一种低透水的透气型水性涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，尤其涉及一种低透水的透气型水性涂料及其制备方法。该水性涂料包括以下原料：水性丙烯酸树脂乳液、纤维素醚、水、增稠剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻液、成膜助剂、多功能助剂、杀菌剂、β

【技术实现步骤摘要】
一种低透水的透气型水性涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其涉及一种低透水的透气型水性涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国社会经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，对生活环境问题愈加关注。外墙建筑涂料作为一种环保、施工方便的装饰材料，可以延长外墙的使用寿命，对建筑外墙起到一定的保护作用，从而改善生活环境。此类涂料大多涂刷在混凝土、砂浆等碱性基材表面，且易受环境中水分、灰尘、紫外线的影响，因而对其性能要求较高，往往需要具备低透水性、耐沾污性、耐水性、耐碱性等性能。
[0003]外墙涂料层的透水性会影响到涂料装饰层的耐老化性，水分进入涂层后会产生一系列的破坏作用，不仅仅会引起涂层的溶胀、起泡、组分的浸出以及失去附着力等物理破坏作用，而且当水分到达涂层和底材界面时，会与氧等共同作用，发生膜下腐蚀。涂层的透水性增加，会导致涂层对墙体的保护功能下降，影响墙体的使用寿命。
[0004]现有技术中往往通过成膜的致密性来实现低透水性，但墙体本身会有内部反出的潮气，如果涂层没有良好的透气性，水蒸气等就无法透过涂层与外界进行交换。当湿气在墙体内部或涂层界面处产生聚体，就会产生应力，导致涂层的鼓泡、脱落，甚至造成墙体层面的霉变或破坏。
[0005]因此，涂层兼顾良好的低透水性和高透气性，对于保持墙体的“呼吸”作用和正常状态至关重要。

技术实现思路

[0006]针对以上技术问题，本专利技术提供一种低透水的透气型水性涂料及其制备方法。该水性涂料具有低透水、高透气的性能，并具有优异的成膜性能，可以保护墙体不受环境中水的侵蚀，同时还可以保证墙体中的水蒸气交换到外界环境中，更好的保护墙体，延长墙体的使用寿命，且具有良好的耐水性、耐碱性、透水性及抗泛盐碱性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用了如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供一种低透水的透气型水性涂料，包括以下重量份配比的原料：
[0009][0010]本专利技术提供的低透水、高透气的水性涂料，使用β
‑
环糊精作为成膜骨架物质之一。β
‑
环糊精(β
‑
CD)是一类由D
‑
吡喃葡萄糖单元首位相连成环的大环化合物。无毒性，结构如式(1)和式(2)所示：
[0011][0012]从式(1)和式(2)可知可知，β
‑
环糊精分子呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其中空圆筒立体环状结构中，β
‑
环糊精中C2和C3的仲羟基，活性差，不与水性丙烯酸反应；C6上的伯羟基，活性高，具有亲水性，能与水性丙烯酸树反应，形成氢键。β
‑
环糊精与水性丙烯酸树脂乳液分子的氢键作用如式(3)所示：
[0013][0014]从式(3)可知，β
‑
环糊精的伯羟基与水性丙烯酸树脂乳液的羧基形成分子间氢键。
[0015]在氢键作用下，β
‑
环糊精与水性丙烯酸树脂乳液在特定用量下稳定结合，在涂料干燥成涂层的过程中，进一步增强氢键作用，使β
‑
环糊精在涂层中形成大量的微气孔结构，微气孔结构稳定的镶嵌在丙烯酸树脂膜上，并在无机颜填料的骨架支撑下稳定存在于涂层中，由于微气孔结构的存在，使得墙体内部产生的气态水通过微气孔交换到外界环境中，从而使得涂层不会阻绝墙体与外界的气体交换，保证涂层具有高透气的性能。
[0016]β
‑
环糊精的中空圆筒形成的空腔内，由于受到C
‑
H键的屏蔽作用形成了疏水区，具
有疏水作用，与外界环境中的液态水分子间的范德华力和氢键相互排斥，使得β
‑
环糊精能够阻止外界环境中的液态水分子透过涂层，从而使得涂层具有低透水的性能。且β
‑
环糊精的内腔疏水作用使β
‑
环糊精分子具有不吸潮的性能，也有利于使涂层具有良好的保护外墙基体的作用。
[0017]需要特别说明的是，外界环境中的水为液态水，其分子间氢键和范德华力作用显著，液态水由于受到β
‑
环糊精中空圆筒空腔内的疏水排斥作用，而不能透过β
‑
环糊精的中空圆筒空腔，被阻止在涂层外。而墙体内部产生的水为水蒸气，分子间氢键和范德华力作用不显著，水分子可透过β
‑
环糊精的中空圆筒的空腔。即β
‑
环糊精的空腔可透过气态水，不可透过液态水。
[0018]因此，本专利技术的将β
‑
环糊精与水性丙烯酸树脂乳液以及各辅料制成的水性涂料不仅具有低透水的性能，还具有高透气的性能，将其涂覆于外墙上形成的涂层能够阻止外界环境中的水透过，保护墙体不受环境中水的侵蚀，实现保护外墙的目的；同时该涂层具有良好的透气性，使得墙体产生的水蒸气能良好地透过涂层与外界环境交换，避免了水蒸气在墙体内部或涂层界面处的聚集，从而避免涂层鼓泡、脱落、墙体霉变等问题的发生，延长墙体的使用寿命。
[0019]此外，由于β
‑
环糊精独特的分子结构，其疏水的结合部位，作为主体Host可以包络各种适当的客体Guest，如有机分子、无机离子以及气体分子等，可以赋予涂层优越的吸附能力，可吸附环境中的有害物质。
[0020]成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、防冻液、纤维素醚、杀菌剂和多功能助剂等作为水性涂料的助剂，在上述质量配比下通过彼此之间的协同作用，提高了涂层的成膜性能以及贮存稳定性，并且更有利于β
‑
环糊精微气孔结构的形成。水性丙烯酸树脂乳液与β
‑
环糊精以及各辅料在上述用量范围内进行组合，通过各类原料之间的协同作用，使得该涂料具有良好的耐水性、耐碱性、低透水性、透气性、抗泛盐碱性及优异的成膜性能，从而改善涂料成品及涂层的质量。
[0021]优选地，所述水性丙烯酸树脂乳液为苯丙乳液、醇丙乳液和硅丙乳液中的至少一种。
[0022]本专利技术实施例中，上述优选的水性丙烯酸树脂乳液作为水性涂料中的成膜物质，可保证水性涂料的涂层具有良好的附着力，成膜性能优越并延长涂层的使用寿命。
[0023]优选地，所述增稠剂为聚丙烯酸酯和聚氨酯中的至少一种。
[0024]本专利技术实施例中，上述优选的增稠剂可以使该水性涂料具有一定的黏度，在贮存过程中防止沉降；配合纤维素醚共同使用，能够改善该水性涂料的稳定性，保证了β
‑
环糊精在该水性涂料的均匀性，降低该水性涂料出现分层的可能性。
[0025]优选地，所述分散剂为聚羧酸铵盐和聚羧酸钠盐的至少一种；所述润湿剂为硫醇类化合物、酰肼类化合物和磺化油类化合物中的至少一种。
[0026]本专利技术实施例中，上述优选的分散剂和润湿剂能够保证无机颜填料在分散过程中的充分分散，提高无机颜填料在该水性涂料中的细度，更加利于成膜中无机颜填料骨架的均匀一致性。
[0027]优选地，所述防冻液为乙二醇和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低透水的透气型水性涂料，其特征在于，包括以下重量份配比的原料：2.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂乳液为苯丙乳液、纯丙乳液和硅丙乳液中的至少一种。3.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酸酯和聚氨酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸铵盐和聚羧酸钠盐的至少一种；和/或所述润湿剂为硫醇类化合物、酰肼类化合物和磺化油类化合物中的至少一种。5.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述防冻液为乙二醇和丙二醇中的至少一种。6.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述成膜助剂为十二碳醇酯、乙二醇单丁醚和丙二醇单丁醚中的至少一种。7.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述多功能助剂为有机胺和氨水中的至少一种。8.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述杀菌剂为卡松和甲醛释放类中的至少一种。9.根据权利要求1所述的透气型水性涂料，其特征在于，所述无...

【专利技术属性】
技术研发人员：班佳敏，罗仕刚，任梦蕊，杜瑞环，何璇，李如意，宋少波，冯鑫，李帅，
申请(专利权)人：卡本科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：