水性涂料成膜助剂、成膜助剂组合物以及水性涂料制造技术

本发明专利技术提供了一种水性涂料成膜助剂、成膜助剂组合物以及水性涂料，所述水性涂料成膜助剂通过将脂肪酸与二元醇醚经过酯化反应得到，本发明专利技术制备得到的成膜助剂沸点高达330℃，无刺激性气味，并且环境友好，安全环保，克服了醇醚类成膜助剂环保性差的缺陷，适用于多种聚合物乳液体系，且能显著降低水性乳液涂料的成膜温度，改善成膜性能。改善成膜性能。

【技术实现步骤摘要】
水性涂料成膜助剂、成膜助剂组合物以及水性涂料


[0001]本专利技术涉及水性涂料成膜助剂
，具体涉及一种水性涂料成膜助剂、成膜助剂组合物以及一种水性涂料。

技术介绍

[0002]随着环境法规日益趋严和环保意识的不断增强，建筑外墙漆、内墙漆、木器漆等场合均采用水性涂料替代所有有机溶剂的油性涂料。水性涂料中的聚合物是以稳定的悬浮乳胶粒形式存在的。当水性涂料涂刷在基体表面上时，随着水分的挥发，乳胶粒之间的距离不断缩小，发生挤压变形，最后形成连续的聚合物涂膜。如果环境温度低于乳液中聚合物的玻璃化转变温度Tg时，乳胶粒将无法良好的聚结在一起，造成聚合物物涂膜出现裂纹，严重时涂膜会形成一层毫无附着力的粉末，这种情况下需要向水性涂料中添加成膜助剂，降低最低成膜温度MMFT，提高聚合物涂膜的性能，从而能够提高涂膜的耐擦洗性、展色性、耐候性等诸多性能。
[0003]目前使用的水性涂料的组成中成膜助剂为约0.1％至10％，其主要是醇酯、醚醇或酯酮化合物，其中所述化合物在其刺激性气味方面是不利的。另外醇醚类的挥发性较高，且带有一定毒性，在安全环保方面受到很大局限。另外有些成膜助剂如乙二醇醚类在高pH值的乳液体系中会发生水解反应，严重影响性能的发挥。因此，开发一款刺激性气味低、环境友好、低VOC且成膜温度低的成膜助剂显得十分有必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种水性涂料成膜助剂、成膜助剂组合物以及水性涂料，以解决现有技术中的成膜助剂不环保、成膜温度高等问题。/>[0005]为了实现以上目的及其他目的，本专利技术是通过包括以下技术方案实现的：本专利技术首先提供了一种水性涂料的成膜助剂，所述成膜助剂具有式I结构的化合物或者是具有式II结构的化合物：
[0006][0007][0008]其中，n为1至8的整数，R1独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2表示碳原子个数为1～4的烷基。
[0009]本专利技术另一方面还提供了另一种水性涂料成膜助剂，所述成膜助剂具有式III结构的化合物或者是具有式IV结构的化合物：
[0010][0011]其中，n'为1至8的整数，R1'独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2'表示碳原子个数为1～4的烷基。
[0012]本专利技术还提供了一种成膜助剂组合物，所述成膜助剂组合物包括第一成膜助剂以及第二成膜助剂，所述第一成膜助剂选自具有式I结构的化合物或者具有式II结构的化合物中的任意一种，所述第二成膜助剂选自具有式III结构的化合物或者具有式IV结构的化合物中的任意一种，所述第一成膜助剂和所述第二成膜助剂的重量比为1：(0.1～5)；
[0013][0014]其中，n或者n'为1至8的整数，R1或者R1'独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2或者R2'表示碳原子个数为1～4的烷基。
[0015]本专利技术另一方面提供了一种水性涂料成膜助剂的制备方法：所述方法包括将脂肪酸与二元醇醚经过酯化反应得到如式I、式II、式III、式IV所示结构的水性涂料成膜助剂；
[0016][0017][0018]其中，n或者n'为1至8的整数，R1或者R1'独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2或者R2'表示碳原子个数为1～4的烷基。
[0019]在一实施例中，所述酯化反应的温度为100～200℃，所述酯化反应的时间为2～5小时。
[0020]本专利技术还提供了一种水性涂料，所述水性涂料包括水性聚合物分散体以及如上所述的成膜助剂组合物，以所述水性涂料固含为100％计，所述成膜助剂组合物的重量分数为1％～30％。
[0021]在一实施例中，所述水性聚合物分散体具有从5℃到10℃的玻璃化转变温度。
[0022]在一实施例中，所述聚合物分散体选自丙烯酸共聚物、苯乙烯
‑
丙烯酸共聚物中的一种或两种的混合物。
[0023]在一实施例中，以所述水性涂料固含为100％计，所述水性聚合物分散体的重量分数为10％
‑
80％。
[0024]本专利技术最后还提供了一种提供涂层的方法：所述方法包括：形成如上所述的水性涂料；将所述水性涂料应用到基底上；以及干燥所述应用的水性涂料或使所述应用的水性涂料干燥。
[0025]如上所述，本专利技术的主要优点有：本专利技术制备得到的成膜助剂沸点高达330℃，无刺激性气味，并且环境友好，安全环保，克服了醇醚类成膜助剂环保性差的缺陷，适用于多种聚合物乳液体系，且能显著降低水性乳液涂料的成膜温度，改善成膜性能。
[0026]本专利技术制备得到的成膜助剂是在对水性乳液涂料成膜机理的研究基础上得到的。酮醇酯类化合物和二酸酯类化合物对人体健康没有影响，而且沸点高于250℃，属于非VOC
产品。成膜助剂不溶于水，可避免因为水分挥发或涂层基体对水分的吸收造成成膜助剂流失。成膜助剂对任何聚合物乳液体系都具有良好的相容性，对于高pH值乳液体系，也不会发生水解。本专利技术制备的成膜助剂不仅可以降低涂料的MMFT，还能够有效改善涂料的成膜性能，提高聚合物涂膜的光泽度、展色性、耐候性等多种性能。
[0027]参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0029]本专利技术首先提供了一种水性涂料的成膜助剂，所述成膜助剂可以是一种脂肪酸二元醇醚酯类的成膜助剂，所述成膜助剂可以是由二元醇醚和油酸经过酯化反应得到，所述成膜助剂可以是具有如式Ⅰ或者如式Ⅱ的结构：
[0030][0031]其中，n可以1至8的整数，例如n可以为2、3、4、5、6、7，R1可以独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基，例如碳原子个数可以为0、1、2、3的烷基；或选自碳原子个数为2～4的烯基，例如碳原子个数为3的烯基，或选自碳原子个数为2～4的炔基，例如碳原子个数为3的炔基，或选自苯基或苄基中的任意一种，R2可以表示碳原子个数为1～4的烷基，例如2、3。
[0032]本专利技术还提供了另一种成膜助剂，所述成膜助剂可以是具有如式III或者如式IV的结构，所述另一种成膜助剂可以是由二元醇醚和亚油酸经过酯化反应得到
[0033][0034]其中，n'可以1至8的整数，例如n'可以为2、3、4、5、6、7，R1'可以独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基，例如碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料成膜助剂，其特征在于：所述成膜助剂具有如式I所示结构或者具有如式II所示结构：其中，n为1至8的整数，R1独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2表示碳原子个数为1～4的烷基。2.一种水性涂料成膜助剂，其特征在于：所述成膜助剂具有如式III所示结构或者如式IV所示结构：其中，n'为1至8的整数，R1'独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2'表示碳原子个数为1～4的烷基。3.一种成膜助剂组合物，其特征在于：所述成膜助剂组合物包括第一成膜助剂以及第二成膜助剂，所述第一成膜助剂选自如式I所示结构的化合物或者如式II所示结构的化合物中的任意一种，所述第二成膜助剂选自如式III所示结构的化合物或者如式IV所示结构的化合物中的任意一种，所述第一成膜助剂和所述第二成膜助剂的重量比为1：(0.1～5)；
其中，n或者n'为1至8的整数，R1或者R1'独立地表示选自碳原子个数为0～4的烷基、碳原子个数为2～4的烯基、碳原子个数为2～4的炔基、苯基或苄基中的任意一种，R2或者R2'表示碳原子个数为1～4的烷基。4.一种水性涂料成膜助剂的制备方法：其特征在于：所述方法包括将脂肪酸与二元醇醚经过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海飞，张世元，
申请(专利权)人：润泰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：