胶含量较少，不能发挥低污染性。
在JP11-1893号公报中，提出了一种在硅胶、活化剂和水的存在下，通过乙烯类不饱和化合物乳化聚合得到得水性涂料组合物，其硅胶的含量较多，聚合稳定性和耐水性都较差。在JP9-165554号公报中，公开了一种由含有大量二甲基娃氧烧单兀以及酮基的乳胶、酰肼化合物以及硅胶形成的组合物，为了使其表现出耐污染性必须增加在涂敷液中的硅胶，因此涂敷液的贮藏稳定性不充分。在JP10-168393号公报中，公开了一种用含酮基以及硅烷醇基的乳剂、酰肼化合物和水解性硅烷进行表面处理的硅胶形成的组合物，但是为了使其表现出耐污染性必须增加在涂敷液中的表面处理硅胶，因此涂敷液的贮藏稳定性不充分。在JP2001-335721号公报中，公开了一种由表面包覆了非离子型表面活性剂和乙烯基聚合物的硅胶与乳剂混合形成的组合物，但是为了保持稳定性必须要有较多的表面活性剂，结果其耐水性变差。而且稳定性也不充分。在JP55-40717号公报中，提出了一种硅胶、特定的表面活性剂和乳剂组成的混合物，其相对于乳化剂的硅胶的添加量较多，得到的涂膜的耐水性、耐气候性较差。水性防污即表面自洁。原理上说，只要表面张力低、涂层致密(交联密度大)、强度大，则涂层的耐污性等一系列的耐性就会变好。从这个角度来说，你可以从成膜物质角度来考虑，水性涂料中，你可以用双组分体系，其耐污性要高于单组分。可以在涂层中引入成膜后能富集到表面的有机氟、硅表面活性剂，但要注意用量，否则易出来重涂性问题。由此，开发一种具有耐水洗，防污染，易施工，手感细腻，吸湿透气，成本低，原料易得，对人体无害，VOC含量低，环境友好的水性涂料是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种防污用水性涂料组合物，所述组合物具有耐水洗，防污染，易施工，手感细腻，吸湿透气，成本低，原料易得，对人体无害，VOC含量低，环境友好的特点。本发明是通过如下技术方案实现的一种防污用水性涂料组合物,所述组合物包含(A)囊化石灰、(B)PVA和(C)表面活性剂。
本发明加入囊化石灰，具有如下作用(I)降低Ca(OH)2的溶解度防止PVA的盐析和胶凝，延长涂料的保质期。在本发明所述的水性涂料的使用成膜过程中，囊化石灰的囊壁破裂，PVA与钙离子形成配合物，有利于提闻涂料的耐水性。(2)提高涂料的流平性、防止絮凝集结。本发明选用囊花后的氧化钙搅拌分散均匀，静止不絮凝集结，且无晶型，即本发明选用的囊化石灰的分散性良好，改变了石灰在水中的絮凝性。优选地，所述组合物还包括C4-10的烷基醇类，优选辛醇、戊醇、己醇中的I种或至少2种的组合，所述组合例如辛醇\戊醇、己醇\辛醇\戊醇等。优选地，所述囊化石灰的囊壁材料为(RCOO) 2Ca，囊芯材料为CaO和Ca(OH)20
优选地，所述囊花石灰的制备步骤为将RCOOH溶解于苯中，升温至50_60°C，冷却后加入CaO搅拌均匀，用胶体磨进行乳化处理，得到囊化石灰。本发明所述的化学包囊法的原理的反应式为Ca0+2RC00H —(RCOO)2Ca (沉淀)+H2OCaCHH2O — Ca (OH) 2本发明所述的囊化石灰的囊壁材料为(RCOO)2Ca,囊芯材料为CaO和Ca(0H)2。芯材CaO和Ca(OH)2的粒径为10 u m, CaO的相对密度为3. 35-3. 38.优选地，所述PVA的重均分子量为5000-30000，优选8000-20000，进一步优选10000-15000。本发明选择加入PVA，主要起到乳化、改善流平性、提高初粘度、保持氧化钙分散防止沉淀，增大稠度的作用。作为一种涂料必须考虑涂膜与基质间的粘结力，及表面的润湿、成膜物质向被涂物表面的移动、扩散、渗透等因素。内聚力大，有利于提高涂膜的强度，却降低了粘合力和流平性(消除刷迹)。本发明的PVA对于涂料中的内聚力起了很重要的作用。优选地，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。优选地，所述表面活性剂选自AES、LAS、AE0-9、AE0-7、0P_10、氧化胺中的I种或至少2种的组合。本发明所述的水性涂料组合物通过多种表面活性剂，在氢氧化钙中的匹配性实验中，优选AES，主要起到改善乳化、流平性的作用。0P-10主要起到消泡和乳化的作用。辛醇主要起到消泡和流平的作用。优选地，所述组合物按重量百分比包括如下组分囊化石灰10-:30%PVA1-10%表面活性剂0. 05_3%。优选地，所述组合物按重量百分比包括如下组分囊化石灰10-30%
PVA1-10%
表面活性剂0.05-3%
烷基醇0.01-0.5。优选地，所述组合物按重量百分比包括如下组分
囊化石灰10-30%
PVA1-10%·AES0.05-3%
OP-IO0.05-3%
烷基醇0.01-0.5。本发明的目的之二是提供一种水性涂料组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤( I)将PVA溶于水中浸泡6-10h ；( 2 )加热熔化后，冷却至室温；(3)加入表面活性剂；(4)加入囊化石灰，磨细；(5)加入烷基醇，搅拌，制得产品。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果(I)本发明选用囊化石灰，提高了涂料的耐水性和分散性。(2)本发明通过配合囊化石灰和其他诸如PVA、表面活性剂等辅料，获得一种具有耐水洗，防污染，易施工，手感细腻，吸湿透气，成本低，原料易得，对人体无害，VOC含量低，环境友好的水性涂料。
具体实施例方式为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例I一种水性涂料组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤( I)将PVA溶于水中浸泡6-10h ；(2) 95°C条件下加热熔化后，冷却至室温；(3)加入表面活性剂；(4)加入囊化石灰，磨细；(5)加入烷基醇，搅拌，制得产品。
实施例2一种水性涂料组合物，按实施例I所述的方法制备，按重量百分比包括如下组分
囊化石灰30%
PVA1%
表面活性剂3% 烷基醇0 01
水至100%。
实施例3一种水性涂料组合物，按实施例I所述的方法制备，按重量百分比包括如下组分
囊化石灰10%
PW10% 表面活性剂0.05%烷基醇0.5水个:100%o实施例4一种水性涂料组合物，按实施例I所述的方法制备，按重量百分比包括如下组分
囊化石灰15%
PVA7% 表面活性剂2.05%
水.个:100%。实施例5一种水性涂料组合物，按实施例I所述的方法制备，按重量百分比包括如下组分囊化石灰27%
PVA3%
表面活性剂1.2%
水个:100%。[实施例I]以专利038032899所提供的实施例为对比例，进行比较。向223.7份在水分散体制备例I中得到的水分散体中，按照4份磺基琥珀酸类表面活性剂、2份含有氧化烯基的阴离子型表面活性剂、2. 5份含有氧化烯基的非离子型表面活性剂的20%水溶液、33. 3份硅胶的顺序均匀混合，得到固态成分含量为42. 6%的水性防 污用涂料组合物。向该水性防污用涂料组合物中混合前述的涂料，进行各试验。结果如表I所示。将实施例2-5和对比例I进行耐水性、耐雨水污染性和耐气候性的对比试验，具体如下 耐水性 用电磁线涂敷机No. 50将上述搪瓷涂料混合物涂敷在硫酸防蚀铝板上，在室温下干燥2天。进而在50°C下干燥2天，在20°C的水中浸溃30天，通过目视判断其状态。判定基准如下所示。◎:完全没有膨胀、失光。〇稍稍膨胀，没有发现失光。A :有膨胀和失光。X :整个表面膨胀，失光明显。 雨水污染性用电磁线涂敷机将各实施例、比较例的混合物作为涂料涂敷在图I所示的防蚀铝板上，使干燥膜厚成为100g/m2，在室温下干燥4周后得到试验片。将该试验片置于室外，使地面和涂覆面垂直，且面向北方固定，在曝露开始后3个月以后，通过目视判定雨水污染。判定基准如下所示。◎:完全没有雨纹。〇整体上有污染，没有发现雨纹。A :整体被污染，有一点雨纹。X :看到明显的雨纹。 耐气候性用电磁线涂敷机No. 50将上述搪瓷涂料混合物涂敷在硫酸防蚀铝板上，在室温下干燥30天。接着用日光型天气计(7力试验机(株)制造、WEL-SUN-DC)进行曝露试验(降雨周期；18分钟/2小时，黑板温度60 66°C )。对曝露经过2000小时后的外观变化进行观察，判定基准如下所示。◎:没有变化。〇发现失光。
A :发现失光和部分的裂纹。X :发现失光和整个表面的裂纹。然后在搅拌下添加7. 6份乙二酸二酰肼(以下称为ADH)、100份乙二醇一丁醚，进一步搅拌30分钟，得到水性防污用涂料组合物。向该水性防污用涂料组合物中混合前述的搪瓷涂料，进行各试验。对比试验的结果如表I所示。表I
权利要求
1.一种防污用水性涂料组合物，其特征在于，所述组合物包含(A)囊化石灰、(B)PVA和(C)表面活性剤。
2.如权利要求I所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述组合物还包括C4-10的烷基醇类，优选辛醇、戊醇、己醇中的I种或至少2种的组合。
3.如权利要求I或2所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述囊化石灰的囊壁材料为(RCOO) 2Ca,囊芯材料为 CaO 和 Ca (OH) 2.
4.如权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述囊花石灰的制备步骤为将RCOOH溶解于苯中，升温至50-60°C，冷却后加入CaO搅拌均匀，用胶体磨进行乳化处理，得到囊化石灰。
5.如权利要求2-4中任一项所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述PVA的重均分子量为 5000-30000，优选 8000-20000，进ー步优选 10000-15000。
其特征在于，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剤。
6.如权利要求1-5中任一项所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自AES、LAS、AE0-9、AE0-7、0P-10、氧化胺中的I种或至少2种的组合。
7.如权利要求1-6中任一项所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述组合物按重量百分比包括如下组分 囊化石灰10-30% PVA1-10% 表面活性剂0. 05-3% 水至100%。
8.如权利要求1-7中任一项所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述组合物按重量百分比包括如下组分囊化石灰10-30%PVA1-10% 表面活性剂0.05-3% 烷基醇0.01-0.5 水中:100%； 优选地，所述组合物按重量百分比包括如下组分囊化石灰10-30% PVA[-10%AES0.05-3% OP-IO0,05-3%烷基醇0.01-0.5水至100%。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的水性涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (1)将PVA溶于水中浸泡6-10h； (2)加热熔化后，冷却至室温； (3)加入表面活性剂； (4)加入囊化石灰，磨细； (5 )加入烷基醇，搅拌，制得产品。
全文摘要
本发明公开了一种防污用水性涂料组合物，所述组合物包含(A)囊化石灰、(B)PVA和(C)表面活性剂。本发明选用囊化石灰，提高了涂料的耐水性和分散性，同时，通过配合囊化石灰和其他诸如PVA、表面活性剂等辅料，获得一种具有耐水洗，防污染，易施工，手感细腻，吸湿透气，成本低，原料易得，对人体无害，VOC含量低，环境友好的水性涂料。
文档编号C04B26/04GK102731017SQ201210179999
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者张国胜, 梅长林, 胡兰 申请人:安徽省金盾涂料有限责任公司