一種用於塑料基材塗裝的乳膠漆及其製備方法

2023-05-26 00:24:51 2

專利名稱：一種用於塑料基材塗裝的乳膠漆及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於塑料基材塗裝的乳膠漆及其製備方法，更具體的說涉及一種由丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液為主要成膜物質的塑料基材用乳膠漆及其製備方法。
背景技術：
目前市面上塑料種類繁多，按其用途劃分，可分為通用塑料和工程塑料；按其化學組成劃分，可分為PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF等；其中ΡΕ、PP、PVC因其價格便宜、 適用性廣，被廣泛用於塑料製品中。隨著城市化的建設，越來越多的高樓正成為城市中一道亮麗的風景，同時塗料應運而生，同時塗料因其保護功能，可阻止空氣中的氧氣、水汽、大氣汙染物侵蝕PVC塑膠管，可大大延長其使用壽命。普通塑膠用塗料品種有PU漆、橡膠漆、UV漆、真空電鍍UV漆、導電漆、仿電鍍銀漆、特種材料漆、可重塗PU漆等等，均因其施工操作煩瑣、乾燥條件苛刻、不環保、價格昂貴等問題限制了其很好地廣泛運用。作為環保性的水性塗料之乳膠漆可很好地解決上述問題，且解決了乳膠漆與塑料基材附著力的問題，甚至類似於與一些PVC塑料彎管柔韌性的問題，同時能給塑料基材提供多種色彩，給予很好的裝飾效果

發明內容
本發明的第一目的在於提供一種塑料基材用乳膠漆，其能夠給塑料基材提供多種色彩，給予很好的裝飾效果；且與塑料基材有良好的附著力；重點是解決了市面上塑料漆施工操作煩瑣、乾燥條件苛刻、不環保的問題，而塑料基材用乳膠漆施工操作十分簡單。本發明的第二目的在於提供一種塑料基材用乳膠漆的製備方法。本發明的第一方面提供一種塑料基材用乳膠漆，所述塑料基材用乳膠漆由成膜物質、成膜助劑、分散劑、潤溼劑、顏填料、助溶劑、塗料助劑和水組成，塗料助劑主要由消泡劑、增稠劑、PH調節劑、防黴防藻劑、防腐劑組成，所述塗料各組成成分的重量份如下成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑滿足以下條件溶解度參數T(總參數)平均為8 10、NP(非極性)約為7 9、P(極性)平均為3 5、H(氫鍵)平均為1. 5 3. 5 ；分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑；潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑為HLB值為2 12之間的Ε0/Ρ0嵌段共聚物；顏填料0-30重量份，助溶劑0-5重量份；塗料助劑0-7重量份；
適量的水。在一優選例中，所述適量的水是指其將塑料基材用乳膠漆的粘度調節到(78-82) KU之間。在一優選例中，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二丙二醇丁醚復配，具低氣味、水解穩定、 不含揮發性有機合物等特點；同時與其他成膜助劑相比，由於聚合物聚結更完全，與水的密切度更低，因此塗膜的附著力、耐水性更好。具體地，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)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚復配，且所述任意混合物與二丙二醇丁醚的重量配比為(0.5 3. 5) 1。在本發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丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液。在本發明的一個具體實施方式
中，所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑。在本發明的一個具體實施方式
中，所述潤溼劑的HLB值約為2 12的Ε0/Ρ0嵌段共聚物。在本發明的一個具體實施方式
中，所述顏填料分別為金紅石型二氧化鈦、天然碳酸鈣、水合矽酸鋁或其組合。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的助溶劑為1，2_丙二醇。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的消泡劑為礦物油基化合物。更優選地， 採用特殊分子結構的消泡物質i^oamstar與礦物油合成的礦物油基化合物。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的增稠劑為水溶性纖維素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸鹽鹼溶脹型乳液和疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物復配。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的pH調節劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；和/或所採用的防黴劑為苯並咪唑氨基甲酸甲酯、N』 _(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其組合；和/或所採用的防腐劑為1，2_苯並異噻唑-3-1及其衍生物。本發明的第二方面提供一種本發明所述的塑料基材用乳膠漆的製備方法，其特徵在於，通過將以下各個組分進行混合，得到所述塑料基材用乳膠漆所述塗料各組成成分的重量份如下成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑滿足以下條件溶解度參數T(總參數)平均為8 10、NP(非極性)約為7 9、P(極性)平均為3 5、H(氫鍵)平均為1. 5 3. 5 ；分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑；潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑為HLB值為2 12之間的Ε0/Ρ0嵌段共聚物；顏填料0-30重量份，助溶劑0-5重量份；
塗料助劑0-7重量份；適量的水。在一具體實施方式
中，先將水、分散劑、潤溼劑、消泡劑、其他部分助劑加入配料罐，攪拌均勻，然後加入顏填料，高速研磨10 20min ；至細度後加入成膜物質，攪拌均勻， 再加入成膜助劑，最後加入其他助劑調節粘度和PH值，過濾，包裝，得到水性塑料漆成品。在一優選例中，所述塑料基材用乳膠漆按照以下生產工藝進行將水、分散劑、潤溼劑、部分增稠劑、部分消泡劑依次加入配料罐，攪拌均勻，然後加入顏填料，高速研磨10 20min ；至細度後依次加入助溶劑、成膜助劑攪拌5min ；然後依次加入防黴防藻劑、防腐劑攪拌:3min ；再加入成膜物質、消泡劑攪拌均勻後；分別用PH調節劑、增稠劑調節粘度和PH值，調節粘度至(78-8 KU，即得到塑料基材用乳膠漆成品。
具體實施例方式本發明人經過反覆試驗、研究，製得一種可用於塑料基材的乳膠漆，其能夠很好地解決了市面上塑料漆施工操作煩瑣、乾燥條件苛刻、不環保的問題，並且解決了乳膠漆與塑料基材附著力的問題，甚至類似於與一些PVC塑料彎管的柔韌性問題，同時能給塑料基材提供多種色彩，給予很好的裝飾效果；因此產品施工操作十分簡單且應用性廣泛。此外，由於國家對環保性的嚴格需求，水性產品越來越成為塗料行業的主流，面對這一環保的嚴峻挑戰，水性產品已慢慢滲透到各個塗料領域，塑料行業也不例外。在此基礎上完成了本發明。本發明的技術構思在於由於乳膠漆採用的成膜物質是丙烯酸類乳液，而乳膠漆的成膜機理是乳膠粒子包裹顏填料粒子相互堆積、熔粘的物理成膜過程，漆膜之間的作用力完全是通過範德華力和分子間的機械力使其相互纏繞結合在一起，因此與普通塑膠用塗料如PU漆、橡膠漆、UV漆等相比，最大的挑戰也是最需要解決的是乳膠漆與塑料基材附著力的問題。通過選用對基材附著力較好的、細粒徑、滲透性強的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液可以較大地提高其與塑料基材的附著力；具體例如，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二丙二醇丁醚復配，因其低溶解度，且二者復配使用的溶解度參數與乳液聚合物的溶解度參數更為接近，可使聚合物粒子充分溶脹、在較少作用力下緊密靠攏、粒子間聚結更完全，而且能完全從漆膜中逃逸出來，不影響漆膜的耐沾汙性，從而大大提高塗膜的附著力、耐水性、硬度及耐沾汙性；同時分散劑選用疏水改性共聚鹽類分散劑；潤溼劑選用HLB值約為2 12的Ε0/Ρ0嵌段共聚物；用於塗料可顯著提高其與基材的粘合性。為減少施工時產生的刷痕、輥痕，採用降低塗料表面張力的流平劑， 使塗料的表面張力低於基材的臨界表面張力，同時減少塗膜表層及表、裡層之間的表面張力梯度，促進塗膜表面張力均勻化，從而達到很好的裝飾效果。以下對本發明的各個原料進行詳述如無具體說明，本發明的各種原料均可以通過市售得到；或根據本領域的常規方法製備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業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於本發明方法中。本發明的塑料基材用乳膠漆由成膜物質、成膜助劑、分散劑、潤溼劑、顏填料、助溶劑、塗料助劑和水組成，塗料助劑主要由消泡劑、增稠劑、PH調節劑、防黴防藻劑、防腐劑組成，所述塗料各組成成分的重量份如下成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；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)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚復配，且所述任意混合物與二丙二醇丁醚的重量配比為(0.5 3. 1分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑；潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑為HLB值為2 12之間的Ε0/Ρ0嵌段共聚物；顏填料0-30重量份，助溶劑0-5重量份；塗料助劑0-7重量份；適量的水。成膜物質為了解決乳膠漆與塑料基材附著力的問題。本發明人發現，通過選用對基材附著力較好的、細粒徑、滲透性強的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液可以較大地提高其與塑料基材的附著力。優選地，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；或者通過傳統方法製備得到，具體例如，由苯乙烯和丙烯酸酯單體、 乳化劑、引發劑等，通過乳液聚合反應得到。其具有丙烯酸酯類極好的耐水、耐侯性，同時具有苯乙烯對基材優異的附著力。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。成膜助劑本發明提供成膜助劑的優選例子，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二丙二醇丁醚復配使用時可以更好地達到本發明的目的。乳膠漆的成膜是由水分揮發、乳膠粒變形和乳膠分子鏈段擴散纏繞而融合成邊續膜。乳膠粒變形和分子鏈段擴散都要求乳膠聚合物體系中有大於2. 5%的自由體積.這裡所謂的乳膠聚合物體系，是指乳膠粒處於玻璃態而無法變形，乳膠分子鏈段和自由體積處於凍結狀態而不能擴散。換言之，乳膠漆的成膜溫度必須高於乳膠聚合物體系的Tg。同時需要注意的是，一是在成膜過程中，乳膠聚合物體系的Tg是變化的，隨著成膜助劑和水的揮發，乳膠漆的Tg會升高.二是由於顏料和填料的影響，乳膠漆的最低成膜溫度還會高於乳膠聚合物的Tg.也就是說，隨著顏料和填料的加入，成膜難度在加大。可見乳膠漆的最低成膜溫度高於乳液的最低成膜溫度。乳膠漆的漆膜通常是熱塑性的，為了保證其性能，所以不能太軟。實際上，希望乳液聚合物的玻璃化溫度儘可能地高，這樣塗膜的性能，尤其是硬度和耐沾汙性就比較好。但事情總是兩方面的，在性能好的同時，乳膠漆的最低成膜溫度 (MFT)也比較高，卻給在較低溫度下施工和成膜帶來了問題。因此，往往要加成膜助劑，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低揮發速率，在成膜前，因成膜助劑需要充分發揮其功效，所以要求揮發速率比水慢得多。一旦充分成膜後，就要從塗膜中逃逸出來。二是在水中的溶解度要低，也就是說親聚合物乳液，這決定了成膜助劑在乳膠體系中處於乳膠粒表面，能發揮其最大成膜的作用。而且由於其低水溶性，在成膜過程中不會隨水分揮發而被帶走。三是高助成膜性，有效的成膜助劑一定是乳液聚合物的良好溶劑。因此，溶解度參數作為選擇成膜助劑具有重要指導意義。當成膜助劑的溶解度參數與乳液聚合物的溶解度參數相同或相近時，成膜助劑表現出較好的助成膜性。丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液的溶解度參數T(總參數)平均約為8 10、NP (非極性)約為7 9、P (極性)平均約為3 5、H(氫鍵)平均約為1. 5 3. 5。根據上述原理，發明人綜合各種成膜助劑的揮發速率、聚合物乳液的溶解度參數、 成膜助劑的分配係數等指標進行選擇，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二丙二醇丁醚復配，且前後二者配比為(0.5 3. 1，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%重量份本發明還可以採用市售的各種適用於丙烯酸類塗料的助劑，這對於本領域技術人員是已知的。分散劑要想獲得一個良好的塗料分散體系，單純依靠樹脂、顏料、溶劑的相互作用是難以辦到的，必須藉助於分散劑的幫助；同時乳膠漆的分散體系製成後，由於受重力、熱力學等多方面因素的作用，會發生許多變化，如顏填料沉降、乳膠粒子膠化等，這時也必須藉助分散劑之間產生的作用力。根據分子結構劃分，分散劑一般分為兩大類無機分散劑和有機分散劑。無機分散劑中以聚磷酸鹽類居多，如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鉀、多聚磷酸鈉和焦磷酸四鉀。其作用的機理是通過氫鍵和化學吸附，起靜電斥力穩定作用。其優點是對無機顏料和填料分散效果好，但隨PH值和溫度的升高，多聚磷酸鹽容易水解，對長期儲存穩定性不佳。 有機分散劑可分為傳統型高分子表面活性劑和聚皂類化合物，聚皂類化合物也可以對聚電解質進行疏水改性，可包括聚丙烯酸鹽類，聚苯乙烯/順丁烯二酸鹽類、聚異丁烯/順丁烯二酸鹽類等。他們的特點是，在顏料和填料表面產生強吸附或錨固作用，具有較長的分子鏈以形成空間位阻，疏水基團在水溶液中能夠形成膠束，有的還輔有靜電斥力，達到穩定的結^ ο在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑。 根據分散劑在配方中對顏填料的最佳潤溼點及對乳膠漆體系穩定狀態，確定其最佳用量。 在此配方中選擇1 3% (1 3重量份)的疏水改性共聚鹽類分散劑可達到最好效果。潤溼劑當液體與固體表面接觸時，使原來的固/氣界面消失，形成新的固/液界面，這種現象稱之為潤溼。潤溼劑在塗料中的作用主要體現在以下兩方面，一方面是在顏料潤溼過程中發揮作用，能夠降低液/固之間的界面張力，使顏填料與成膜物質之間有很好的接合力，同時幫助提高顏料的分散效率；另一方面是在施工過程中發揮作用，潤溼劑可幫助降低塗料體系表面張力，使其在基材上很好地鋪展開，避免類似油縮、流平不佳等缺陷。潤溼劑是一種低分子量潤溼分散劑，屬於傳統型表面活性劑。按其在水中的解離度，可分為離子型和非離子型。在水性塗料應用中，離子型主要以陰離子磷酸脂類居多，這類潤溼劑主要應用於乳液合成用的乳化劑；非離子型主要是酚基或烷基聚氧乙烯類化合物，例如脂肪酸與環氧乙烷酯化得到的非離子化合物，是水性塗料最常用的潤溼分散劑；還有聚環氧乙烯/環氧丙烷-嵌段共聚物即Ε0/Ρ0-嵌段共聚物，這類潤溼劑對乳膠粒子有較好的吸附性；潤溼劑也通常以HLB值(親水親油平衡值)來衡量其極性大小，HLB值高則越親水且潤溼性越好，但穩泡性更好；反之則親油且潤溼性越差，但低泡。所以選擇哪種潤溼劑，需平衡配方的綜合性能來考慮。優選地，此配方中選擇HLB值約為2 12的潤溼劑；更優選地，所採用的潤溼劑為 Ε0/Ρ0-嵌段共聚物，低V0C、低氣味、低泡和不含ΑΡΕ0，用於塗料可顯著提高其粘合。在此配方中選擇0. 1-1% (0. 1-1重量份)的Ε0/Ρ0-嵌段共聚物可達到最好效果。顏填料本發明的顏填料沒有具體限制，可以採用市售的各種適用於水性塗料的顏填料， 這對於本領域技術人員是已知的。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的顏料為折射率較大、抗粉化性、化學穩定性、光穩定性較好的金紅石型二氧化鈦。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的填料分別為低成本、機械強度高、耐磨性好的天然碳酸鈣，以及可提高幹膜遮蓋力、改進懸浮性、塗膜硬度高的水合矽酸鋁。所述顏填料的重量份根據乳膠漆遮蓋力的要求而定，通常可加入0-30重量份。優選1 30重量份。助溶劑本發明的助溶劑沒有具體限制，可以採用市售的各種適用於丙烯酸類塗料的助溶劑，這對於本領域技術人員是已知的。 在一優選例中，所述助溶劑選自丙二醇。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的助溶劑為1，2_丙二醇。乳膠漆以水為分散介質，在乳膠體系中有40 50%的含量都是水，當環境溫度在 o°c以下時，就會結冰，這時乳膠漆組份中的乳液、分散齊IJ、潤溼齊 、增稠齊 、顏填料等原料， 因失去水這一最大、最好的穩定環境，繼而出現嚴重後增稠、嚴重分層、破乳、膠化等現象， 從而影響到乳膠漆的品質。因此要加入助溶劑，以降低乳膠漆的冰點。作為防凍功能的助溶劑要求有以下特點一是有較高的水溶解度，可很好地將乳膠體系中的水分保護起來，防止 o°c以下時產生結冰而對體系產生破壞，二是有一定的揮發性，可完全從漆膜中揮發出來， 不影響漆膜的耐水性。通常助溶劑有丙二醇、乙二醇和二醇醚類，從環保角度考慮配方中選擇丙二醇。所述助溶劑的重量份根據乳膠漆低溫穩定性的要求而定，通常可加入0-5重量份。塗料助劑
本發明的塗料助劑主要由消泡劑、增稠劑、pH調節劑、防黴防藻劑、防腐劑組成。消泡劑因乳膠漆組份中所使用的乳液、分散劑、潤溼劑、增稠劑，殺菌劑等原料均含有大量的表面活性劑，當乳膠漆的生產攪拌、施工時產生機械力，大量的空氣極易進入到乳膠體系中。大量的泡沫會使剪切力無法傳遞給物料，電機空轉，設備利用率嚴重不足，導致顏填料分散不充分，甚至無法生產下去。大量的泡沫會給施工時帶來更嚴重的後果是給塗膜留下許多缺陷，如縮孔，針孔、火山口等漆膜弊病。泡沫也理解為一個相當大量的不溶性氣體分散在少量液體中的分散體，是需要在機械力的作用下才能形成。在外力的作用下產生泡沫時，由於液體與氣體的接觸表面迅速增加，體系的自由能也迅速增加，則使泡沫體系自由能增加。根據熱力學原理，某一系統自由能無窮小的變化dG，可用Gibbs吸附方程式表式如下dG = -SdT+Vdp+rdA (1)式中S-—熵；ρ—壓力；T—熱力學溫度r—表面能或表面張力；V——體積；A-—每摩爾表面積。在常溫和常壓下，式(1)可簡化為dG = r/dA (2)積分後得下式Δ dG = r/ Δ A = r (Af-Ao) (3)式中iVo-—初始面積；Af-—最終面積。由方程式C3)可見，泡沫形成所需的自由能與其表面能或表面張力及表面積是成正比的；一般認為消泡可分為以下四個過程1、消泡劑吸附到泡沫的表面；2、消泡劑滲透到泡沫的表面；3、消泡劑在泡沫表面上擴散，並吸附表面活性劑；4、泡沫張力不平衡-破泡。根據以上泡沫形成的公式及消泡機理可知，好的消泡劑應具有以下特性1、消泡劑的表面張力要小於需消泡液體自身的表面張力；2、在需要消泡的液體中的溶解度要儘量小；3、要有良好的分散性。4、不能與所要消泡的液體起反應，不能影響塗料中顏料的內聚力及乳液的穩定性。5、要有較強的擴散力。6、不能影響成品乳膠漆的性能。7、不能有不良氣味。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的消泡劑為特殊分子結構的消泡物質 Foamstar與特殊礦物油合成的新型礦物油基化合物。用量為0_1重量份，優選0. 1-1重量份。增稠劑塗料一個非常重要的特性就是觸變性。它是一個與時間和剪切力相關的假塑性現象。塗料貯存即靜止時，需要較高的粘度以更好地穩定整個體系；塗料施工即動態、有剪切
10力時，需要較低的粘度以獲得較好的施工流平性。這種觸變性是需要依靠一個理想的流變增稠體系才能達到的，它可以很好地平衡這一靜一動的粘度變化，即有較好的觸變性。目前市售的塗料增稠劑品種很多，根據其作用機理，可分為纖維素類、聚丙烯酸類和非離子締合型聚氨酯增稠劑和無機增稠劑四大類。纖維素類增稠劑有甲基纖維素、羧甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基甲基纖維素(MHPC)等，其中最常用的是羥乙基纖維素(HEC)。纖維素類增稠劑纖維素類增稠劑的增稠機理是疏水主鏈與周圍水分子通過氫鍵締合，提高了聚合物本身的流體體積， 減少了顆粒自由活動的空間，從而提高了體系黏度。也可以通過分子鏈的纏繞實現黏度的提高，表現為在靜態和低剪切有高黏度，在高剪切下為低黏度。這是因為靜態或低剪切速度時，纖維素分子鏈處於無序狀態而使體系呈現高粘性；而在高剪切速度時，分子平行於流動方向作有序排列，易於相互滑動，所以體系黏度下降；這類增稠劑的優點是增稠效率高，缺點是流平性差。聚丙烯酸增稠劑基本上可分為兩種一種是水溶性的丙烯酸鹽的均聚物，其增稠機理是，遇鹼中和後，羧酸根離子轉變成羧酸鹽。羧酸鹽的形成導致內部分子排斥，並使聚合物延伸，沿著聚合物鏈，水分子被吸附，增加水相的黏度；另一種是丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液增稠劑，其增稠機理為，締合型增稠的親水鏈與水締合，而疏水端與顏填料和乳膠粒子締合，在水相中形成網狀結構，從而增加體系的黏度。以上這兩種增稠劑本身是酸性的，須用鹼或氨水中和至pH8 9才能達到增稠效果，也稱為丙烯酸鹼溶脹增稠劑。這種增稠劑相對纖維素類增稠劑能賦予塗膜更好的流平性和光澤。聚氨酯類增稠劑是近年來新開發的非離子型締合型增稠劑，這類增稠劑的分子結構中分別含親水基團和疏水基團，使其呈現出一定的表面活性劑的性質。當它的水溶液濃度超過某一特定濃度時，形成膠束，膠束和聚合物粒子締合形成網狀結構，使體系黏度增加。另一方面一個分子帶幾個膠束，降低了水分子的遷移性，使水相黏度也提高。這類增稠劑不僅對塗料的流變性產生影響，而且與相鄰的乳膠粒子間存在相互作用。這類增稠的優點是塗膜流平性佳、抗飛濺性好，缺點是單一使用容易引起乳膠分層。無機增稠劑是一類吸水膨脹而形成觸變性的凝膠礦物。主要有膨潤土、凹凸棒土、 矽酸鋁等，其中膨潤土最為常用。無機增稠劑膨潤土是一種層狀矽酸鹽，吸水後膨脹形成絮狀物質，具有良好的懸浮性和分散性，與適量的水結合成膠狀體，在水中能釋放出帶電微粒，增大體系黏度。通常兩種或多種增稠劑混合使用，可補償單一增稠劑使用的缺陷。所以在實際應用中，往往會採用兩種或以上增稠劑搭配使用，以達到一個理想的流變狀態在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的增稠劑為水溶性纖維素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸鹽鹼溶脹型乳液、疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物。更優選地， 三者復配使用。增稠劑的用量控制在0 3重量份為最佳，優選0. 1 3重量份。pH倌調節劑本發明的pH值調節劑沒有具體限制，只要不對本發明的發明目的產生限制即可， 例如採用可用於丙烯酸塗料的PH調節劑。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的pH調節劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。其優點是調節後塗料氣味比氨水要小很多，乳膠漆PH值穩定。且由於隨後的揮發，對塗料耐水性也沒有影響，耐洗刷性得到提高。而且可幫助顏料潤溼、分散、穩定乳膠漆體系。它的量在配方中為0 1重量份為佳。優選0. 1 1重量份。防黴劑和防腐劑本發明的防黴防藻劑和防腐劑沒有具體限制，只要不對本發明的發明目的產生限制即可。微生物生存的最佳條件是有機物、溼度、氧氣、酸鹼度和溫度等。就水性塗料來說，水的存在是豐富的，同時含大量的聚合物乳液；這些也恰恰是微生物生存、繁衍增殖最好的養分。這就決定了，在水性塗料的生產、貯存、運輸、應用等過程中，存在著嚴重的對付微生物的問題。微生物種類繁多，通常有革蘭陰性細菌，尤其是大腸產氧菌屬和假單孢菌屬，不同地區的菌屬會有所不同。選擇防黴防藻劑、防腐劑的種類及用量往往是根據其活性組分高於最低抑制濃度MIC時，才能達到其有效的保護作用。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的防黴劑為苯並咪唑氨基甲酸甲酯、 N』 -(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其組合。其中苯並咪唑氨基甲酸甲酯水溶性低、光穩定性好，熱穩定性好，毒性低。而N』 -(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲對藻類物質有很好的抵抗作用。在本發明的一個具體實施方式
中，所採用的防腐劑為1，2-苯並異噻唑-3-1及其衍生物。它不釋放甲醛，不含滷素，不揮發，穩定性好，具有熱穩定，酸鹼穩定，可在廣泛的PH 值範圍使用，化學穩定性好，對金屬無腐蝕作用。防黴劑的用量為0 1重量份，優選0. 1 1重量份。防腐劑的用量為0 1重量份，優選0. 1 1重量份。水所述適量的水是指其將塑料基材用乳膠漆的粘度調節到所需範圍。在一優選例中，所述適量的水是指其將塑料基材用乳膠漆的粘度調節到(78-82) KU之間。製備方法本發明的塑料基材用乳膠漆的製備方法包括通過將以下各個組分進行混合，得到所述塑料基材用乳膠漆所述塗料各組成成分的重量份如下成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；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二丙二醇丁醚復配，且前後二者配比為(0. 5 3. 5) 1分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑；潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑的HLB值約為2 12的Ε0/Ρ0嵌段共聚物；顏填料0-30重量份，助溶劑0-5重量份；塗料助劑0-7重量份；適量的水。
在一優選例中，所述塑料基材用乳膠漆按照以下生產工藝進行將水、分散劑、潤溼劑、部分增稠劑、部分消泡劑依次加入配料罐，攪拌均勻，然後加入顏填料，高速研磨10 20min ；至細度後依次加入助溶劑、成膜助劑攪拌5min ；然後依次加入防黴防藻劑、防腐劑攪拌:3min ；再加入成膜物質、消泡劑攪拌均勻後；分別用PH調節劑、增稠劑調節粘度和PH值，調節粘度至(78-8 KU，即得到塑料基材用乳膠漆成品。若按照百分比計算，在本發明的一個具體實施方式
中，本發明的塑料基材用乳膠漆由以下重量百分比組分製成成膜物質30-60%成膜助劑1-10%分散劑1-3%潤溼劑0.1-1%顏填料0-30%助溶劑0-5%消泡劑0-1%增稠劑0-3%pH 調節劑0-1%防黴防藻劑0-1%防腐劑0-1%水0-20%。由以上組分及步驟製成的塑料基材用乳膠漆可以按照以下步驟進行施工首先用 800#砂紙將塑料表面進行打磨，除去表面浮灰、油汙等雜質，直接在塑料表面塗刷塑料基材用乳膠漆。施工方法可根據現場情況而定，可刷塗、輥塗也可以噴塗；施工遍數，以遮蓋底材為準，建議塗刷兩道。施工工藝簡單，對施工人員也沒有特殊要求，一般油漆工即可。本發明的優點在於本發明用於塑料基材塗裝的乳膠漆安全環保，易於塗裝，可達到良好的裝飾效果， 在25°C X30分鐘左右即可表幹；是一種具有良好的附著力、環保、經濟的優質塗料。本發明的其他方面由於本文的公開內容，對本領域的技術人員而言是顯而易見的。下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照國家標準測定。若沒有相應的國家標準，則按照通用的國際標準、常規條件、或按照製造廠商所建議的條件進行。除非另外說明，否則所有的份數為重量份，所有的百分比為重量百分比，所述的聚合物分子量為數均分子量。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業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於本發明方法中。按下列標準測試材料性能「合成樹脂乳液外牆塗料國家標準(GB)GB/T9755_2001」。實施例
施工對象香港某大型樓盤的50棟高層洋房，外牆塗刷某知名品牌耐候專用外牆乳膠漆，是一種以灰藍色為主色調，間隔淺黃色的外牆漆，外觀看起來相當整潔；但是一根根的白色 PVC塑料水管立在牆體周圍，嚴重影響到整個樓盤的高端形象。如果塗刷塑膠專用塗料，一方面是塗料成本高且不環保，另一方面是由於塑膠漆成膜的特殊性，施工工藝及乾燥條件十分苛刻。因此作為水性環保、塗裝方便、表幹速度快、漆膜性能優異且可配製多種色彩的塑料專用乳膠漆是一個最好的選擇。塗料配製選擇使用塑料專用乳膠漆配方以IOOKg計算，先將IOKg水放入分散罐內，轉速控制在800-1000轉/分鐘；將1. 5Kg分散劑、0. 3Kg潤溼劑、0. 3Kg增稠劑、0. 2Kg消泡劑依次加入配料罐，攪拌5分鐘；將25Kg顏填料按順序加入，中間分別用2Kg水衝洗罐邊，高速 (轉速控制在1300轉/分鐘)研磨10 20min至細度；然後加入2Kg水進行降溫；然後加入2. 7Kg助溶劑和3Kg成膜助劑，攪拌5分鐘；再加入45Kg成膜物質，攪拌3分鐘；然後依次加入0. 3Kg防黴防藻劑和0. IKg防腐劑，攪拌3分鐘；然後加入0. 2KgpH調節劑，分散3 分鐘；然後加入0. 4Kg消泡劑，分散5分鐘；最後加入0. 4Kg增稠劑和4. 5Kg水調節粘度到 (78-82) KU，即製成成品。
權利要求
1.一種用於塑料基材塗裝的乳膠漆，所述乳膠漆由成膜物質、成膜助劑、分散劑、潤溼劑、顏填料、助溶劑、其他塗料助劑和水組成，其特徵在於，所述塗料各組成成分的重量份如下成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性苯乙烯乳液；成膜助劑1-10重量份，所述成膜助劑滿足以下條件溶解度參數T(總參數)平均為 8 10、NP(非極性)為7 9、P(極性)平均為3 5、H(氫鍵)平均為1. 5 3. 5 ； 分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑； 潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑的HLB值為2 12之間； 顏填料0-30重量份， 助溶劑0-5重量份； 塗料助劑0-7重量份； 適量的水。
2.根據權利要求1所述的乳膠漆，其特徵在於，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)己二酸酯的任意混合物及二丙二醇丁醚復配，且所述任意混合物與二丙二醇丁醚的重量配比為(0.5 3. 1。
3.根據權利要求1所述的乳膠漆，其特徵在於，所述潤溼劑為HLB值為2 12之間的 Ε0/Ρ0嵌段共聚物。
4.根據權利要求1所述的乳膠漆，其特徵在於，所述顏填料為金紅石型二氧化鈦、天然碳酸鈣、水合矽酸鋁或其組合。
5.根據權利要求1所述的乳膠漆，其特徵在於，所述助溶劑為1，2_丙二醇。
6.根據權利要求1所述的乳膠漆，其特徵在於，所述塗料助劑重量組成如下， 消泡劑0-1重量份；增稠劑0-3重量份； PH調節劑0-1重量份； 防黴防藻劑0-1重量份； 防腐劑0-1重量份。
7.根據權利要求6所述的乳膠漆，其特徵在於， 所採用的消泡劑為礦物油基化合物；和所採用的增稠劑為水溶性纖維素衍生物、疏水改性的聚丙烯酸鹽鹼溶脹型乳液、疏水基團改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物或其復配組合物。
8.根據權利要求6所述的乳膠漆，其特徵在於，所採用的PH調節劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇；和/或所採用的防黴劑為苯並咪唑氨基甲酸甲酯、N』 -(3，4-二氯苯基)-N，N-二甲基脲或其組合；和/或所採用的防腐劑為1，2-苯並異噻唑-3-1及其衍生物。
9.一種根據權利要求1所述的乳膠漆的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟 通過將以下各個組分進行混合，得到所述塑料基材用乳膠漆成膜物質30-60重量份，所述成膜物質選自玻璃化轉化溫度在10°C _30°C之間的丙烯酸酯共聚改性的苯乙烯乳液；成膜助劑ι-ιο重量份，所述成膜助劑滿足以下條件溶解度參數T (總參數)平均為 8 10、NP (非極性)約為7 9、P (極性)平均為3 5、H(氫鍵)平均為1. 5 3. 5 ； 分散劑1-3重量份；所述分散劑為疏水改性共聚鹽類分散劑； 潤溼劑0. 1-1重量份；所述潤溼劑為HLB值為2 12之間的Ε0/Ρ0嵌段共聚物； 顏填料0-30重量份， 助溶劑0-5重量份； 塗料助劑0-7重量份； 適量的水。
10.如權利要求9所述的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟 先將水、分散劑、潤溼劑、消泡劑、任選的一部分塗料助劑加入配料罐，攪拌均勻，然後加入顏填料，高速研磨10 20min ；至細度合格後加入成膜物質，攪拌均勻，再加入成膜助劑，最後加入其餘的塗料助劑調節粘度和PH值，過濾包裝得到所述乳膠漆。
全文摘要
本發明公開一種用於塑料基材塗裝的乳膠漆，所述乳膠漆由成膜物質、成膜助劑、分散劑、潤溼劑、顏填料、助溶劑、其他塗料助劑和水組成。本發明還公開了該塗料的製備方法。本發明的乳膠漆解決了乳膠漆與塑料基材附著力的問題。
文檔編號C09D5/02GK102250519SQ201110110480
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者周復榮, 熊紹泊 申請人:立邦塗料(中國)有限公司