含水油漆组合物制造技术

一种含水油漆组合物，包括聚合物粘合剂和粒状非成膜固体，其中：ｉ）至少２０重量％的聚合物粘合剂是增稠剂，该增稠剂可以是一种胺或酸官能的丙烯酸类加成聚合物，其至少是部分中和的，该增稠剂使得当完全中和时，１重量％的增稠剂水溶液具有至少１０厘泊的粘度（用Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ　Ｓｐｉｎｄｌｅ３号在６０ｒｐｍ和２５℃下检测）；ｉｉ）该涂料组合物的ｐｖｃ是６５－９５％；ｉｉｉ）该组合物的体积固体分是８－３０％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含水油漆组合物本专利技术涉及一种含水油漆组合物，特别是用于涂饰建筑物的内墙和外墙和天花板的含水油漆组合物，还涉及一种制备该组合物的方法和一种使用该组合物的方法。用于建筑物墙壁和天花板的油漆通常包括聚合物粘合剂和粒状非成膜固体。这些油漆通常属于以下两种类型之一。第一种是溶剂基油漆，其中聚合物粘合剂溶解或分散于有机溶剂中。第二种是水基油漆，其中聚合物粘合剂是不溶性聚合物在水中的分散体。第二种水基油漆通常称为“乳胶漆”，它们代表目前最常用的墙壁和天花板用油漆。乳胶漆开发于五十年代，至今仍未有很大的变化。乳胶漆包括成膜聚合物，该聚合物不溶于水，是胶态分散体的形式(有时称为“乳液”或“胶乳”)。它们还包括一种或多种粒状非成膜固体，该固体可以是颜料例如二氧化钛，或增量剂例如粉状白垩。油漆通常还包括增稠剂。分散的不溶性成膜聚合物通常是乙烯基或丙烯酸类加成聚合物，尽管醇酸、环氧化物、聚氨酯或聚酯聚合物也是公知的。分散的不溶性聚合物本质上是可成膜的，使得随着漆膜干燥，聚合物聚结形成连续膜。不溶性聚合物的聚结膜通过将颜料和增量剂粘合在一起得到最终的干涂层粘结力，并提供干涂层对下面基底的粘合性。粘结力和粘合性对形成具有良好的耐磨性和耐水性的油漆是重要的。这两种品质在制备实用坚固的耐清洗的油漆中是特别重要的，例如用湿布擦洗除污时，这是一种对有儿童的家庭的墙壁很常见的操作。该性能通常称为耐擦洗性。从在提供具有良好的最终性能例如耐擦洗性的油漆中的价值考虑，数十年来认为丙烯酸类或乙烯基聚合物分散体是用于墙壁和天花板的水基“乳化”漆的核心组分。颜料是粒状非成膜固体，其使得最终的漆膜不透明，即，具有遮盖下面基底的能力。此时，细分的二氧化钛是特别好的，并广泛用作白色颜料。颜料还赋予漆膜以色彩。可以使用许多彩色油漆，通常与二氧化钛组合使用，以得到所需的最终油漆颜色。-->增量剂是粒状非成膜固体，通常将其加入油漆中以降低成本，改进流变学，或通过抑制颜料粒子聚集来提高颜料的应用性。它们与真正的颜料的区别在于其具有极小或没有遮盖效应。增稠剂通常是聚合物材料，正如其名称所示，可以提高油漆的粘度。如果不加入增稠剂，由含水聚合物分散体制成的乳胶漆将具有与水很相似的粘度。这种低粘度将导致涂覆问题，油漆流下墙壁和从辊子上滴落。所以要加入增稠剂。增稠剂的化学结构差别很大，但可通常描述为具有亲水基团的水溶性或水溶胀性聚合物。最常用于乳胶漆的增稠剂是基于改性纤维素。一般来说，增稠剂在乳胶漆中的添加量最多占总粘合剂量的10重量％，最通常为约3-6％。对于乳胶漆，最终漆膜的某些重要性能在很大程度上取决于粒状非成膜固体(即，颜料和增量剂)的存在量。这种粒状固体的量通常表示为这种材料的体积对干油漆的理论总体积的百分率。在油漆组合物的非挥发性组分的基础上计算理论体积，并排除任何可能实际上存留在干膜内并增加其实际体积的空气。该百分率通常称作“颜料体积含量”或“pvc”。当术语“pvc”与液体油漆相关使用时，其指液体油漆使得当油漆完全干燥时，油漆涂层将具有该pvc。除非另外说明，“pvc”指粒状非成膜固体、即颜料和增量剂两者的总量。具体地说，乳胶漆的不透明度可以通过使用较高的pvc来提高。高于65％，优选高于70％或75％的pvc将是得到高不透明度所需的。这是可能的，因为当pvc高时，在干涂层中形成空气空隙，这导致光散射，并增加其不透明度。但是，在传统乳胶漆中使用高pvc的问题是粘结力和粘合性受损，所以耐擦洗性倾向于较差。这是可能的，因为用于提高不透明度的空气空隙还引起最终的膜强度较差。一种在较低pvc下提高不透明度的方法是与增量剂的量相比，使用较高比例的不透明颜料，例如二氧化钛。但是，不透明颜料比增量剂更昂贵，所以这种解决方案是不经济的。本专利技术所要解决的问题是如何获得这样的油漆组合物，它可以以与传统乳胶漆相同的方式使用，但具有高pvc和高的不透明度，同时保持或提高乳胶漆所需的耐擦洗性。已建议某些油漆组合物代替传统的乳胶漆，其含有在溶液中的硅烷醇官能化树脂而不是分散的聚合物，并具有高pvc。当水蒸发时，-->硅烷醇基团交联，使得这些组合物具有良好的耐擦洗性。使用硅烷醇基团的缺点是它们需要昂贵的硅烷官能原料，而且当在很温暖的条件下长期储存时，该组合物不稳定，这是由于硅烷醇基团的早期交联。显然需要另一种解决方案。我们已惊人地发现可以成功地配制在高pvc下的用于墙壁和天花板的水基油漆，其中使用特定的成膜聚合物，该聚合物还用作油漆的增稠剂。这些增稠剂可单独使用，或作为油漆粘合剂的大部分使用，或甚至与其它传统成膜聚合物结合作为较少量的组分使用。我们已发现如果要在高pvc下获得良好的耐擦洗性，该油漆粘合剂的至少20重量％必须由这些增稠剂制成。根据本专利技术，提供一种含水油漆组合物，包括聚合物粘合剂和粒状非成膜固体，其中：i)至少20重量％的聚合物粘合剂是增稠剂，该增稠剂可以是一种胺或酸官能的丙烯酸类加成聚合物，其至少是部分中和的，该增稠剂使得当完全中和时，1重量％的增稠剂水溶液具有至少10厘泊的粘度(用Brookfield Spindle 3号在60rpm和25℃下检测)，ii)该组合物的pvc是65-95％，iii)该组合物的非挥发性体积固体分是8-30％。令人惊奇的是，这些组合物在该较高的pvc范围内具有比传统乳胶漆好得多的耐擦洗性，其中在该范围内该组合物具有良好的不透明度。这意味着该组合物可以在较低的干膜重量下涂覆，同时仍然提供与传统乳胶漆相当的不透明度，并比传统乳胶漆具有改进的耐擦洗性。这意味着该组合物更有效地应用非挥发性组分，特别是昂贵的组分二氧化钛，从而使得成本显著降低。这种低成本与高性能的结合是使用限定的增稠剂作为至少20％的主要成膜粘合剂而得到的完全未预料到的结果，而不是在传统组合物中使用实际上所有分散的不溶性聚合物。传统的乳胶漆通常包括25-40体积％的非挥发性固体，如果传统乳胶漆的非挥发性固体含量低于约25体积％，油漆的性能通常不能接受。因为其良好的不透明性和高含量增稠剂的存在，本专利技术的油漆可含有比传统乳胶漆显著更低比例的非挥发性固体，同时保持传统的粘度。在较低固体分下，可以涂覆传统厚度的本专利技术湿漆，这得到较低-->的干膜重量，同时仍然具有所需的不透明度。这使得油漆可以用传统方法涂覆，使用者应该注意在涂覆特性上的细微区别。优选，油漆组合物具有的非挥发性体积固体分为10-20％，最优选10-15％。这些较低含量的非挥发性固体表明这些颜料可以较稀，从而重量较轻，更易于携带和运输。这些组合物是基于水的，所以主要或仅有的挥发性液体组分是水。传统的乳胶漆通常还包括水和例如少量的挥发性有机溶剂以帮助分散的聚合物聚结。本专利技术的组合物并非必须需要这种溶剂，从环境考虑，理想的是使用极少的溶剂，或不使用溶剂。如果需要，可以存在少量的挥发性有机溶剂。这种有机溶剂的例子是Dowanol PMTM(二丙二醇单甲基醚，来自Dow Chemicals)、Butyl CellosolveTM、TexanolTM、或石油溶剂。优选，基于该组合物的总重量，本专利技术的油漆包括不超过3重量％的挥发性有机溶剂，最优选不包括有机溶剂。丙烯酸类加成聚合物是烯属不饱和丙烯酸类单体的聚合物，该单体例如丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水油漆组合物，包括聚合物粘合剂和粒状成膜固体，其中： ｉ）至少２０重量％的聚合物粘合剂是增稠剂，该增稠剂是一种胺或酸官能的丙烯酸类加成聚合物，其至少是部分中和的，该增稠剂使得当完全中和时，１重量％的增稠剂水溶液具有至少１０厘泊的粘度（用Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｓｐｉｎｄｌｅ ３号在６０ｒｐｍ和２５℃下检测）， ｉｉ）该涂料组合物的ｐｖｃ是６５－９５％， ｉｉｉ）该组合物的体积固体分是８－３０％。

【技术特征摘要】
GB 1999-4-20 9908899.91.一种含水油漆组合物，包括聚合物粘合剂和粒状成膜固体，其中：i)至少20重量％的聚合物粘合剂是增稠剂，该增稠剂是一种胺或酸官能的丙烯酸类加成聚合物，其至少是部分中和的，该增稠剂使得当完全中和时，1重量％的增稠剂水溶液具有至少10厘泊的粘度(用Brookfield Spindle 3号在60rpm和25℃下检测)，ii)该涂料组合物的pvc是65-95％，iii)该组合物的体积固体分是8-30％。2.根据权利要求1的组合物，其中体积固体分是10-20％。3.根据权利要求2的组合物，其中体积固体分是10-15％。4.根据前述权利要求任一项的组合物，其中增稠剂的重均分子量是4000-200...

【专利技术属性】
技术研发人员：M萨卡，
申请(专利权)人：帝国化学工业公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]