專利名稱：一種用于墻面防銹跡的水性涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于墻面防銹跡的水性涂料及其制備方法，更具體的說涉及一種由苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液為主要成膜物質的墻面防銹漆及其制備方法。
背景技術：
目前市面上有較多反饋，尤其在南方潮濕地區(qū)，關于在墻面涂刷乳膠漆后，出現許多銹斑。墻體基材可大致分為兩種，一是膩子層，用于找平功能的膩子粉種類繁多，品質良莠不齊；其成份中雙灰粉、滑石粉等均屬于礦物質，其中必然夾雜大量金屬雜質，以鐵銹雜質居多；同時部分小型廠商使用的生產設備，維護不到位；最終導致生產出來的膩子粉成品中夾雜大量鐵銹雜質。二是舊漆膜，當舊墻面翻新時，墻面上的鐵釘未經處理，即涂刷乳膠漆。當以上基材碰到以水為分散介質的乳膠漆即生銹，且銹點隨著施工工具的移動，分布于整個漆膜上，最終導致大量銹斑出現在漆膜上，大大降低其裝飾性。尤其在潮濕季節(jié)，這種現象更為嚴重。當出現這種現象時，作為非本專業(yè)的消費者，第一反應即是，乳膠漆的品質有問題，這類投拆若處理不當時，會直接影響公司的聲譽及利益。解決這種銹斑，通過涂刷用于金屬上的防銹漆，可以杜絕這類銹斑的產生；但是金屬防銹漆通常是以溶劑為分散介質，同時價格相當昂貴。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一目的在于提供一種墻面防銹漆，其能夠很好地防御因墻體的鐵銹雜質碰到墻面用乳膠漆組份中的水，而產生的銹斑，達到很好的美化裝飾效果；涂裝方法與普通墻面用乳膠漆完全相同。本發(fā)明的第二目的在于提供一種墻面防銹漆的制備方法。本發(fā)明的第三目的在于解決乳膠漆在墻體基材產生銹斑方面的應用。本發(fā)明的第一方面提供一種墻面防銹漆，所述墻面防銹漆由成膜物質、成膜助劑、 顏料、填充料、助溶劑、緩蝕劑、涂料助劑和水組成，涂料助劑由分散劑、消泡劑、增稠劑、PH 調節(jié)劑、防霉劑、防腐劑組成，所述涂料各組成成分的重量份如下
成膜物質20-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸類乳液；
成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1: (0. 5-1. 5)；
顏料1-20重量份，所述顏料為金紅石型TI02和改性磷酸鹽； 緩蝕劑0. 1-1重量份；所述緩蝕劑為不溶于水的有機羧酸鹽類化合物； 填充料0-30重量份；助溶劑0-5重量份； 分散劑0-3重量份； 消泡劑0-1重量份； 增稠劑0-3重量份； PH調節(jié)劑0-1重量份； 防霉劑0-1重量份； 防腐劑0-1重量份； 適量的水。在一優(yōu)選例中，所述適量的水是指其將墻面防銹漆的粘度調節(jié)到(85-89)KU之間。在一優(yōu)選例中，所述成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配，具低氣味、水解穩(wěn)定、高沸點、低毒、安全、可接受的生物降解等特點；由于與聚合物相容性更好，使乳膠粒子聚結更完全，因此涂膜的附著力、耐水性更好。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述丙烯酸類乳液用作成膜物質，且所述丙烯酸類乳液是苯乙烯與丙烯酸酯、丙烯酸丁酯共聚反應得到的苯乙烯-丙烯酸酯乳液。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述丙烯酸類乳液的玻璃化轉化溫度在 IO0C -30°c之間。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述顏料分別為金紅石型TI02和改性磷酸鹽。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述緩蝕劑為不溶于水的有機羧酸鹽類化合物。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述填充料分別為天然碳酸鈣和水合硅酸鋁。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的助溶劑為1，2_丙二醇。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的消泡劑為疏水二氧化硅及礦物油的混合物。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的增稠劑為水溶性纖維素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液復配
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的PH調節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇； 所采用的防霉劑為苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’-(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其組合； 所采用的防腐劑為1，2-苯并異噻唑-3-1及其衍生物。本發(fā)明的第二方面提供一種本發(fā)明所述的墻面防銹漆的制備方法，通過將以下各個組分進行混合，得到所述墻面防銹漆
所述涂料各組成成分的重量份如下
成膜物質20-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸類乳液；
成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1:(0. 5-1. 5)；
顏料1-20重量份，所述顏料分別為金紅石型TI02和改性磷酸鹽；
緩蝕劑0. 1-1重量份；所述緩蝕劑為不溶于水的有機羧酸鹽類化合物；
填充料0-30重量份；
助溶劑0-5重量份；
分散劑0-3重量份；
消泡劑0-1重量份；
增稠劑0-3重量份；
PH調節(jié)劑0-1重量份；
防霉劑0-1重量份；
防腐劑0-1重量份；
適量的水。 在一優(yōu)選例中，所述墻面防銹漆按照以下生產工藝進行
將水、分散劑、部分消泡劑依次加入配料罐，攪拌均勻，緩慢加入水溶性纖維素增稠劑， 攪拌5min ；然后加入顏料、填充料，高速研磨l(T20min ；至細度后依次加入助溶劑、成膜助劑攪拌&nin ；然后依次加入防霉劑、防腐劑攪拌3min;再加入成膜物質、消泡劑攪拌均勻后；分別用PH調節(jié)劑、增稠劑調節(jié)粘度和ρ H值，調節(jié)粘度至(85— 89)KU，最后加入緩蝕劑，即得到墻面防銹漆成品。 本發(fā)明的第三目的在于解決乳膠漆在墻體基材產生銹斑方面的應用，所述乳膠漆用丙烯酸類乳液作成膜物質，且所述丙烯酸類乳液是苯乙烯-丙烯酸酯乳液，是由苯乙烯和丙烯酸酯單體、乳化劑、引發(fā)劑等，通過乳液聚合反應得到。其采用自交聯(lián)和顏料吸附等特殊技術，使乳液對顏料和填充料具有更好的包裹能力，大大提高其與防銹活性顏料相容性，可達到很好地基材附著力及防腐性能。
具體實施例方式本發(fā)明人經過不斷地試驗、研究，制得一種可用于墻面防銹斑的水性涂料，其能夠很好地解決金屬防銹漆施工操作繁瑣、不環(huán)保、價格昂貴等問題，且避免了因涂刷油性漆的漆膜太過于光滑，而出現無法涂刷水性漆的問題；并且解決了乳膠漆遇鐵銹即生銹的問題。 此產品施工操作十分簡單，與普通乳膠漆施工完全相同。此產品還具有與墻體基材較好的附著力，且抗?jié)B堿性、抗鹽析性、耐水性、耐堿性能優(yōu)異；在涂刷乳膠漆之前，先涂刷一道此產品，可完全杜絕銹斑的產生，且因其具底漆的所有性能，可當作一道底漆使用，再涂刷兩道乳膠漆面漆即可，施工簡易且省時、省力。是墻面裝修的最佳選擇。本發(fā)明的技術構思在于
按涂料的防銹作用機理區(qū)分，大致可分為四種類型物理作用防銹漆，化學作用防銹漆，電化學作用防銹漆及綜合作用防銹漆。其中一是物理防銹漆，主要有鐵紅防銹漆、云母氧化鐵防銹漆、鋁粉防銹漆、玻璃鱗片防銹漆等。該類防銹漆與被涂裝的金屬表面基本上不發(fā)生化學或電化學反應，采用不溶于水，不易被腐蝕介質分解破壞的化學性質穩(wěn)定的惰性顏料和填料，涂層本身比較安定，涂層結構致密，能夠降低水，氧及離子對涂料膜的透過速度或阻擋腐蝕介質和底材的接觸；二是化學防銹漆，也是防銹漆的主要品種，采用多種化學活性的顏料，依靠化學反應改變表面的性質及反應生成物的特性達到防銹的目的；三是電化學防銹漆，如果涂覆于金屬上的涂層具有比金屬更低的電極電位，則當存在電化學腐蝕的條件時，涂層是陽極，金屬是陰極而不被腐蝕；電化學防銹漆的主要品種有環(huán)氧富鋅底漆和鋁粉防銹漆，電化學保護涂料的防銹效果極好，在苛刻的環(huán)境下即使不用面漆也能較長期間保持防銹能力，但其成本較高，施工要求嚴格。綜合墻面用涂料防止出現銹斑屬于輕度防腐；墻面防銹漆采用化學防銹的作用機理，通過選用重金屬含量極低的防銹顏料磷酸鹽，可與鐵質金屬表面作用生成起保護作用的不溶性磷酸鐵，使鐵質表面鈍化，遇水不生銹。乳液是水性涂料的主要成膜物質，對顏料和填充料起黏結作用，使粉料牢固均勻地涂覆在基材表面，乳液性能的好壞決定涂膜性能的好壞；乳液選用一種采用自交聯(lián)和顏料吸附等特殊技術的聚合物，其對顏料和填充料具有很好的包裹能力，大大提高其與防銹活性顏料相容性，防止活性顏料從涂料中滲出，同時由于丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液有細粒徑、滲透性強的特點，可賦予涂料很好的附著力及防腐性能。水性涂料涂覆在金屬表面，成膜初期容易發(fā)生銹蝕，所以必須加入緩蝕劑，通常使用的緩蝕劑有亞硝酸鈉，雖可防止早期銹蝕，但由于其強水溶性而殘留在涂膜中，極大地影響涂膜的耐鹽水性，這對于有鹽份析出的建筑基材是不利的，同時也不環(huán)保，本產品選用一種不溶于水的有機羧酸鹽類化合物，完全不含亞硝酸鹽，既環(huán)保且不影響漆膜的耐鹽水性， 產品穩(wěn)定性好，對漆膜的防銹性有較大提高。以下對本發(fā)明的各個原料進行詳述如無具體說明，本發(fā)明的各種原料均可以通過市售得到；或根據本領域的常規(guī)方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的方法及材料皆可應用于本發(fā)明方法中。本發(fā)明的墻面防銹漆由成膜物質、成膜助劑、顏料、填充料、助溶劑、緩蝕劑、涂料助劑和水組成，涂料助劑由分散劑、消泡劑、增稠劑、PH調節(jié)劑、防霉劑、防腐劑組成，
所述涂料各組成成分的重量份如下
成膜物質20-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C -30°C之間的丙烯酸類乳液；
成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1: (0. 5-1. 5)；
顏料1-20重量份，所述顏料分別為金紅石型TI02和改性磷酸鹽；
緩蝕劑0. 1-1重量份，所述緩蝕劑為不溶于水的有機羧酸鹽類化合物；
填充料0-30重量份；
助溶劑0-5重量份；
分散劑0-3重量份；
消泡劑0-1重量份；
增稠劑0-3重量份；
PH調節(jié)劑0-1重量份；防霉劑0-1重量份； 防腐劑0-1重量份； 適量的水。成膜物質
為了解決乳膠漆與墻面銹斑的問題。本發(fā)明人發(fā)現，通過選用一種采用全新的AVANSE 技術合成的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，與傳統(tǒng)丙烯酸乳液相比，這種新技術使聚合物對顏料和填充料具有更為良好的包裹能力，從而大大增強粉料與聚合物之間的結合力，尤其是一些防銹活性顏料，使整個產品體系達到很好的防腐性及配方穩(wěn)定性。這種乳液采用疏水單體、疏水表面活性劑合成，同時兼具自交聯(lián)技術，使產品形成致密、疏水涂層。這種乳液的卓越性能還表現在其環(huán)保的一面，如不含甲醛和APEO成份，滿足當前甚至未來的環(huán)保要求。優(yōu)選地，所述丙烯酸類乳液的玻璃化轉化溫度在10°C -30°C之間。所述的丙烯酸類乳液可以市售得到；或者通過上述技術制備得到，具體例如，苯乙烯和丙烯酸酯單體、乳化劑、引發(fā)劑等，通過乳液聚合反應得到。所述的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的分子量沒有具體限制，只要使得玻璃化轉化溫度達到所需的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沒有具體限制，只要使得玻璃化轉化溫度達到所需的10°c -30°c即可。成膜助劑
本發(fā)明的成膜助劑沒有具體限制，可以采用市售的各種適用于丙烯酸類涂料的助劑， 這對于本領域技術人員是已知的。本發(fā)明提供成膜助劑的優(yōu)選例子，也即當配方中的成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1: (0.5-1. 5);使用時可以更好地達到本發(fā)明的目的。乳膠漆只有在一定溫度下才能聚結成膜，這個能形成連續(xù)而理想涂膜的最低溫度稱為最低成膜溫度(MFT)。若低于此溫度施工，則乳膠漆中水分揮發(fā)后，乳膠粒子不能聚結成連續(xù)的涂膜，而是呈粉末狀或開裂狀的不連續(xù)膜。這時涂膜的各種性能如附著力性差、與顏料的粘結力差等嚴重下降。乳膠漆的成膜可分為水分揮發(fā)、乳膠粒變形和乳膠分子鏈段擴散纏繞而融合成續(xù)膜三個步驟，為保證乳膠粒很好的變形，更好地包裹顏料和填充料，形成連續(xù)、致密的漆膜，往往要加入成膜助劑。為了降低MFT，達到高性能與低施工溫度之間的平衡。為保證漆膜最終的高性能， 所以要求成膜助劑有以下特點一是應是聚合物的強溶劑，因而能降低聚合物的玻璃化溫度，并具有很好的相容性，否則會影響漆膜外觀。二是在水中的溶解度要低，易被乳膠粒吸附而有優(yōu)良的聚結性能，微弱的水溶性，容易被乳膠漆其他組分所乳化。而且由于其低水溶性，在成膜過程中不會隨水分揮發(fā)而被帶走。三是應具有適宜的揮發(fā)速度，在成膜前保留在聚合物之中，成膜后能完全揮發(fā)掉?？梢杂米鞒赡ぶ鷦┑挠袡C溶劑很多。成膜助劑在采用時，將首先在水相和聚合物相中(有機相)進行分配，它發(fā)揮成膜效能取決于在兩相中的分配系數，取決于該助劑的增塑效能，還取決于它的揮發(fā)速度。成膜助劑可看作聚合物的內增塑共聚單體，成膜助劑的玻璃化溫度可用來判定它對聚合物的增塑性；發(fā)明人根據各種成膜助劑的揮發(fā)速率、聚合物乳液的溶解度參數、成膜助劑的分配系數等指標進行選擇，其中成膜助劑選用戊二酸二 (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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1: (0. 5-1. 5);可以很好地達到與這一聚合物乳液的溶解度參數相接近，且有較低的揮發(fā)速率及低水溶解度。故在配方中選擇其作為成膜助劑。為確保較好地成膜性，根據乳液用量，將其用量控制在1-10重量份(或1 一 10%)。顏料
本發(fā)明的顏料沒有具體限制，可以采用市售的各種適用于水性涂料的顏料，這對于本領域技術人員是已知的。在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所采用的遮蓋顏料為折射率較大、抗粉化性、化學穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性較好的金紅石型TI02 ；所采用的防銹顏料為改性磷酸鹽，其作用機理是，在陽極區(qū)生成屏蔽性沉淀，由于破損涂膜位置上發(fā)生初期腐蝕而使鋼鐵表面產生局部陽極和陰極，局部陽極的鐵開始溶解，溶解出來的亞鐵鹽和鐵鹽發(fā)生水解，釋放出來的質子就與磷酸鋅作用產生磷酸和鋅離子，這樣就有陰極抑制劑的作用，而磷酸則與金屬表面作用生成起保護作用的不溶性磷酸鐵，反應機理如下
權利要求
1.一種用于墻面防銹跡的水性涂料，所述墻面防銹漆由成膜物質、成膜助劑、顏料、填充料、助溶劑、緩蝕劑、涂料助劑和水組成，涂料助劑由分散劑、消泡劑、增稠劑、PH調節(jié)劑、 防霉劑、防腐劑組成，其特征在于，所述涂料各組成成分的重量份如下成膜物質20-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸類乳液；成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑為戊二酸二(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-戊二醇單異丁酸酯復配；且所述混合物與2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯的重量配比為1: (0. 5-1. 5)；顏料1-20重量份，所述顏料為金紅石型TI02和改性磷酸鹽；緩蝕劑0. 1-1重量份，所述緩蝕劑為不溶于水的有機羧酸鹽類化合物；填充料0-30重量份；助溶劑0-5重量份；分散劑0-3重量份；消泡劑0-1重量份；增稠劑0-3重量份；PH調節(jié)劑0-1重量份；防霉劑0-1重量份；防腐劑0-1重量份；適量的水。
2.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的填充料為天然碳酸鈣和水合硅酸鋁。
3.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的助溶劑為1，2_丙二醇。
4.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的分散劑為聚羧酸鈉鹽型分散劑。
5.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的消泡劑為疏水二氧化硅及礦物油的混合物。
6.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的增稠劑為水溶性纖維素衍生物和疏水改性的聚丙烯酸鹽堿溶脹型乳液復配。
7.根據權利要求1所述的墻面防銹漆，其特征在于，所采用的PH調節(jié)劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；所采用的防霉劑為苯并咪唑氨基甲酸甲酯、N’ -(3，4_ 二氯苯基)-N， N- 二甲基脲或其組合；所采用的防腐劑為1，2-苯并異噻唑-3-1及其衍生物。
8.一種根據權利要求1所述的墻面防銹漆的制備方法，其特征在于，按組分配比先將水、消泡劑、分散劑分別加入配料罐混勻，緩慢加入水溶性增稠劑，攪拌均勻；然后依次加入顏料、填充料，高速研磨10-20min ；至細度后加入成膜物質，攪拌均勻，再加入其他功能助劑，并調節(jié)粘度和PH值，過濾，包裝，得到墻面防銹漆成品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于墻面防銹跡的水性涂料，所述涂料由成膜物質、成膜助劑、顏料、填充料、助溶劑、緩蝕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑、pH調節(jié)劑、防霉劑、防腐劑和水組成。本發(fā)明還公開了該涂料的制備方法。本發(fā)明用于墻面防銹跡的水性涂料，環(huán)保、經濟，施工方法與普通墻面用乳膠漆完全相同，且可預防墻面銹斑的產生，更好地達到其美化裝飾效果；是一種具有優(yōu)異的防銹、環(huán)保、經濟的墻面用涂料。
文檔編號C09D5/08GK102321413SQ20111023708
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者周復榮 申請人:廣州立邦涂料有限公司