[发明专利]防污的水性涂料组合物

说明书

发明技术领域

本发明涉及水性涂料组合物，特别是具有良好防污性能的涂料组合物。

发明背景

涂料被广泛应用于家庭中，用以涂布内表面和外表面。对于内表面，特别是厨房和生活区中的涂膜，抗家庭污染物的性能是一重要性能。对于经常暴露于生活污染物的装饰涂料和墙涂料情况更是如此。

生活污染物包括食品、油或油脂以及饮料，如咖啡和红酒。对于半光和低光泽内用涂料，具有如防刮性以及耐湿擦性和耐干擦性也是重要的。这些性能优良使得通过擦洗来清洁弄脏表面时不会造成被处理区域“亮度增加”并显出与周围区域不同的光泽。但是，不易被污染物污染并能被有效清洁的涂料是明显优选的。

涂膜表面也易受到来自基材的污染，特别是木制基材中含鞣酸时。这些鞣酸材料可印到涂膜上，在其干后使涂料脱色。采用水性乳胶涂料时情况尤为明显。有多种因素可影响该基材污染，而且已开发出一些特殊的水性乳胶涂料来克服这一问题。但在本发明中我们不考虑这种类型的污染，而是考虑涂料外表面的污染。可很好控制基材污染的涂料并不一定对生活污染物有良好抵抗性，反之亦然。

常规采用醇酸树脂作基料并构成紧密交联涂膜的有机溶剂基涂料一般具有优良的防污性能。这被认为是污染物在涂膜中具有低溶解性的缘故。但由于挥发性有机溶剂对环境有害，以及重涂时需时长且清除时需使用有机溶剂而给施用者带来不便等因素，使得这些涂料不再流行。醇酸树脂的水性涂料存在变黄的问题，特别是在厨房区域中情况更是如此，因而不符合市场的需求。被广泛采用的常规水性或乳胶涂料利用乙烯或丙烯酸热塑性聚合物颗粒的聚结作用构成涂膜，但不具有优良的抗污染物性能，而且到目前为止尚不能在其它涂料性能之间达到所要求的平衡，所述性能包括硬度、膜聚结性、pH粘度稳定性和着色强度。

对于常规水性涂料来说，为获得适当的膜机械性能，重要的是在常规应用温度范围内聚合物要具有良好的颗粒聚结性。聚结性直接与聚合物颗粒的硬度和玻璃化转变温度(Tg)相关。低Tg的聚合物要比较高Tg的聚合物在更低温度下聚结。涂膜的硬度影响如抗刮和抗磨性能。特别是对于厨房和生活区域中的涂料来说，最大化涂膜硬度是重要的。通常通过增加聚合物颗粒的Tg来增加硬度。但通过增加颗粒中聚合物的Tg来增加硬度的方法会导致聚结性变差。实际应用中利用一种挥发性临时性有机增塑剂可克服对这些性能作折衷处理，该物质使得可使用更高Tg的聚合物颗粒。但是这些组合物的早期涂膜硬度差。这是由于挥发性增塑剂需要几天时间方能完全挥发并从涂料膜中被除去。由于使用挥发性增塑剂导致向大气中释放有机溶剂，有些场合中使用挥发性增塑剂并不有利。对于装饰涂料来说，要求它们具有比常规水性乳胶涂料更大的涂膜硬度，以适用于更广范围的墙体。

对于商品涂料配方来说，粘度稳定性是重要的性能。商业制造的涂料产品处于预定技术规范的允许误差范围内。重要的是在技术规范所允许的范围内均保持满意的涂料性能。对于水性乳胶涂料，制造中pH为一可变量，例如其变动范围可在8.5至9.5之间。粘度是一可随pH改变而改变的涂料性质，对于这些涂料重要的是在技术规范所规定的pH范围内低和高剪切率粘度均处于可接受界限内。低剪切率粘度易影响流动和流平性能。高剪切率粘度影响刷涂的难易程度。粘度稳定性的另一方面是贮藏对该性能的影响。很明显，粘度随时间不明显改变是理想的，使得商品具有尽可能长的贮存期。

涂料的着色强度是一个重要的性能，它反映出涂料是否可通过标准调色配方调成某一特定颜色。对于一系列涂料产品，要求其着色强度相似，使得在此范围产品内可采用通用的调色配方。着色强度是指使白色原始涂料达某一特定颜色所需的有色调色剂的用量。如果原始涂料需要较少量的调色剂，则表示其着色强度低。低着色强度的涂料可用较高等级的二氧化钛颜料重新配制，但这会明显增加配方成本。与之相反如果原始涂料的着色强度高，就有可能采用较低等级的二氧化钛颜料对其重新配制，从而以较低的配方成本获得所需着色强度。对于可接受性的重新配制来说，浊度需被保持。因此，理想的情况是着色强度在一定范围产品中与其它产品相似或相等，而不必采用高等级二氧化钛重新配制。此外由于涂料可能的长贮存期，着色强度必须随时间稳定。