CN102702872A - 一种环保型水性云彩涂料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保型水性云彩涂料，按重量份含有以下组份：去离子水5～30；成膜助剂3～10；润湿剂0.1～0.5；分散剂2.0～5.0；填料5～20；乳液或水分散体树脂20～50；尿素5~25。本发明提供的水性涂料对木质材料附着力好，漆膜丰满、具有一定硬度，低VOC、无重金属，同时涂装时具有云彩、绒毛状特殊效果的水性涂料，显得柔和且富有立体感。

Description

一种环保型水性云彩涂料

技术领域

本发明涉及一种水性涂料，尤其涉及一种环保性的水性涂层有云彩效果的涂料。

背景技术

传统的溶剂漆(俗称油漆)会对人体健康、环境产生危害，尤其在室内使用时，苯类等有毒的有机溶剂持续挥发时间长，直接危害人的健康和生命安全。比如挥发性有机化合物(VOC)会使人出现头痛、恶心、咽喉痛、哮喘等病症；游离异氰酸酯(TDI)属吸入型积聚性强毒化合物，可引起支气管炎、哮喘、甚至窒息；苯是高毒致癌物质，主要影响造血***、神经***；铅使得油漆具有各种鲜艳的颜色，但是铅对人体的危害却不可小视。长期接触微量铅的人，积蓄的铅能阻碍血细胞的形成，导致人的智力下降，学习、工作成绩低落；蓄积到一定程度时会使人出现精神障碍、噩梦、失眠、头痛等慢性中毒症状；严重者还可有乏力、食欲不振、恶心、腹胀、腹痛或腹泻等。铅还可通过血液进入脑组织，损害小脑及大脑皮层，干扰代谢活动，使营养物质与氧气供应不足，引起脑小毛细血管内皮层细胞肿胀，进而发展为弥漫性脑损伤。

因此，开发环保安全的涂料是为健康考虑的一个必需解决的技术问题。如CN 101486861A公开了一种环保抗菌型水性涂料及其制备方法，组份包括去离子水、杀菌剂、成膜助剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、纳米TiO2、乳液或水分散体树脂、填料、防沉剂、流平剂、增稠剂、PH调节剂、抗划伤剂或增滑剂、颜料或着色剂、特殊功能添加剂等。制备方法包括：A、制备水性分散体；B、把步骤A所得的水性分散体加入搅拌的乳液中，再加入成膜助剂、流平剂、增稠剂、防沉剂、PH调节剂搅拌分散均匀；C、加入颜料或着色剂；D、补水并调为25℃时斯托默粘度为65～90KU即得该水性涂料。

而且目前，涂装（即指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层）领域不断追求表面效果的创新，色彩变化、光泽变化、多种配搭等均有出现，如何开发出一种既环保安全又具有令人惊喜的表面图层效果，是一个值得研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对木质材料附着力好，漆膜丰满、具有一定硬度，低VOC、无重金属，并且涂装时具有云彩、绒毛状特殊效果的水性涂料，显得柔和且富有立体感。本发明所提供的涂料的涂层效果出人意料。

本发明所提供的环保性水性云彩涂料，按重量份含有以下组份：

作为优选技术方案，本发明所提供的涂料按重量份含有以下组份：

由于本发明选择加入了尿素，且为溶于水的材料，结合常规的水性成膜材料和成膜助剂，尿素在施工溶解过程中随着水的挥发形成白色结晶体，构成云彩、绒毛状的特殊效果，并能持久表现。

作为优选技术方案，所述的成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或其组合。成膜助剂选用无生理毒性、无VOC的有机化合物。成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或其组合。

润湿剂一方面用于改善涂料的表面张力和渗透性，使其能够更好地润湿底材，从而提高涂料的附着力；另一方面对填料及颜料等的协助分散和协助防沉作用，可以协助颜填料等粉料在涂料中分散及协助涂料防沉剂后续防沉，在涂料开稀之后的防沉降中，润湿分散剂起的防沉作用远远比防沉剂还要重要。所以润湿分散剂是涂料中非常重要的一种助剂。常用的水性涂料润湿剂有乙醇、丙二醇、甘油、二甲亚砜，表面活性剂，如阴离子表面活性剂、某些多元醇型表面活性剂（斯盘类）、聚氧乙烯型表面活性剂（吐温类）等。

分散剂能提高和改善固体或液体物料分散性能的助剂。固体染料研磨时，加入分散剂，有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定。不溶于水的油性液体在高剪切力搅拌下，可分散成很小的液珠，停搅拌后，在界面张力的作用下很快分层，而加入分散剂后搅拌，则能形成稳定的乳浊液。其主要作用是降低液-液和固-液间的界面张力。因而分散剂也是表面活性剂。种类有阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型和高分子型。选择分散剂的类型时应根据颜料和填充料类型而选择。

作为优选技术方案，所述的填料选用超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或其组合。填料选用不含重金属的超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或其组合。

作为优选技术方案，所述的乳液或水分散体树脂选用苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸树脂或乳液、聚氨酯树脂或乳液、聚酯水性树脂或乳液、环氧水性树脂或乳液的一种或其组合。乳液或水分散体树脂选用是不含游离单体，不含三苯，VOC的含量≤65g/L的苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸树脂或乳液、聚氨酯树脂或乳液、聚酯水性树脂或乳液、环氧水性树脂或乳液的一种或其组合。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性涂料还含有5-10份的颜料，0.5-1.5份的消泡剂，1.0-3.0份的增稠剂，0.02-0.1份的防腐剂。

作为优选技术方案，所述的颜料选用有机颜料、染料、透明氧化铁、安巴粉颜料的一种或其组合。颜料可以任选添加。

作为优选技术方案，所述的消泡剂可选用矿物油类、有机聚硅氧烷类中的一种或两种复合。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：1、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。

作为优选技术方案，所述的增稠剂选用的是非离子型聚氨酯类化合物。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。

作为优选技术方案，所述的防腐剂为1,2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。防腐剂能够抑制涂料中的霉菌生长，使涂料保持质量稳定。

本发明所提供涂料的制备方法，是将按照按照本发明所提供的配方材料混合搅拌制备而成，混合搅拌约1个小时至均匀，混合搅拌时间可根据实际情况进行调整。

本发明所提供的水性涂料不仅具有低VOC、无重金属，而且涂装时具有云彩、绒毛状特殊效果的水性涂料，显得柔和且富有立体感。本发明所提供的涂料具有广泛的用途，可用于儿童木器制品，也可用于木器家俱、木质办公用品和一切与木材相关的制品，也可用于金属、塑料、内外墙涂料等领域。

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。

本发明采用的水性树脂是苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸树脂或乳液、聚氨酯树脂或乳液、聚酯水性树脂或乳液、环氧水性树脂或乳液等，要求树脂不含游离单体、不含三苯、VOC低(≤65g/L)。水性涂料中的成膜助剂选用无生理毒性、无VOC的有机化合物如聚乙二醇200、聚乙二醇300或聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12等。涂料中颜料或着色剂选用有机颜料、染料、透明氧化铁和安巴粉颜料等，颜料用于实色漆(不显露木纹的涂装)；染料、透明氧化铁和安巴粉用于透明色漆(显露木纹的涂装)。尽量避免无机颜料，因为其中含有一定量重金属，如果无机颜料中重金属符合卫生安全标准可以采用。填料一般用在水性腻子或实色漆中，选用符合卫生要求不含重金属的超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉及硬脂酸锌。其它助剂如分散剂、增稠剂、消泡剂等与普通涂料相近，选择零或低VOC、不含APE的产品。

实施例1：

实施例2：

实施例3：

实施例4

实施例1~4的涂料制备方法采用本发明的提供制备方法或者常规的涂料制备方法。

对比例分别为CN 101486861A中的实施例1、2、3。

本发明水性涂料及对比例的水性涂料的性能检测方法：

(1)水性涂料贮存稳定性测试方法：样品置于恒温烘箱内(温度控制在50±2℃)放置30天，或常温静置90天，观察是否出现浮色、沉淀或分水等，如无上述现象评为优秀。

(2)水性涂料挥发性有机物(VOC)和重金属测定，按照《室内装修装饰材料有害物质限量》GB 18582-2007标准执行。

(3)水性涂料其它性能与水性木器漆性能检测方法相同。

本发明的三个实施例与对比例所制得的水性涂料性能如下表1。

表1性能检测结果

本发明的实施例及对比例均未检出重金属。但是在使用本发明的涂料及对比例的涂料涂刷时，可见到本发明所提供的涂料有云彩或绒毛状的美丽的涂层效果，而对比例未见到。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型水性云彩涂料，其特征在于，按重量份含有以下组份：

2.如权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，按重量份含有以下组份：

3.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述的成膜助剂选用聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、丙二醇苯醚PPH、醇酯-12的一种或其组合。

4.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述的填料选用超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的一种或其组合。

5.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述的乳液或水分散体树脂选用苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸树脂或乳液、聚氨酯树脂或乳液、聚酯水性树脂或乳液、环氧水性树脂或乳液的一种或其组合。

6.如权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，还含有5-10份的颜料，0.5-1.5份的消泡剂，1.0-3.0份的增稠剂，0.02-0.1份的防腐剂。

7.如权利要求6所述的水性涂料，其特征在于，所述的颜料选用有机颜料、染料、透明氧化铁、安巴粉颜料的一种或其组合。

8.如权利要求6所述的水性涂料，其特征在于，所述的消泡剂可选用矿物油类、有机聚硅氧烷类中的一种或两种复合。

9.如权利要求6所述的水性涂料，其特征在于，所述的增稠剂选用的是非离子型聚氨酯类化合物。

10.如权利要求6所述的水性涂料，其特征在于，所述的防腐剂为1,2-苯并异噻唑-3-1及其衍生物。