一种用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料及其制备方法

专利名称：一种用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水性涂料及其制备方法，更具体的说涉及一种用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料及其制备方法。
背景技术：
涂料被广泛应用于家庭中，用以涂布内表面和外表面。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。CN 102321413A公开了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、助溶齐U、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。该发明还公开了该涂料的制备方法。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。涂料的防污性能也是衡量涂料性能的一个重要因素，防污涂料是防止污染物附着的一个经济有效的措施。如CN 1474837A公开了一种涂料组合物，该组合物能为涂膜提供足够高的抗水性，抗油性及防污性，并确保对基材高的粘结性。涂料组合物包含一种共聚物，该共聚物是含氟代脂肪族基的不饱和醋单体与不饱和硅烷单体的共聚产物。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可同时防锈、防污的墙面漆，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，还能为涂膜提供足够高的抗水性，抗油性及防污性；涂装方法与普通墙面用乳胶漆完全相同。本发明所提供的防锈、防污的水性涂料，按重量份包括20-60份的成膜物质、f 10份的成膜助剂、0. 5^2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物、0飞份助溶剂、(Tl份pH调节剂、0. ri份缓蚀剂和适量的水。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AVANSETM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；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。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I:(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I: (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I 一 10%)。含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物
用于本发明组合物的共聚物制备的含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体可为最终的涂层提供抗水性，抗油性及防污性。为发挥其良好的抗水性，抗油性及防污性并且不影响涂料的其它方面的性能，其用量为0. 5^2份。酯单体是一种含至少部分被氟取代的脂肪族基团，特别是至少部分被氟取代的烷基，以及可聚合乙烯型不饱和碳-碳双键的化合物。更具体的讲，含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体包括的化合物可由下式表示 O R1
Il ICU)
4D ......................其中，Rf为线型，支链或环状的，且至少部分被氟取代的脂肪族基团。例如，至少部分被氟取代的烷基，最好是含有2至12个碳原子的全氟代烷基，R1为H或CH3, Q为低级亚烷基，如-CH2-或-CH2CH2,或-SO2NR2-低级亚烷基，如-SO2NR2-CH2-或-SO2NR2-CH2CH2-,其中R2为氢或低级烷基，如-CH3或-C2H5。随着Rf中碳原子数目或氟取代数目的增加，抗水性，抗油性及防污性也会更好。但如果碳原子数量过多，一般认为共聚物可能在主要的组织中积聚。因此，Rf优选含有3至7个碳原子的氟代脂肪族基团，碳原子数为3至6个则更佳。Rf的端基最好是全氟代-CF3基团，以便获得高抗水性，抗油性及防污性。为了不影响共聚物的抗水性等性能，Q可为低级亚烧基，最好是-CH2-或-CH2CH2-。含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体一般可占酯单体及不饱和硅烷单体总重量的至少50 %或更多，最好是70 %或更多。在这一范围内，涂层可获得高抗水性，抗油性及防污性。共聚物中不饱和硅烷单体部分可促进最终涂层与基材的粘结性。不饱和硅烷单体是一种硅烷型化合物，它包含能促进与基材之间粘结性的硅原子以及可聚合乙烯型不饱和碳-碳双键。更具体地，不饱和硅烷单体包括的化合物可由以下分子式表示
I
"Vr-f 了 "I I \
I1V
*
Sm其中，R1为H或CH3, R3为氢或低级烷基，如甲基或乙基，X为烷氧基，卤素或RC00-，其中R为氢或低级烷基，如甲基或乙基，Y为单键或-CH2-, n为0、1或2的整数。X为烷氧基时，具体化合物可列举乙烯基三甲氧基硅烷，比如(CH3O)3SiCH = CH2, (C2H5O)3SiCH=CH2,以及烯丙基三烷氧基硅烷，如(CH3O) 3SICH2CH = CH2。X为RCOO-时，可包括(CH3COO)3SiCH = CH2。根据含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体及不饱和硅烷单体总重量计算，不饱和硅烷单体的重量百分含量通常为I %至50 %。若硅烷单体的重量百分含量不足I %，其对涂层与基材之间粘结性的促进作用可能不会显示出来。然而，若含量超过50 %，抗水性及抗油性则会降低。为了使涂层与基材之间的粘结性与抗水性等性能相平衡，不饱和硅烷单体的重量百分含量优选I %至30%，I %至10%更佳，I. 5%至4%则尤为佳。共聚物可由传统的自由基聚合方法制备。更具体地，在自由基聚合引发剂如偶氮二异丁腈存在下，将含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体及不饱和硅烷单体溶解在合适的溶剂如氢氟烃醚中，在60°C至75°C之间加热10至20小时聚合，由此得到共聚物。推荐组合物中共聚物的分子量为100至50，000,更佳的则为500至5，000。若分子量过小，则成膜性能差，若分子量过大，则涂料组合物粘度增加，使最终的组合物很难使用。助溶剂本发明的助溶剂没有具体限制，可以采用市售的各种适用于丙烯酸类涂料的助溶剂，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，所采用的助溶剂为1，2_丙二醇。在一优选例中，所述助溶剂选自丙二醇。
以水为分散介质的水性涂料，防冻是必然的；当环境温度在0°C以下时，就会结冰，这时乳胶漆组份中的乳液、分散齐IJ、润湿齐U、增稠齐U、颜料和填充料等原料，因失去水这一最大、最好的稳定环境，继而出现严重后增稠、严重分层、破乳、胶化等现象，从而影响到乳胶漆的品质。因此要加入助溶剂，以降低乳胶漆的冰点。通常助溶剂有丙二醇、乙二醇和二醇醚类，从环保角度考虑配方中选择丙二醇。所述助溶剂的重量份根据乳胶漆低温稳定性的要求而定，通常可加入0-5重量份。更优选地，0. I 5重量份。pH值调节剂本发明的pH值调节剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可，例如采用可用于丙烯酸涂料的PH调节剂。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-I-丙醇。其优点是调节后涂料气味比氨水要小很多，乳胶漆PH值稳定；这对于含活性防锈颜料的体系来说，PH值的稳定尤其重要，可帮助稳定乳胶漆体系。它的量在配方中为0 I重量份为佳。优选0. I I重量份。缓蚀剂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；金属在介质中的腐蚀过程是由两个共轭的电化学反应组成的，这两个电化学反应分别是阳极反应和阴极反应；而缓蚀剂能够抑制阳极、阴极反应中的一个或两个都能抑制，就能减小腐蚀速度；所以缓蚀剂又称腐蚀抑制剂。 缓蚀剂一般分为氧化型、沉淀膜型、金属阳离子型和有机化合物类。氧化型缓蚀剂如铬酸盐、亚硝酸盐、钥酸盐和钨酸盐等，它们本身是氧化剂或以介质中的溶解氧作氧化剂，可以使金属表面形成致辞密的r-Fe203保护膜，这层保护膜的厚度在5 10nm之间，造成金属离子化过程受阻，从而减缓金属的腐蚀。对于铬酸盐和亚硝酸盐，由于毒性较大，目前在许多涂料中已基本淘汰；而对于钥酸盐和钨酸盐，由于本身不具有氧化性，则介质中必须要有氧存在时，才能有缓蚀作用。沉淀膜型，它们能与介质中的有关离子反应，并在金属表面上的阴极区形成抑制腐蚀的沉淀膜，并覆盖于阴极表面，将金属和腐蚀介质隔开；因此又可分为阴极抑制型和混合抑制型两类。阴极抑制型缓蚀剂如硫酸锌、碳酸氢钙、磷酸盐等；混合抑制型缓蚀剂多为有机物，这类缓蚀剂由分子上的硫、氧、氮原子基团的络合剂和腐蚀过程中生成的金属离子相互作用而形成沉淀膜。
金属阳离子型，主要有锌粉，它的缓蚀机理是建立一个电化学电池，使钢铁在锌阳极的基础上成为阴极，但锌粉要达到整个固体分的859^95%才能提供必要的导电性有机化 合物类，又称为吸附膜型，它在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，它们吸附在金属表面，使介质不易与金属接触而防止腐蚀。这类缓蚀剂，其分子应与涂料中的树脂有良好的相容性，因为过量的缓蚀剂能导致附着力下降。通常选择缓蚀剂的类型及用量，需综合考察其抑制腐蚀性能，同时将对涂料的影响降到最低。优选地，此配方中选择有机化合物类缓蚀剂；更优选地，所采用的缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物，用于涂料可显著提高其防闪锈性0. 1-1重量份。所述适量的水是指其将墙面防锈漆的粘度调节到所需范围。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。本发明所提供的防锈、防污水性涂料可以任选含有颜料。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。适合的颜料包括炭黑；二氧化钛；改性磷酸盐；铁颜料如固体氧化铁；氧化锑颜料；钡颜料；钙颜料；锆颜料；铬颜料；镁颜料；铅颜料；硫化锌；锌钡白；酞菁蓝(phthalo blue);酞菁绿(phthalo green);金属颜料如铝；珠光颜料；乳光颜料；虹彩颜料；和塑料颜料如含有空隙和囊泡的固体珠粒和微球形颜料。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TiO2 ;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。磷酸锌是一种具有良好稳定性的无色、无毒的防锈颜料，重金属含量极低，已被列入国家安全规范中。普通磷酸锌的粒径较大约为12 20um，呈砖状，防锈性能不是很理想；为提高磷酸锌的防锈效果，对其进行化学改进处理，增大屏蔽性沉淀，大大提高其防锈性能。填充料本发明所提供的防锈、防污水性涂料可以任选含有填充料。本发明的填充料没有具体限制，可以采用市售的各种适用于水性涂料的填充料，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，所采用的填充料分别为低成本、机械强度高、耐磨性好的天然碳酸钙，以及可提高干膜遮盖力、改进悬浮性、涂膜硬度高的水合硅酸铝。作为优选技术方案，所述涂料还包括分散剂、消泡剂、增稠剂、防霉剂、防腐剂中的至少一种。分散剂粉料的分散、润湿原理，一是分散剂吸附于粉料颗粒，将凝聚的粉料颗粒湿润；二是高分子分散剂吸附在粉料颗粒表面，增加颜料和填充料粒子间的表面电荷，提高粒子间的静电斥力，并有效增加了粒子间的空间位阻，使液体中粉料颗粒稳定的分散成为可能。根据分子结构划分，分散剂一般分为两大类无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中以聚磷酸盐类居多，如六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、多聚磷酸钠和焦磷酸四钾。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。其优点是对无机颜料和填充料分散效果好，但随PH值和温度的升高，多聚磷酸盐容易水解，对长期储存稳定性不佳。有机分散剂包括聚丙烯酸盐类，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯/顺丁烯二酸盐类等。他们的特点是，在粉料表面产生强吸附或锚固作用，具有较长的分子链以形成空间位阻，链端具有水溶性，有的还辅有静电斥力，达到稳定的结果。有机分散剂因其分子量不同，表现会有所不同；低分子量型分散剂具有一个或多个空间上相接近的极性基团，它们吸附在颜料表面，以空间屏蔽作用来稳定粉料粒子，从而使粘度下降，这类分散剂主要用于无机颜料，因无机颜料是离子型结构，有较高的表面极性，分散剂易于吸附。而有机颜料因其表面含C、H、0基团，无离子活性，所以往往用高分子量的分散剂，有较多的黏附基团吸附在有机颜料的表面，它可以在有机颜料上形成持久的 吸附层。但分散剂的分子量太大易絮凝。所以选择分散剂的类型时应根据颜料和填充料类型而选择。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型分散剂。根据分散剂在配方中对颜料和填充料的最佳润湿点及对乳胶漆体系稳定状态，确定其最佳用量。在此配方中选择0 3重量份的疏水改性聚羧酸盐可达到最好效果。更优选地，0. I 3重量份。消泡剂涂料由生产、罐装、运输、施工至最后形成漆膜整个过程均有机械力，必然将大量的空气带入乳胶体系中，大量的泡沫会使生产操作困难，设备利用率不足，导致颜料和填充料分散不充分，甚至无法生产下去。大量的泡沫会给施工时带来更严重的后果是给涂膜留下许多缺陷，如缩孔，针孔、火山口等漆膜弊病。一支有效的消泡剂在涂料体系中作用相当重要。泡沫可理解为一个相当大量的不溶性气体分散在少量液体中的分散体，是需要在机械力的作用下才能形成。泡沫在本质上是不稳定的，有时由于液体本身热运动的作用足以使它破灭。一般认为消泡机理可分为以下四个过程1、消泡剂吸附到泡沫的表面；2、消泡剂渗透到泡沫的表面；3、消泡剂在泡沫表面上扩散，并吸附表面活性剂；4、泡沫张力不平衡-破泡。由消泡机理可知，消泡剂是低表面张力的液体，一般应具有以下特性I、消泡剂的表面张力要小于需消泡液体自身的表面张力；2、在需要消泡的液体中的溶解度要尽量小；3、要有良好的分散性。4、不能与所要消泡的液体起反应，不能影响涂料中颜料的内聚力及乳液的稳定性。5、要有较强的扩散力。6、不能影响成品乳胶漆的性能。7、不能有不良气味。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。消泡剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加，比如用量为0-1重量份，优选0. 1-1重量份。增稠剂涂料与粘度密切相关。它有一个非常重要的特性就是触变性。触变性的特征在于静止时有某种很弱的网状结构形成，如聚合物间的氢键形成物理交联；以颜料粒子为桥由其极性吸附形成聚合物之间的“交联”都表现为增稠。粘度与剪切力则表现为触变性，施加了剪切力后粘度下降，即网状结构被破坏；一旦撤去剪切力，网状结构逐步恢复，粘度又上升。它是一个与时间和剪切力相关的假塑性现象。涂料理想的状态即是贮存时，有较高的粘度以更好地稳定整个体系；涂料施工时，需要较低的粘度以获得较好的施工流平性。这种触变性是需要依靠一个理想的流变增稠体系才能达到的，它可以很好地平衡这一静一动的粘度变化，即有较好的触变性。根据其作用机理，可分为纤维素类、聚丙烯酸类和非离子缔合型聚氨酯增稠剂和无机增稠剂四大类。纤维素类增稠剂有甲基纤维素、羧甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基甲基纤维素(MHPC)等，其中最常用的是羟乙基纤维素(HEC)。纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。这类增稠剂的优点是增稠效率高，缺点是流平性差。
聚丙烯酸增稠剂基本上可分为两种一种是水溶性的丙烯酸盐的均聚物，其增稠机理是，遇碱中和后，羧酸根离子转变成羧酸盐。羧酸盐的形成导致内部分子排斥，并使聚合物延伸，沿着聚合物链，水分子被吸附，增加水相的黏度；另一种是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠剂，其增稠机理为，缔合型增稠的亲水链与水缔合，而疏水端与粉料和乳胶粒子缔合，在水相中形成网状结构，从而增加体系的黏度。以上这两种增稠剂本身是酸性的，须用碱或氨水中和至PH8 9才能达到增稠效果，也称为丙烯酸碱溶胀增稠剂。这种增稠剂相对纤维素类增稠剂能赋予涂膜更好的流平性和光泽。聚氨酯类增稠剂属于非离子型的缔合型增稠剂，这类增稠剂的分子结构中分别含亲水基团和疏水基团，使其呈现出一定的表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚合物粒子缔合形成网状结构，使体系黏度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相黏度也提高。这类增稠剂不仅对涂料的流变性产生影响，而且与相邻的乳胶粒子间存在相互作用。这类增稠的优点是涂膜流平性佳、抗飞溅性好，缺点是单一使用容易引起乳胶分层。无机增稠剂是一类吸水膨胀而形成触变性的凝胶矿物。主要有膨润土、凹凸棒土、硅酸铝等，其中膨润土最为常用。无机增稠剂膨润土是一种层状硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系黏度。通常两种或多种增稠剂混合使用，可补偿单一增稠剂使用的缺陷。所以在实际应用中，往往会采用两种或以上增稠剂搭配使用，以达到一个理想的流变状态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、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。更优选地，二者复配使用增稠剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加，比如用量控制在0 3重量份，优选0. I 3重量份。防霉剂和防腐剂本发明的防霉防藻剂和防腐剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可。在乳胶漆中，纤维素衍生物以及某些助剂，如乳化剂、消泡剂等都会成为微生物、霉菌的养料来源。涂料一经微生物污染，只要生长条件如有机物、湿度、氧气、酸碱度和温度等适宜，就会迅速生长繁衍，结果造成涂料变质、发臭。这就决定了，在水性涂料的生产、贮存、运输、应用等过程中，存在着严重的对付微生物的问题。微生物种类繁多，通常有革兰阴性细菌，尤其是大肠产氧菌属和假单孢菌属，不同地区的菌属会有所不同。所以要求防霉剂具有广谱性，抗各种微生物，药效高、活性久，同时对人体无毒。选择防霉防藻剂、防腐剂的种类及用量往往是根据其活性组分高于最低抑制浓度MIC时，才能达到其有效的保护作用。在本发明的一个具体实施方式
中，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。其中苯并咪唑氨基甲酸甲酯水溶性低、光稳定性好，热稳定性好，毒性低。而N’ -(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲对藻类物质有很好的抵抗作用。在本发明的一个具体实施方式
中，所采用的防腐剂为1，2_苯并异噻唑-3-1及其 衍生物。它不释放甲醛，不含卤素，不挥发，稳定性好，具有热稳定，酸碱稳定，可在广泛的PH值范围使用，化学稳定性好，对金属无腐蚀作用。防霉剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加，比如用量为0 I重量份，优选0. I I重量份。防腐剂的用量可根据本领域技术人员的常识进行添加，比如用量为0 I重量份，优选0. I I重量份。本发明的目的之一还在于提供一种墙面防锈、防污漆的制备方法，包括如下步骤按组分配比先将水、消泡剂、分散剂分别加入配料罐混匀，缓慢加入水溶性增稠剂，搅拌均匀；然后可选择的加入颜料、填充料，高速研磨10-20min ;至细度后加入成膜物质，搅拌均匀，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。在一优选例中，所述墙面防锈、防污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，搅拌均匀，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IOlOmin ;至细度后依次加入助溶剂、成膜助剂搅拌5min ;然后依次加入防霉剂、防腐剂搅拌3min ;再加入成膜物质、消泡剂搅拌均匀后；分别用PH调节剂、增稠剂调节粘度和p H值，调节粘度至(85—89)KU，最后加入缓蚀剂及含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物，即得到墙面防锈、防污漆成品。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、防污迹的水性涂料，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，易污染的问题。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并具有抗污能力，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。
具体实施方式
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，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。
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。实施例I20份的成膜物质(玻璃化转化温度为29°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、2份的成膜助剂、0. 5份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物将(F(CF2)6CH20C( = 0)C(CH3) = CH2(组分I)作为含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体，(C2H5O) 3S i CH = CH2作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、I份助溶剂(1，2-丙二醇)、I份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、0. I份缓蚀剂(氨基羧酸盐)和适量的水。利用本发明提供的制备方法制备涂料，将涂料粘度调至89KU。实施例240份的成膜物质(玻璃化转化温度为14°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、5份的成膜助剂、2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物(将C7F15SO2N (C2H5) C2H4OC ( = 0) C (CH3) = CH2作为含氟代脂肪族基团不饱和酯单体，(C2H5O)3SiCH = CH2作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、5份助溶剂(1，2-丙二醇)、0. I份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、I份缓蚀剂(硝基羧酸盐)和适量的水、0. 5分散剂(聚羧酸钠盐型分散剂)。利用本发明提供的制备方法制备涂料，将涂料粘度调至85KU。实施例360份的成膜物质(玻璃化转化温度为20°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、10份的成膜助剂、I份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物(将C-C6F11CH2OC( = 0) C(CH3) = CH2作为含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体，(C2H5O)3SiCH =CH2作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、2份助溶剂(1，2-丙二醇)、0. 5份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、0. 5份缓蚀剂(硝基羧酸盐)和适量的水、0. I分散剂(聚羧酸钠盐型分散剂)、I份消泡剂(疏水二氧化硅及矿物油的混合物)。利用本发明提供的制备方法制备涂料，将涂料粘度调至86KU。实施例430份的成膜物质(玻璃化转化温度为10°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、3份的成膜助剂、I. 5份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物(将C6F13C2H4OC ( = 0) C (CH3) = CH2作为含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体，(C2H5O)3SiCH = CH2作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、3份助溶剂(I, 2-丙二醇)、0. 3份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、0. 7份缓蚀剂(硝基羧酸盐)和适量的水、3份分散剂(聚羧酸钠盐型分散剂)、0. I份消泡剂(疏水二氧化硅及矿物油的混合物)、3份增稠剂(水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶涨型乳液复配)。利用本发明提供的制备方法 制备涂料，将涂料粘度调至88KU。实施例520-60份的成膜物质(玻璃化转化温度为15°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、riO份的成膜助剂、0. 5^2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物(将(CF3) 2CF (CF2) 2C2H40C ( = 0) CH = CH2作为含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体，将(CH3O) 3SiCH = CH2 (组分 9)，(C2H5O) 3SiCH = CH2 或(CH3O) 3SiCH2CH = CH2 作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、0飞份助溶剂(1，2-丙二醇)、(Tl份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、o. n份缓蚀剂(硝基羧酸盐)和适量的水、I. 5份分散剂(聚羧酸钠盐型分散剂)、0. 5份消泡剂(疏水二氧化硅及矿物油的混合物)、I. 5份增稠剂(水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶涨型乳液复配)、0. I份防霉剂(苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’ -(3，4- 二氯苯基)-N，N- 二甲基脲)、0. 2份防腐剂(1，2-苯并异噻唑-3-1)。利用本发明提供的制备方法制备涂料，将涂料粘度调至87KU。实施例620-60份的成膜物质(玻璃化转化温度为25°C的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液)、1^10份的成膜助剂、0. 5^2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物(将H(CF2)4CH20C( = 0)CH = CH2作为含氟代脂肪族基团的不饱和酯单体，(C2H5O)3SiCH = CH2作为不饱和硅烷单体，按本发明提供的制备过程制得)、0飞份助溶剂(1，2-丙二醇)、(Tl份pH调节剂(2-氨基-2甲基-I-丙醇)、0. n份缓蚀剂(硝基羧酸盐)和适量的水、2份分散剂(聚羧酸钠盐型分散剂)、0. 3份消泡剂(疏水二氧化硅及矿物油的混合物)、0. 3份增稠剂(水溶性纤维素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶涨型乳液复配)、I份防霉剂(苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’ -(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲)、1份防腐剂(I, 2-苯并异噻唑-3-1)、15份颜料(金红石型TiO2和改性磷酸盐)、20份填充料(天然碳酸钙和水合硅酸铝)。利用本发明提供的制备方法制备涂料，将涂料粘度调至85KU。对比例按CN 102321413A中的实施例I和2所提供的配方根据本发明的制备方法制得的涂料。性能评价试样制备将一块预先洁净的76X 16mm玻璃片浸入本发明及对比例制备的涂料溶液中(室温)，接着快速拉起，干燥得试样。耐盐水、耐盐雾试验参照金属防锈涂料标准试验。防污性能评价用于测试涂料抗污染性的试剂包括蓝色食品染料、红墨水、红酒、茶和咖啡溶液以及一种特别的疏水性测试化合物“K and N"。将这些污染试剂涂于涂膜上并污染I小时。然后除去过量污染试剂并用家用清洁剂和卫生纸将涂膜彻底清洗。目测评估涂膜的抗污染性能，并与适当对照相对比分为5个级别，其中5=抗污染性优良，1=抗污染性差。通常抗污染等级至少为3表明涂料具有良好抗污染性。评价结果如下表
权利要求
1.一种用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料，按重量份包括20-60份的成膜物质、f 10 份的成膜助剂、O. 5^2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物、(Γ5份助溶剂、(Tl份pH调节剂、O. Γ1份缓蚀剂和适量的水。
2.根据权利要求I所述的水性涂料，所述涂料还包括分散剂、消泡剂、增稠剂、防霉剂、 防腐剂中的至少一种。
3.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的成膜物质选自玻璃化转化温度在 IO0C -30°C之间的丙烯酸类乳液。
4.根据权利要求I所述的水性涂料，所述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I: (O. 5-1. 5)。
5.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的不饱和硅烷单体选自乙烯基三甲氧基硅烧，乙稀基二乙氧基娃烧，乙稀基二异丙氧基娃烧及乙稀基_叔-丁氧基娃烧；优选地，按含氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体总重量计算，所述不饱和硅烷单体的含量为1-50重量％。
6.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的助溶剂为1，2_丙二醇。
7.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的PH调节剂为2-氨基-2-甲基-I-丙醇。
8.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的缓蚀剂为不溶于水的有机羧酸盐类化合物。
9.根据权利要求I所述的水性涂料，所述的分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂；优选地，所述的消泡剂为疏水二氧化硅及矿物油的混合物；优选地，所述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；优选地，所述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；优选地，所述的防腐剂为1，2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。
10.一种根据权利要求I、任一项所述的墙面防锈迹、防污迹的水性涂料制备方法， 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，搅拌均匀；然后可选择的加入颜料、填充料，高速研磨10-20min ;至细度后加入成膜物质，搅拌均匀，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O
全文摘要
本发明涉及一种用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料，所述涂料按重量份包括20-60份的成膜物质、1-10份的成膜助剂、0.5~2份的含有氟代脂肪族基的不饱和酯单体与不饱和硅烷单体的共聚产物、0-5份助溶剂、0.1-1份缓蚀剂和适量的水。本发明还设计了该涂料的制备方法。本发明用于墙面防锈迹、防污迹的水性涂料，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并具有抗污能力，更好地达到其美化装饰效果；是一种具有优异的防锈、防污、环保、经济的墙面用涂料。
文档编号C09D125/14GK102690561SQ20121019456
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者孙巨福 申请人:天长市银狐漆业有限公司