一种乳胶漆及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种乳胶漆及其制备方法和应用。

背景技术

建筑涂料对建筑物起到装饰和保护的双重作用。随着建筑工业和家庭装饰装修业的发展，人们对其装饰性的要求越来越高，若想达到以上要求，保证涂料的储存稳定性是前提。稳定性差的乳胶漆会引起涂料配方中各成分在包装物中不均匀，影响涂料的施工性能，甚至会出现涂膜发花、橘皮、开裂、起泡等弊病，严重的会造成涂料硬沉底而很难搅拌均匀，导致涂料报废。

乳胶漆分层一般与下列因素有关：乳液、分散润湿剂、增稠剂、流平剂、助溶剂等，同时具有晶片状、纤维状的填料对分层也起到积极的改进作用。体系中各原材料的种类、用量及其配比搭配不当，体系的亲水亲油不平衡，热力学不平衡就会加剧，疏水相就会有聚集在一起并逃离亲水相的趋势，导致相分离，贮存过程中出现分层、沉淀等不稳定现象也将成为必然，从而使得上下两层漆的性能远远地偏离了设计目标值。

现有技术中，虽然添加填料有利于改善乳胶漆的热储存稳定性，比如硅灰石、高岭士和海泡石等，但其透水、展色和人工耐老化等性能将会被严重削弱。除此之外，调整乳液、分散润湿剂和增稠剂等手段也会对热储存稳定性产生积极影响，但改善有限，同时会增加总成本，造成产品展色、耐水白和耐雨痕等性能下降。

例如CN102093801A公开一种改善乳胶漆分水的方法及该方法获得的乳胶漆，所述方法的核心是，在制备乳胶漆过程中加入海泡石，使海泡石均匀地分散在乳胶漆中，从而达到改善乳胶漆分水的问题；但海泡石较大的比表面积和孔容积将会需要更多润湿剂，造成成本上涨，同时此种材料也会影响乳胶漆的透水性能。

又比如，CN102031043A公开一种高稳定性乳胶漆，所述乳胶漆通过改进增稠剂配方和配比的方式，解决乳胶漆的热储存稳定性问题，但是此方法只能部分改善热储稳定性，同时也会带来后增稠严重问题。

因此，开发一种热储存稳定好、透水性好、避免后增稠、成本低等综合性能好的乳胶漆，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种乳胶漆及其制备方法和应用。所述乳胶漆通过特定含量的改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物复配，不仅能够提高乳胶漆的热储存稳定性，而且使得所述乳胶漆具有优异的透水性和展色性，表面没有浮色且无明显后增稠问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种乳胶漆，以重量份计，所述乳胶漆包括丙烯酸类乳液30～40份、改性聚乙烯醇0.05～0.1份和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物0.1～0.2份。

本发明中，所述改性聚乙烯醇易于溶于水相，改性聚乙烯醇分子被吸附在乳胶粒表面，形成具有一定厚度的水化层，可阻碍乳胶粒相互碰撞而发生聚并；丙烯酸-丙烯酰胺共聚物易吸附在颗粒表面形成聚合物层，从而产生空间斥力位能，同时会增加颗粒间静电位能，进而形成以静电斥力稳定，同时存在空间稳定作用的多相稳定体系；通过改性聚乙烯醇与丙烯酸-丙烯酰胺共聚物协同作用，从而使整个体系达到非常好的平衡，防止分层，提高乳胶漆的热储存稳定性，以及透水性、展色性，且表面无浮色，避免后增稠。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆包括丙烯酸类乳液30～40份，例如可以为31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份等。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆包括改性聚乙烯醇0.05～0.1份，例如可以为0.055份、0.056份、0.058份、0.06份、0.062份、0.064份、0.066份、0.068份、0.07份、0.072份、0.074份、0.076份、0.078份、0.08份、0.084份、0.088份、0.09份、0.092份、0.094份、0.096份、0.098份等。

本发明中，所述改性聚乙烯醇的用量小于0.05份，乳胶漆的热储存稳定性能差；大于0.1份，透水性、展色性差，且成本高。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆包括丙烯酸-丙烯酰胺共聚物0.1～0.2份，例如可以为0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份、0.16份、0.17份、0.18份、0.19份等。

本发明中，所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的用量小于0.1份，乳胶漆的热储存稳定性能差；大于0.2份，透水性、展色性差，且成本高。

优选地，所述改性聚乙烯醇包括醛改性聚乙烯醇。

优选地，所述改性聚乙烯醇包括聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯醇缩乙醛中至少一种，优选为聚乙烯醇缩丁醛。

优选地，所述丙烯酸类乳液包括苯丙乳液、纯丙乳液或硅丙乳液中至少一种。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括颜填料15～20份，例如可以为16份、17份、18份、19份、20份等。

优选地，所述颜填料包括钛白粉。

本发明中，所述钛白粉包括金红石型钛白粉。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括第二填料15～28份，例如可以为16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份等。

优选地，所述第二填料包括碳酸钙、滑石粉和高岭土的组合。

优选地，所述第二填料中碳酸钙、滑石粉和高岭土的质量比为(5～10):(5～8):(5～10)，其中，(5～10)中具体取值例如可以为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5等；(5～8)中具体取值例如可以为5.5、6、6.5、7、7.5、8等；(5～10)中具体取值例如可以为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5等。

本发明中，所述第二填料的目数为600～2000目，例如可以为700目、800目、900目、1000目、1250目、1500目、1600目、1800目等。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括增稠剂0.4～1份，例如可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。

优选地，所述增稠剂包括纤维素类增稠剂、碱溶胀增稠剂或聚氨酯增稠剂中至少一种。

优选地，所述纤维素类增稠剂包括疏水改性纤维素醚。

优选地，以重量份计，所述增稠剂包括疏水改性纤维素醚0.2～0.4份，例如可以为0.25份、0.3份、0.35份等。

本发明中，所述纤维素类增稠剂除具有增稠、悬浮、粘合、乳化、成膜、分散、保水以及提供保护作用外，还有较好的流动调节性。

优选地，以重量份计，所述增稠剂包括碱溶胀增稠剂0.2～0.6份，例如可以为0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份等。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括成膜助剂1.5～2.5份，例如可以为1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份等。

优选地，所述成膜助剂包括醇酯十二。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括分散剂0.5～1份，例如可以为0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。

优选地，所述分散剂包括但不限于聚羧酸盐型分散剂，低发泡性并且改善乳胶漆的流动性，具有稳定浆料粘度的优异性能。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括润湿剂0.2～0.4份，例如可以为0.25份、0.3份、0.35份等。

优选地，所述润湿剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括消泡剂0.1～0.2份，例如可以为0.15份、0.16份、0.18份等。

优选地，所述消泡剂包括有机硅消泡剂。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括pH调节剂0.05～0.2份，例如可以为0.1份、0.15份、0.2份等。

本发明中，所述pH调节剂包括但不限于索尔维AN130，能够提供pH稳定性，促进颜色接受，也能够用作共分散剂和润湿剂。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括杀菌剂0.05～0.2份，例如可以为0.1份、0.15份、0.2份等。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括杀菌防霉剂0.05～0.2份，例如可以为0.1份、0.15份、0.2份等。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括防冻剂1～2份，例如可以为1.2份、1.5份、1.8份等。

本发明中，所述防冻剂包括丙二醇。

优选地，以重量份计，所述乳胶漆还包括流平剂0.3～1份，例如可以为0.35份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。

优选地，所述乳胶漆的固含量为75～95％，例如可以为76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％等。

第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的乳胶漆的制备方法，所述制备方法包括：

将丙烯酸类乳液、改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物混合，得到所述乳胶漆。

优选地，所述混合在溶剂中进行。

优选地，所述混合的物料还包括颜填料、第二填料、增稠剂、成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、pH调节剂、杀菌剂、杀菌防霉剂、防冻剂或流平剂中至少一种。

优选地，所述制备方法具体包括：

(1)将改性聚乙烯醇和任选的分散剂、润湿剂、杀菌剂、增稠剂或pH调节剂与溶剂混合，得到第一分散液；

(2)将所述第一分散液与任选的颜填料和/或第二填料混合，得到第二分散液；

(3)将所述第二分散液与丙烯酸类乳液、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物以及任选的成膜助剂、防冻剂、杀菌防霉剂、流平剂或增稠剂混合，得到所述乳胶漆；

优选地，步骤(1)所述混合的转速为400～600rpm，例如可以为450rpm、500rpm、550rpm、580rpm等。

优选地，步骤(1)所述混合的时间为3～8min，例如可以为4min、5min、6min、7min等。

优选地，步骤(1)所述增稠剂包括纤维素类增稠剂。

优选地，步骤(2)所述混合的转速为1000～2000rpm，例如可以为1200rpm、1400rpm、1600rpm、1800rpm等。

优选地，步骤(2)所述混合的时间为10～40min，例如可以为12min、14min、16min、18min、20min、25min、30min、35min等。

优选地，所述第二分散液的细度≤60μm，例如可以为35μm、40μm、45μm、50μm、55μm等。

优选地，步骤(3)所述混合的转速为500～700rpm，例如可以为550rpm、600rpm、650rpm、680rpm等。

优选地，步骤(3)所述混合的时间为5～20min，例如可以为10min、15min、18min等。

优选地，步骤(3)包括将所述第二分散液与丙烯酸类乳液、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物以及任选的成膜助剂、防冻剂、杀菌防霉剂混合5～8min后，再加入任选的流平剂和/或增稠剂混合5～8min，用溶剂调节粘度，得到所述乳胶漆。

本发明中，步骤(3)所述增稠剂包括碱溶涨增稠剂。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的乳胶漆在建筑装饰中的应用。

本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的乳胶漆，通过特定含量的改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物复配，协同增效，不仅能够提高乳胶漆的热储存稳定性，而且使得所述乳胶漆具有优异的透水性和展色性，表面没有浮色且无明显后增稠问题、流平性好，且成本低、制备工艺简单，适合大量生产。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无特别说明，本发明所有实施例和对比例用到的原料如下：

苯丙乳液：巴德富RS-899

聚乙烯醇缩丁醛：阿拉丁CAS编号63148-65-2

丙烯酸-丙烯酰胺共聚物：西安瑞禧生物P(AM-co-AA)

聚丙烯酸：济南盈鑫化工工业级

聚丙烯酰胺：巩义市美硕

钛白粉：龙蟒佰利R699

分散剂：聚羧酸钠盐型分散剂SN-5040

润湿剂：沙索化学NOVELUTION 315

杀菌剂：海客迈斯

疏水改性纤维素醚：信越公司HS 30000 YP2

pH调节剂：索尔维公司AN 130

成膜助剂：美国伊士曼LD506

防冻剂：丙二醇

杀菌防霉剂：海客迈斯公司

流平剂：罗门哈斯RM-8W

碱溶胀增稠剂：陶氏化学的ASE60

实施例1

本实施例提供一种乳胶漆，以重量份计，所述乳胶漆包括35份苯丙乳液、0.05份聚乙烯醇缩丁醛、0.1份丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、17份钛白粉、10份碳酸钙、5份滑石粉、6份高岭土、0.6份分散剂、0.2份润湿剂、0.15份杀菌剂、0.2份疏水改性纤维素醚、0.2份pH调节剂、2份成膜助剂、1份防冻剂、0.2份杀菌防霉剂、0.5份流平剂、0.4份碱溶胀增稠剂和水；所述乳胶漆的固含量为78.6％。

本实施例提供一种所述乳胶漆的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将去离子水加入至分散机中，调节分散机转速为500rpm，依次缓慢加入分散剂、润湿剂、杀菌剂、聚乙烯醇缩丁醛和疏水改性纤维素醚，搅拌6min，加入pH调节剂至充分溶胀，得到第一分散液；

(2)向步骤(1)得到的第一分散液中依次加入钛白粉、碳酸钙、滑石粉和高岭土，转速调至1500rpm，高速分散15min，得到第二分散液(细度≤50μm)；

(3)将分散机转速调至600rpm，然后向步骤(2)得到的第二分散液中依次加入苯丙乳液、成膜助剂、防冻剂、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物和杀菌防霉剂混合6min后，加入流平剂和碱溶涨增稠剂继续混合6min，加入去离子水调节粘度，得到所述乳胶漆。

实施例2

本实施例提供一种乳胶漆，以重量份计，所述乳胶漆包括32份苯丙乳液、0.08份聚乙烯醇缩丁醛、0.15份丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、15份钛白粉、8份碳酸钙、6.5份滑石粉、8份高岭土、0.8份分散剂、0.4份润湿剂、0.1份杀菌剂、0.4份疏水改性纤维素醚、0.1份pH调节剂、1.5份成膜助剂、1.5份防冻剂、0.1份杀菌防霉剂、0.8份流平剂、0.2份碱溶胀增稠剂和水；所述乳胶漆的固含量为75.63％。

本实施例提供一种所述乳胶漆的制备方法，具体步骤与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供一种乳胶漆，以重量份计，所述乳胶漆包括38份苯丙乳液、0.1份聚乙烯醇缩丁醛、0.2份丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、20份钛白粉、10份碳酸钙、8份滑石粉、9份高岭土、1份分散剂、0.4份润湿剂、0.05份杀菌剂、0.4份疏水改性纤维素醚、0.1份pH调节剂、2.5份成膜助剂、2份防冻剂、0.2份杀菌防霉剂、0.3份流平剂、0.4份碱溶胀增稠剂和水；所述乳胶漆的固含量为92.65％。

本实施例提供一种所述乳胶漆的制备方法，具体步骤与实施例1相同。

实施例4

本实施例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述聚乙烯醇缩丁醛的含量为0.2份，调整水的用量使乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述聚乙烯醇缩丁醛的含量为0.02份，调整水的用量使乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的含量为0.4份，调整水的用量使乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的含量为0.05份，调整水的用量使乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚乙烯醇缩丁醛替换为聚乙烯醇缩甲醛，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，将所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物替换为等量的聚丙烯酰胺，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，将所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物替换为等量的聚丙烯酸，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例3

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，将所述丙烯酸-丙烯酰胺共聚物替换为0.05份聚丙烯酸和0.05份聚丙烯酰胺的混合物，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例4

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆中没有聚乙烯醇缩丁醛，丙烯酸-丙烯酰胺共聚物为0.15份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例5

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆中没有丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，聚乙烯醇缩丁醛为0.15份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例6

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆中没有丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，调整水的用量使得乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例7

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆中没有聚乙烯醇缩丁醛，调整水的用量使得乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例8

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆中没有聚乙烯醇缩丁醛和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，调整水的用量使得乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例9

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚乙烯醇缩丁醛和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物替换为等量的膨润土，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例10

本对比例提供一种乳胶漆，其与实施例1的区别仅在于，所述乳胶漆还包括0.1份聚丙烯增稠剂，调整水的用量使得乳胶漆总量为100份，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。

对比例11

一种高稳定性乳胶漆，所述高稳定性乳胶漆为专利文献CN102031043A中公开的乳胶漆。

性能测试

(1)热储存稳定性：在50℃条件下储存30天，观察乳胶漆的分水情况；

(2)透水性：GB/T 9755-2014；

(3)浮色：按展色性方法热储一周后看表层析出色浆量，色浆析出量越多浮色越严重；

(4)流平性：GB1750-89(79)，刷痕消失时间越短流平性越好；

(5)展色性：GB/T 11186.1.2.3-89(涂膜颜色的测量方法)；

(6)后增稠：在50℃条件下储存30天后，测定乳胶漆的粘度，粘度越大表明后增稠越严重。

具体测试结果如表1所示：

表1

由上表可知，本发明提供的乳胶漆，通过特定含量的改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物复配，不仅能够提高乳胶漆的热储存稳定性，而且使得所述乳胶漆具有优异的透水性和展色性，表面没有浮色且无明显后增稠。由实施例1～3可知，所述乳胶漆50℃条件下储存30天后无分水，粘度低，后增稠不明显，且透水性好，无浮色，ΔE≤0.3。

由实施例1与实施例4～7比较可知，所述改性聚乙烯醇或丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的含量不在特定范围内，乳胶漆的综合性能差；由实施例1与实施例8、对比例1～3比较可知，并非特定的改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的组合时，乳胶漆的热储存稳定性差、透水性差、有浮色或后增稠严重；由实施例1与对比例4和5比较可知，所述改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的总量不变，缺少任一组分时，乳胶漆的热储存稳定性差、透水性差、有浮色或后增稠严重；由实施例1与对比例6～9比较可知，所述乳胶漆中没有改性聚乙烯醇和/或丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、或者二者被膨润土替换后，乳胶漆的热储存稳定性变差，有浮色，透水性差、后增稠严重，展色性差；由实施例1与对比例10比较可知，所述乳胶漆的配方中加入聚丙烯酸后，热储存稳定性变差且有后增稠问题。由实施例1～3与对比例11比较可知，本发明提供的乳胶漆各方面性能均优于现有技术中公开的乳胶漆。

综上所述，本发明提供的乳胶漆，通过特定含量的改性聚乙烯醇和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物复配，协同增效，不仅能够提高乳胶漆的热储存稳定性，而且使得所述乳胶漆具有优异的透水性和展色性，表面没有浮色且无后增稠问题、流平性好，且成本低、制备工艺简单，适合大量生产。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。