专利名称：一种用于墙面防锈迹的水性涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于墙面防锈迹的水性涂料及其制备方法，更具体的说涉及一种由苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液为主要成膜物质的墙面防锈漆及其制备方法。
背景技术：
目前市面上有较多反馈，尤其在南方潮湿地区，关于在墙面涂刷乳胶漆后，出现许多锈斑。墙体基材可大致分为两种，一是腻子层，用于找平功能的腻子粉种类繁多，品质良莠不齐；其成份中双灰粉、滑石粉等均属于矿物质，其中必然夹杂大量金属杂质，以铁锈杂质居多；同时部分小型厂商使用的生产设备，维护不到位；最终导致生产出来的腻子粉成品中夹杂大量铁锈杂质。二是旧漆膜，当旧墙面翻新时，墙面上的铁钉未经处理，即涂刷乳胶漆。当以上基材碰到以水为分散介质的乳胶漆即生锈，且锈点随着施工工具的移动，分布于整个漆膜上，最终导致大量锈斑出现在漆膜上，大大降低其装饰性。尤其在潮湿季节，这种现象更为严重。当出现这种现象时，作为非本专业的消费者，第一反应即是，乳胶漆的品质有问题，这类投拆若处理不当时，会直接影响公司的声誉及利益。解决这种锈斑，通过涂刷用于金属上的防锈漆，可以杜绝这类锈斑的产生；但是金属防锈漆通常是以溶剂为分散介质，同时价格相当昂贵。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种墙面防锈漆，其能够很好地防御因墙体的铁锈杂质碰到墙面用乳胶漆组份中的水，而产生的锈斑，达到很好的美化装饰效果；涂装方法与普通墙面用乳胶漆完全相同。本发明的第二目的在于提供一种墙面防锈漆的制备方法。本发明的第三目的在于解决乳胶漆在墙体基材产生锈斑方面的应用。本发明的第一方面提供一种墙面防锈漆，所述墙面防锈漆由成膜物质、成膜助剂、 颜料、填充料、助溶剂、缓蚀剂、涂料助剂和水组成，涂料助剂由分散剂、消泡剂、增稠剂、PH 调节剂、防霉剂、防腐剂组成，所述涂料各组成成分的重量份如下
成膜物质20-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10°C _30°C之间的丙烯酸类乳液；
成膜助剂1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1: (0. 5-1. 5)；
颜料1-20重量份，所述颜料为金红石型TI02和改性磷酸盐； 缓蚀剂0. 1-1重量份；所述缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物； 填充料0-30重量份；助溶剂0-5重量份； 分散剂0-3重量份； 消泡剂0-1重量份； 增稠剂0-3重量份； PH调节剂0-1重量份； 防霉剂0-1重量份； 防腐剂0-1重量份； 适量的水。在一优选例中，所述适量的水是指其将墙面防锈漆的粘度调节到(85-89)KU之间。在一优选例中，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配，具低气味、水解稳定、高沸点、低毒、安全、可接受的生物降解等特点；由于与聚合物相容性更好，使乳胶粒子聚结更完全，因此涂膜的附着力、耐水性更好。在本发明的一个具体实施方式
中，所述丙烯酸类乳液用作成膜物质，且所述丙烯酸类乳液是苯乙烯与丙烯酸酯、丙烯酸丁酯共聚反应得到的苯乙烯-丙烯酸酯乳液。在本发明的一个具体实施方式
中，所述丙烯酸类乳液的玻璃化转化温度在 IO0C -30°c之间。在本发明的一个具体实施方式
中，所述颜料分别为金红石型TI02和改性磷酸盐。在本发明的一个具体实施方式
中，所述缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物。在本发明的一个具体实施方式
中，所述填充料分别为天然碳酸钙和水合硅酸铝。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的助溶剂为1，2_丙二醇。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的消泡剂为疏水二氧化硅及矿物油的混合物。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的增稠剂为水溶性纤维素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液复配
在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇； 所采用的防霉剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其组合； 所采用的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。本发明的第二方面提供一种本发明所述的墙面防锈漆的制备方法，通过将以下各个组分进行混合，得到所述墙面防锈漆
所述涂料各组成成分的重量份如下
成膜物质20-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10°C _30°C之间的丙烯酸类乳液；
成膜助剂1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1:(0. 5-1. 5)；
颜料1-20重量份，所述颜料分别为金红石型TI02和改性磷酸盐；
缓蚀剂0. 1-1重量份；所述缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物；
填充料0-30重量份；
助溶剂0-5重量份；
分散剂0-3重量份；
消泡剂0-1重量份；
增稠剂0-3重量份；
PH调节剂0-1重量份；
防霉剂0-1重量份；
防腐剂0-1重量份；
适量的水。 在一优选例中，所述墙面防锈漆按照以下生产工艺进行
将水、分散剂、部分消泡剂依次加入配料罐，搅拌均勻，缓慢加入水溶性纤维素增稠剂， 搅拌5min ；然后加入颜料、填充料，高速研磨l(T20min ；至细度后依次加入助溶剂、成膜助剂搅拌&nin ；然后依次加入防霉剂、防腐剂搅拌3min;再加入成膜物质、消泡剂搅拌均勻后；分别用PH调节剂、增稠剂调节粘度和ρ H值，调节粘度至(85— 89)KU，最后加入缓蚀剂，即得到墙面防锈漆成品。 本发明的第三目的在于解决乳胶漆在墙体基材产生锈斑方面的应用，所述乳胶漆用丙烯酸类乳液作成膜物质，且所述丙烯酸类乳液是苯乙烯-丙烯酸酯乳液，是由苯乙烯和丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂等，通过乳液聚合反应得到。其采用自交联和颜料吸附等特殊技术，使乳液对颜料和填充料具有更好的包裹能力，大大提高其与防锈活性颜料相容性，可达到很好地基材附着力及防腐性能。
具体实施例方式本发明人经过不断地试验、研究，制得一种可用于墙面防锈斑的水性涂料，其能够很好地解决金属防锈漆施工操作繁琐、不环保、价格昂贵等问题，且避免了因涂刷油性漆的漆膜太过于光滑，而出现无法涂刷水性漆的问题；并且解决了乳胶漆遇铁锈即生锈的问题。 此产品施工操作十分简单，与普通乳胶漆施工完全相同。此产品还具有与墙体基材较好的附着力，且抗渗碱性、抗盐析性、耐水性、耐碱性能优异；在涂刷乳胶漆之前，先涂刷一道此产品，可完全杜绝锈斑的产生，且因其具底漆的所有性能，可当作一道底漆使用，再涂刷两道乳胶漆面漆即可，施工简易且省时、省力。是墙面装修的最佳选择。本发明的技术构思在于
按涂料的防锈作用机理区分，大致可分为四种类型物理作用防锈漆，化学作用防锈漆，电化学作用防锈漆及综合作用防锈漆。其中一是物理防锈漆，主要有铁红防锈漆、云母氧化铁防锈漆、铝粉防锈漆、玻璃鳞片防锈漆等。该类防锈漆与被涂装的金属表面基本上不发生化学或电化学反应，采用不溶于水，不易被腐蚀介质分解破坏的化学性质稳定的惰性颜料和填料，涂层本身比较安定，涂层结构致密，能够降低水，氧及离子对涂料膜的透过速度或阻挡腐蚀介质和底材的接触；二是化学防锈漆，也是防锈漆的主要品种，采用多种化学活性的颜料，依靠化学反应改变表面的性质及反应生成物的特性达到防锈的目的；三是电化学防锈漆，如果涂覆于金属上的涂层具有比金属更低的电极电位，则当存在电化学腐蚀的条件时，涂层是阳极，金属是阴极而不被腐蚀；电化学防锈漆的主要品种有环氧富锌底漆和铝粉防锈漆，电化学保护涂料的防锈效果极好，在苛刻的环境下即使不用面漆也能较长期间保持防锈能力，但其成本较高，施工要求严格。综合墙面用涂料防止出现锈斑属于轻度防腐；墙面防锈漆采用化学防锈的作用机理，通过选用重金属含量极低的防锈颜料磷酸盐，可与铁质金属表面作用生成起保护作用的不溶性磷酸铁，使铁质表面钝化，遇水不生锈。乳液是水性涂料的主要成膜物质，对颜料和填充料起黏结作用，使粉料牢固均勻地涂覆在基材表面，乳液性能的好坏决定涂膜性能的好坏；乳液选用一种采用自交联和颜料吸附等特殊技术的聚合物，其对颜料和填充料具有很好的包裹能力，大大提高其与防锈活性颜料相容性，防止活性颜料从涂料中渗出，同时由于丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液有细粒径、渗透性强的特点，可赋予涂料很好的附着力及防腐性能。水性涂料涂覆在金属表面，成膜初期容易发生锈蚀，所以必须加入缓蚀剂，通常使用的缓蚀剂有亚硝酸钠，虽可防止早期锈蚀，但由于其强水溶性而残留在涂膜中，极大地影响涂膜的耐盐水性，这对于有盐份析出的建筑基材是不利的，同时也不环保，本产品选用一种不溶于水的有机羧酸盐类化合物，完全不含亚硝酸盐，既环保且不影响漆膜的耐盐水性， 产品稳定性好，对漆膜的防锈性有较大提高。以下对本发明的各个原料进行详述如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本发明的墙面防锈漆由成膜物质、成膜助剂、颜料、填充料、助溶剂、缓蚀剂、涂料助剂和水组成，涂料助剂由分散剂、消泡剂、增稠剂、PH调节剂、防霉剂、防腐剂组成，
所述涂料各组成成分的重量份如下
成膜物质20-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10°C -30°C之间的丙烯酸类乳液；
成膜助剂1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1: (0. 5-1. 5)；
颜料1-20重量份，所述颜料分别为金红石型TI02和改性磷酸盐；
缓蚀剂0. 1-1重量份，所述缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物；
填充料0-30重量份；
助溶剂0-5重量份；
分散剂0-3重量份；
消泡剂0-1重量份；
增稠剂0-3重量份；
PH调节剂0-1重量份；防霉剂0-1重量份； 防腐剂0-1重量份； 适量的水。成膜物质
为了解决乳胶漆与墙面锈斑的问题。本发明人发现，通过选用一种采用全新的AVANSE 技术合成的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，与传统丙烯酸乳液相比，这种新技术使聚合物对颜料和填充料具有更为良好的包裹能力，从而大大增强粉料与聚合物之间的结合力，尤其是一些防锈活性颜料，使整个产品体系达到很好的防腐性及配方稳定性。这种乳液采用疏水单体、疏水表面活性剂合成，同时兼具自交联技术，使产品形成致密、疏水涂层。这种乳液的卓越性能还表现在其环保的一面，如不含甲醛和APEO成份，满足当前甚至未来的环保要求。优选地，所述丙烯酸类乳液的玻璃化转化温度在10°C -30°C之间。所述的丙烯酸类乳液可以市售得到；或者通过上述技术制备得到，具体例如，苯乙烯和丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂等，通过乳液聚合反应得到。所述的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的分子量没有具体限制，只要使得玻璃化转化温度达到所需的10°c -30°c即可。所述的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的共聚比例没有具体限制，只要使得玻璃化转化温度达到所需的10°c -30°c即可。成膜助剂
本发明的成膜助剂没有具体限制，可以采用市售的各种适用于丙烯酸类涂料的助剂， 这对于本领域技术人员是已知的。本发明提供成膜助剂的优选例子，也即当配方中的成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2， 4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1: (0.5-1. 5);使用时可以更好地达到本发明的目的。乳胶漆只有在一定温度下才能聚结成膜，这个能形成连续而理想涂膜的最低温度称为最低成膜温度(MFT)。若低于此温度施工，则乳胶漆中水分挥发后，乳胶粒子不能聚结成连续的涂膜，而是呈粉末状或开裂状的不连续膜。这时涂膜的各种性能如附着力性差、与颜料的粘结力差等严重下降。乳胶漆的成膜可分为水分挥发、乳胶粒变形和乳胶分子链段扩散缠绕而融合成续膜三个步骤，为保证乳胶粒很好的变形，更好地包裹颜料和填充料，形成连续、致密的漆膜，往往要加入成膜助剂。为了降低MFT，达到高性能与低施工温度之间的平衡。为保证漆膜最终的高性能， 所以要求成膜助剂有以下特点一是应是聚合物的强溶剂，因而能降低聚合物的玻璃化温度，并具有很好的相容性，否则会影响漆膜外观。二是在水中的溶解度要低，易被乳胶粒吸附而有优良的聚结性能，微弱的水溶性，容易被乳胶漆其他组分所乳化。而且由于其低水溶性，在成膜过程中不会随水分挥发而被带走。三是应具有适宜的挥发速度，在成膜前保留在聚合物之中，成膜后能完全挥发掉。可以用作成膜助剂的有机溶剂很多。成膜助剂在采用时，将首先在水相和聚合物相中(有机相)进行分配，它发挥成膜效能取决于在两相中的分配系数，取决于该助剂的增塑效能，还取决于它的挥发速度。成膜助剂可看作聚合物的内增塑共聚单体，成膜助剂的玻璃化温度可用来判定它对聚合物的增塑性；发明人根据各种成膜助剂的挥发速率、聚合物乳液的溶解度参数、成膜助剂的分配系数等指标进行选择，其中成膜助剂选用戊二酸二 (乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1: (0. 5-1. 5);可以很好地达到与这一聚合物乳液的溶解度参数相接近，且有较低的挥发速率及低水溶解度。故在配方中选择其作为成膜助剂。为确保较好地成膜性，根据乳液用量，将其用量控制在1-10重量份(或1 一 10%)。颜料
本发明的颜料没有具体限制，可以采用市售的各种适用于水性涂料的颜料，这对于本领域技术人员是已知的。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的遮盖颜料为折射率较大、抗粉化性、化学稳定性、光稳定性较好的金红石型TI02 ；所采用的防锈颜料为改性磷酸盐，其作用机理是，在阳极区生成屏蔽性沉淀，由于破损涂膜位置上发生初期腐蚀而使钢铁表面产生局部阳极和阴极，局部阳极的铁开始溶解，溶解出来的亚铁盐和铁盐发生水解，释放出来的质子就与磷酸锌作用产生磷酸和锌离子，这样就有阴极抑制剂的作用，而磷酸则与金属表面作用生成起保护作用的不溶性磷酸铁，反应机理如下
权利要求
1.一种用于墙面防锈迹的水性涂料，所述墙面防锈漆由成膜物质、成膜助剂、颜料、填充料、助溶剂、缓蚀剂、涂料助剂和水组成，涂料助剂由分散剂、消泡剂、增稠剂、PH调节剂、 防霉剂、防腐剂组成，其特征在于，所述涂料各组成成分的重量份如下成膜物质20-60重量份，所述成膜物质选自玻璃化转化温度在10°C _30°C之间的丙烯酸类乳液；成膜助剂1-10重量份，所述成膜助剂为戊二酸二(乙-甲基丙)酯、丁二酸二(乙-甲基丙)酯和二(乙-甲基丙基)己二酸酯的混合物及2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯复配；且所述混合物与2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯的重量配比为1: (0. 5-1. 5)；颜料1-20重量份，所述颜料为金红石型TI02和改性磷酸盐；缓蚀剂0. 1-1重量份，所述缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物；填充料0-30重量份；助溶剂0-5重量份；分散剂0-3重量份；消泡剂0-1重量份；增稠剂0-3重量份；PH调节剂0-1重量份；防霉剂0-1重量份；防腐剂0-1重量份；适量的水。
2.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的填充料为天然碳酸钙和水合硅酸铝。
3.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的助溶剂为1，2_丙二醇。
4.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。
5.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的消泡剂为疏水二氧化硅及矿物油的混合物。
6.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的增稠剂为水溶性纤维素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液复配。
7.根据权利要求1所述的墙面防锈漆，其特征在于，所采用的PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所采用的防霉剂为苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’ -(3，4_ 二氯苯基)-N， N- 二甲基脲或其组合；所采用的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。
8.一种根据权利要求1所述的墙面防锈漆的制备方法，其特征在于，按组分配比先将水、消泡剂、分散剂分别加入配料罐混勻，缓慢加入水溶性增稠剂，搅拌均勻；然后依次加入颜料、填充料，高速研磨10-20min ；至细度后加入成膜物质，搅拌均勻，再加入其他功能助剂，并调节粘度和PH值，过滤，包装，得到墙面防锈漆成品。
全文摘要
本发明公开一种用于墙面防锈迹的水性涂料，所述涂料由成膜物质、成膜助剂、颜料、填充料、助溶剂、缓蚀剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、pH调节剂、防霉剂、防腐剂和水组成。本发明还公开了该涂料的制备方法。本发明用于墙面防锈迹的水性涂料，环保、经济，施工方法与普通墙面用乳胶漆完全相同，且可预防墙面锈斑的产生，更好地达到其美化装饰效果；是一种具有优异的防锈、环保、经济的墙面用涂料。
文档编号C09D5/08GK102321413SQ20111023708
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者周复荣 申请人:广州立邦涂料有限公司