一种水性涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种水性涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 俗话说"三分涂料七分施工"，涂料产品性能对于涂料的施工性有极其重要的影 响。在涂料的施工过程中，由于施工方式的不同，会导致最终涂层性能差异较大。因此，在 产品施工时，对施工环境、水质要求、施工人员专业要求、经验要求等方面往往有很多限制 要求，在不能满足水性涂料上述要求的情况下，施工后的涂层达不到预期的效果和涂膜的 性能水准，这样就导致产品失效、延误工期及花费大量的返工成本。因此，现有的市售的涂 料普遍存在施工性能不好的实际问题。
[0003] 随着市场对水性涂料施工性个性化需求不断期待，水性涂料种类在不断开发中， 其施工方法也不限于水性涂料相关国家对标准（如GB/T9756-2009《合成树脂乳液内墙涂 料》、GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂料》）中的刷涂方式。而水性涂料的施工性与产 品的粘度、贮存期、剪切粘度、PH值以及施工人员、施工环境等因素均有关系，且上述各因素 之间存在交互作用且作用显著。
[0004] 此外，目前市场上的水性涂料普遍采用羟乙基纤维素作为体系增稠剂，其溶解过 程对PH值的要求严格，且生产过程中易受水质的污染产生大量的菌类导致最终产品变质。
[0005] 因此，如何研制出一种施工性极佳的水性涂料，其能够满足DIY的个性施工需求， 其施工时不受各种因素所限制，施工后的涂膜性能优异，是本领域科研人员亟待解决的技 术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所解决的技术问题在于克服现有的水性涂料受到施工性条件（如产品的 粘度、兑水比例、PH值以及施工人员、施工环境等因素）的局限，施工性能不佳的缺陷，提供 一种水性涂料及其制备方法。本发明的水性涂料不仅赋予涂料的装饰与保护功能，满足国 家对水性涂料的相关有害物质标准的要求，而且其施工方式不限于水性涂料相关国家对标 准（如GB/T9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》、GB/T9755-2001《合成树脂乳液外墙涂 料》）中的刷涂方式，而且可以采用滚涂、喷涂、批刮等施工方式，并且对施工的粘度、施工环 境、施工人员的专业性没有严格要求，适合各类人群WY进行施工，并且该水性涂料的稳定 性能好，使用后的涂膜性能佳。
[0007] 本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0008] 本发明提供了一种水性涂料，其原料配方包括下述质量百分比的组分：丙烯酸乳 液15. 2~50. 2%、黄原胶0. 065~0. 09%、无机颜料10. 5~18. 8%、填料16. 0~29. 8%、 润湿分散剂〇. 6~2. 3%、消泡剂0. 1~0. 5%、杀菌剂0. 4~4. 0%、卡波姆0. 1~3. 2%、 成膜助剂〇? 6~3. 0%、防冻剂L0~4. 2%和水20. 0~29. 0%。
[0009] 其中，所述的丙烯酸乳液可为本领域常规使用的丙烯酸乳液，包括纯丙乳液、硅丙 乳液或苯丙乳液等。所述的丙烯酸乳液较佳地为硅丙乳液和/或纯丙乳液。所述的丙烯酸 乳液较佳地满足下述指标：极高的机械稳定性、热稳定性，极低VOC，无甲醛残留，较低的粘 度、极佳的喷涂性和自流平性，固含量> 49wt%，附着力< 1级，按GB/T1733-1993进行耐水 性测试，168小时通过的乳液。所述的丙烯酸乳液更佳地为南通生达化工有限公司生产的 SD-168乳液、上海保立佳化工有限公司生产的BLJ-998AD乳液和罗门哈斯生产的AC-261P 乳液中的一种或多种。
[0010] 其中，所述的黄原胶是指由糖类经黄单胞杆菌发醉，产生的胞外微生物多糖，其具 有大分子特殊结构和胶体特性，具有极强的抗氧化和抗酶解能力。所述黄原胶的Iwt%水溶 液在23°C时的粘度较佳地彡1000 OOmPa?s(测试方法：23±0. 5°C使用GradeH粘度计测 试）。所述的黄原胶更佳地为山东中轩股份有限公司生产的黄原胶、河南康威生物科技有限 公司生产的黄原胶和上海立奇化工助剂有限公司生产的黄原胶中的一种或多种。
[0011] 其中，所述的无机颜料可为本领域常规使用的耐候性达5级并且耐光性达7级的 无机颜料，可根据本领域常规方法选择无机颜料的种类和颜色。所述的无机颜料较佳地为 金红石钛白、碳黑或氧化铁黄。
[0012] 其中，所述的填料可为本领域常规使用的填料，一般其吸油量小于50g/100g，易分 散，具有抗粉化，防沉性佳。所述的填料较佳地为絹云母粉、高岭土和重质碳酸钙中的一种 或多种。所述的絹云母粉较佳地为湿法絹云母粉，更佳地为滁州格锐矿业有限公司的生产 的GA-4湿法絹云母粉。所述高岭土为经淘洗精选、漂白、增白、煅烧和气流超细粉碎等工艺 精制而成的，其目数较佳地为1250目以上，高岭土的遮盖力强，具有极好的钛白延展性、分 散性和悬浮性佳、具有良好的防沉作用，能够提高涂料的施工性、耐候性，可改善涂料的贮 存稳定性。所述的高岭土较佳地为煅烧高岭土，更佳地为中国高岭土有限公司生产的DB-I 煅烧高岭土、DB-2煅烧高岭土和广东邦乐化工原料有限公司生产的BMV60煅烧高岭土中 的一种或多种。所述的重质碳酸钙应不含重金属，较佳地为江西奥特精细粉体有限公司生 产的AT-0026重质碳酸钙和/或AT-0028重质碳酸钙。
[0013] 其中，所述的润湿分散剂可为本领域常规使用的润湿分散剂，其能够降低表面张 力，具有极好的润湿和铺展能力，可提高颜料和填料的加入量而不增加粘度。所述的润湿分 散剂较佳地为聚羧酸胺盐润湿分散剂。所述的聚羧酸胺盐润湿分散剂较佳地满足下述性能 指标：lwt%所述聚羧酸胺盐润湿分散剂的水溶液的浊点为27~30°C，以及所述聚羧酸胺 盐润湿分散剂的密度为1. 05~I. 08g/cm3,所述密度在20°C时测得。所述的润湿分散剂最 佳地为罗地亚（Rhodia)集团生产的润湿分散剂WA200、陶氏化学公司的润湿分散剂CF-10 和润湿分散剂X-405中的一种或多种。
[0014] 其中，所述的卡波姆（Carbomer)为丙烯酸键合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醚的 高分子聚合物。所述的卡波姆较佳地为卡波姆934、卡波姆940和卡波姆941中的一种或多 种。
[0015] 其中，所述的消泡剂可为本领域常规使用的消泡剂，其一般兼具破泡性和抑泡性。 所述的消泡剂较佳地为改性聚甲基硅氧烷类消泡剂。所述的改性聚甲基硅氧烷类消泡剂较 佳地满足下述性能指标：密度0. 89~0. 95g/cm3,所述密度在20°C时测得。所述的消泡剂 更佳地为广州市睿合新材料科技有限公司提供的消泡剂RH-900、陶氏化学有限公司提供的 消泡剂BD-405和消泡剂BD-109中的一种或多种。
[0016] 其中，所述的杀菌剂可为本领域常规使用的杀菌剂，较佳地为异噻唑啉酮类杀 菌剂，其能稳定于水中且不释放游离甲醛，并对革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌 和酵母菌高度有效。所述的杀菌剂更佳地为西班牙Lamirsa实验研究院生产的杀菌剂 MIRECIDE-KW/600。
[0017] 其中，所述的成膜助剂可为本领域常规使用成膜助剂，较佳地为成膜助剂为伊士 曼化工有限公司（Eastman)生产的成膜助剂Texanol。
[0018] 其中，所述的防冻剂可为本领域常规使用的防冻剂，较佳地为丙二醇和/或乙二 醇。
[0019] 其中，所述的水可为本领域常规用水，较佳地为去离子水。
[0020] 在本发明的一较佳实施方式中，所述的水性涂料，其原料配方包括下述质量百分 比的组分：所述的丙烯酸乳液15. 2~50. 2%、所述黄原胶0. 065~0. 09%、所述的无机颜 料10. 5~18. 8%、所述的填料16. 0~29. 8%、所述的润湿分散剂0. 6~2. 3%、所述的消 泡剂0. 1~0. 5%、所述的杀菌剂0. 4~4. 0%、所述的卡波姆0. 1~3. 2%、所述的成膜助 剂0. 6~3. 0%、所述的防冻剂I. 0~4. 2%和所述的水20. 0~29. 0%。
[0021] 在本发明中的一更佳实施方式中，所述的水性涂料，其原料配方由下述质量百分 比的组分组成：所述的丙烯酸乳液15. 2~47. 6%、所述的黄原胶0. 065~0. 09%、所述的 无机颜料10. 5~18. 8%、所述的填料16. 0~29. 8%、所述的润湿分散剂0. 6~2. 3%、所 述的消泡剂〇. 1~〇. 5%、所述的杀菌剂0. 4~4. 0%、所述的卡波姆0. 2~3. 2%、所述的 成膜助剂〇. 6~3. 0%、所述的防冻剂I. 0~4. 2%和所述的水20. 0~29. 0%。
[0022] 本发明中，所述的水性涂料，其在10~50°C下的粘度为110~120KU(采用GB/ T9269-2009中的方法进行测试，但测试温度为10~50°C)，其在10~50°C下的pH值为 8. 4~8. 7。将所述的水性涂料与水以9:1~8:2的质量比混合形成料液，所述料液在20~ 25°C下的粘度为110~120KU(采用GB/T9269-2009中的方法进行测试，但测试温度为20~ 25°C)，所述料液在20~25 °C下的pH值为8. 4~8. 7。本发明的水性涂料，其在使用情况 下，粘度和PH值不会随温度和兑水比例的变化而发生明显变化。
[0023] 本发明还提供了一种上述水性涂料的制备方法，其包括下述步骤：按本领域常规 的水性涂料的制备方法，将所述原料配方中的各组分混合均匀即可。
[0024] 本发明中，所述的制备方法优选按下述步骤进行：
[0025] (1)将所述的黄原胶和48. 0~52. 0%的所述的水混合，溶解得溶液A;将50. 0~ 70. 0%的所述润湿分散剂、30. 0~50. 0%的所述卡波姆和30. 0~50. 0%的所述消泡剂与 所述溶液A混合均匀得溶液B;将所述溶液B、所述无机颜料、所述填料和21. 0~35. 0%的 所述水于室温下混合均匀，并分散至所述无机颜料、所述填料的粒径在45ym