本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
水性涂料是用水做為分散介質(zhì)和稀釋劑的涂料，與有機(jī)溶劑型的涂料相比，水性涂料節(jié)約了大量的有機(jī)材料資源，大大減少了涂料中有機(jī)溶劑揮發(fā)對大氣的污染和施工過程中的火災(zāi)危險(xiǎn)，水是地球上極其豐富的資源，其取用方便，成本低廉，作為涂料中的溶劑使用，不會對水資源產(chǎn)生破壞或較少。因此水性涂料既減少了揮發(fā)性有機(jī)溶劑的排放，又可節(jié)省資源、能源，同時(shí)方便運(yùn)輸和貯藏。隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，水性涂料的使用量逐年增多，將逐漸成為現(xiàn)代涂料工業(yè)發(fā)展的主流方向。
目前市場上使用的水性涂料，大多存在成膜時(shí)干燥時(shí)間長，涂膜彈性容易老化，堅(jiān)硬度不好，不能有效保護(hù)墻面粉刷底層的強(qiáng)度，從而產(chǎn)生墻面開裂、脫落，不僅影響建筑物美觀，而且墻面開裂，導(dǎo)致墻面漏水等問題，同時(shí)水溶性涂料易遭受生物破壞，由于細(xì)菌的產(chǎn)生依賴于有水的環(huán)境，因此，現(xiàn)有的水溶性涂料大多易于出現(xiàn)霉變，給使用者帶來諸多不便。
中國專利CN103436118B公開了一種真空電鍍水性涂料，由下列重量百分含量的原料制成的：環(huán)氧樹脂10％～30％、丙烯酸樹脂30％～45％、氨基樹脂15％～18％、助劑1％～3％、納米膠體2％～5％、耐水解偶聯(lián)劑1％～3％和余量為去離子水。該發(fā)明公開的真空電鍍水性涂料具有成本低、綠色環(huán)保、安全無毒和涂層均勻的特點(diǎn)，但該涂料易遭受生物破壞出現(xiàn)霉變。
中國專利CN104017445B公開了一種了水性涂料，由以下重量份的組分組成：水20-30份、丙烯酸乳液20-25份、潤濕劑0.3-0.5份、消泡劑0.1-0.3份、鈦白粉15-20份、滑石粉10-15份、防火劑0.3-0.5份和抗菌劑0.2-0.4份。該發(fā)明公開的涂料防霉效果好、成膜干燥時(shí)間短、堅(jiān)硬度好，同時(shí)還具有很好的延伸性能及耐熱性能。但是其附著力、硬度及抑菌率有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種水性涂料及其制備方法。本發(fā)明提供的水性涂料不僅干燥時(shí)間短、硬度好，還具有防霉和阻燃的作用。同時(shí)，本發(fā)明提供的水性涂料環(huán)保、安全，且具有較好的延伸性能和耐熱性能。
本發(fā)明提供了一種水性涂料，包括以下組分及其重量百分比：
丙烯酸樹脂30-40％、聚氟乙烯樹脂10-15％、氨基樹脂5-10％、過硫酸銨1-3％、滑石粉5-10％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.1-0.3％、聚丙烯酸鈉1-3％、羥乙基纖維素1-3％、防腐抗菌劑1-3％、防火劑1-2％和水10.7-44.9％。丙烯酸樹脂CAS NO：9003-01-4，聚氟乙烯樹脂CAS NO：24981-14-4，氨基樹脂CAS NO：9003-08-1，聚醚改性有機(jī)硅氧烷購于廣州市馨雅化工有限公司，聚丙烯酸鈉CAS NO：9003-04-7，羥乙基纖維素CAS NO：9004-62-0。
本發(fā)明配伍合理科學(xué)，各組分相互作用，協(xié)同起防霉、阻燃的作用，同時(shí)各組分相互作用能有效縮短干燥時(shí)間，提高附著力及其硬度。
進(jìn)一步地，所述的水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂35％、聚氟乙烯樹脂12.5％、氨基樹脂7.5％、過硫酸銨2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.2％、聚丙烯酸鈉2％、羥乙基纖維素2％、防腐抗菌劑2％、防火劑1.5％和水27.8％。
進(jìn)一步地，所述防腐抗菌劑由沒食子酸、綠原酸、甘草酸二鉀和明礬按重量比2:1:1:1組成。沒食子酸CAS NO：149-91-7。
進(jìn)一步地，所述防火劑由硅酸鈉、蛭石和硅藻土按重量比2:2:1組成。蛭石CAS NO：1318-00-9，硅藻土CAS NO：91053-39-3。
同時(shí)本發(fā)明也提供了一種水性涂料的制備方法，包括以下步驟：
S1.將2/3的水加熱至40-50℃，邊攪拌邊加入丙烯酸樹脂、聚氟乙烯樹脂、氨基樹脂、過硫酸銨和滑石粉，攪拌均勻，得溶液A；
S2.將剩余水加入到另一容器中，邊攪拌邊加入聚醚改性有機(jī)硅氧烷和聚丙烯酸鈉，攪拌均勻，得溶液B；
S3.將步驟S1所得溶液A與步驟S2所得溶液B混合混勻，攪拌加入防腐抗菌劑和防火劑，攪拌均勻，最后加入羥乙基纖維素，攪拌均勻，即得。
本發(fā)明采用水性樹脂為主要原料，在過硫酸銨、滑石粉和聚醚改性有機(jī)硅氧烷的作用下制備的水性涂料，具有較好親水性，不易燃易爆，同時(shí)通過防火劑的加入，協(xié)同作用增強(qiáng)其防火性能。本發(fā)明提供的水性涂料減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物含量，減少了環(huán)境的污染以及對人體的傷害。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的水性涂料不僅干燥時(shí)間短、硬度及附著力強(qiáng)，還具有防霉和阻燃的作用。同時(shí)，本發(fā)明提供的水性涂料環(huán)保、安全，且具有較好的延伸性能和耐熱性能。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用于例證的目的，絕不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1一種水性涂料
所述水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂30％、聚氟乙烯樹脂10％、氨基樹脂5％、過硫酸銨1％、滑石粉5％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.1％、聚丙烯酸鈉1％、羥乙基纖維素1％、沒食子酸0.4％、綠原酸0.2％、甘草酸二鉀0.2％、明礬0.2％、硅酸鈉0.4％、蛭石0.4％、硅藻土0.2％和水44.9％。
制備方法：
S1.將2/3的水加熱至45℃，邊攪拌邊加入丙烯酸樹脂、聚氟乙烯樹脂、氨基樹脂、過硫酸銨和滑石粉，攪拌均勻，得溶液A；
S2.將剩余水加入到另一容器中，邊攪拌邊加入聚醚改性有機(jī)硅氧烷和聚丙烯酸鈉，攪拌均勻，得溶液B；
S3.將步驟S1所得溶液A與步驟S2所得溶液B混合混勻，攪拌加入沒食子酸、綠原酸、甘草酸二鉀、明礬、硅酸鈉、蛭石和硅藻土，攪拌均勻，最后加入羥乙基纖維素，攪拌均勻，即得。
實(shí)施例2一種水性涂料
所述水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂35％、聚氟乙烯樹脂12.5％、氨基樹脂7.5％、過硫酸銨2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.2％、聚丙烯酸鈉2％、羥乙基纖維素2％、沒食子酸0.8％、綠原酸0.4％、甘草酸二鉀0.4％、明礬0.4％、硅酸鈉0.6％、蛭石0.6％、硅藻土0.3％和水27.8％。
制備方法與實(shí)施例1類似。
實(shí)施例3一種水性涂料
所述水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂40％、聚氟乙烯樹脂15％、氨基樹脂10％、過硫酸銨3％、滑石粉10％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.3％、聚丙烯酸鈉3％、羥乙基纖維素3％、沒食子酸1.2％、綠原酸0.6％、甘草酸二鉀0.6％、明礬0.6％、硅酸鈉0.8％、蛭石0.8％、硅藻土0.4％和水10.7％。
制備方法與實(shí)施例1類似。
對比例1一種水性涂料
所述水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂35％、聚氟乙烯樹脂12.5％、氨基樹脂7.5％、過硫酸銨2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.2％、聚丙烯酸鈉2％、羥乙基纖維素2％、沒食子酸0.5％、綠原酸0.5％、甘草酸二鉀0.5％、明礬0.5％、硅酸鈉0.6％、蛭石0.6％、硅藻土0.3％和水27.8％。
制備方法與實(shí)施例1類似。
與實(shí)施例2的區(qū)別在于，將沒食子酸、綠原酸、甘草酸二鉀和明礬的重量比2:1:1:1替換為1:1:1:1。
對比例2一種水性涂料
所述水性涂料由以下組分及其重量百分比組成：
丙烯酸樹脂35％、聚氟乙烯樹脂12.5％、氨基樹脂7.5％、過硫酸銨2％、滑石粉7.5％、聚醚改性有機(jī)硅氧烷0.2％、聚丙烯酸鈉2％、羥乙基纖維素2％、沒食子酸0.8％、綠原酸0.4％、甘草酸二鉀0.4％、明礬0.4％、硅酸鈉0.5％、蛭石0.5％、硅藻土0.5％和水27.8％。
制備方法與實(shí)施例1類似。
與實(shí)施例2的區(qū)別在于，將硅酸鈉、蛭石和硅藻土的重量比2:2:1替換為1:1:1。
試驗(yàn)例一、性能測試
1.試驗(yàn)材料：實(shí)施例1-3劑對比例1-2制備的水性涂料。
2.試驗(yàn)內(nèi)容：
根據(jù)GB/T18582-2008測試上述涂料的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量，根據(jù)GB/T1720、GB/T1728、GB/T16777測試了上述涂料的附著力、干燥時(shí)間及粘結(jié)強(qiáng)度，根據(jù)B1224-2005采用小室燃燒法對上述涂料進(jìn)行阻燃性能測試。
3.試驗(yàn)結(jié)果：性能測試結(jié)果見表1。
表1性能測試
由表1知，本發(fā)明制備的水性涂料具有較好的阻燃性。而對比例2制備的水性涂料的耐燃時(shí)間明顯低于實(shí)施例1-3制備的水性涂料，說明防火劑與其他組分相互協(xié)同起阻燃的效果，且當(dāng)硅酸鈉、蛭石和硅藻土的重量比為2:2:1是效果最佳。同時(shí)，本發(fā)明提供的水性涂料安全環(huán)保、干燥時(shí)間短、附著力強(qiáng)、耐沖擊性好。
試驗(yàn)例二、殺菌測試
1.試驗(yàn)材料：實(shí)施例1-3及對比例1-2制備的水性涂料。
2.試驗(yàn)對象：大腸桿菌菌落、黑曲霉菌菌落。
3.試驗(yàn)內(nèi)容：
將大腸桿菌、黑曲霉菌均勻涂布于涂有上述涂料的載玻片上，經(jīng)0h、5h、15h、30h、60h、120h后用棉棒輕沾菌液后置于生理鹽水中，振蕩，取0.5ml于培養(yǎng)皿中，加入培養(yǎng)基，于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)，取出數(shù)菌落數(shù)，根據(jù)公式計(jì)算殺菌率。
殺菌率＝(初始菌落數(shù)-殺菌后菌落數(shù))/初始菌落數(shù)×100％
4.試驗(yàn)結(jié)果：殺菌測試結(jié)果見表2。
表2殺菌測試結(jié)果
由表2知，本發(fā)明制備的水性涂料的防腐抗菌效果較好。而對比例1制備的水性涂料的殺菌效果比實(shí)施例1-3制備的水性涂料的效果差，說明防腐抗菌劑與其他組分相互作用，協(xié)同起抗菌防霉的效果，且沒食子酸、綠原酸、甘草酸二鉀和明礬的重量比為2:1:1:1時(shí)殺菌效果最佳。