阅读说明：本技术 一种可降低哮喘和过敏产生的水性涂料组合物 (Water-based paint composition capable of reducing asthma and allergy ) 是由 李�浩 孙伟 于 2019-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种可降低哮喘和过敏产生的水性涂料组合物。具体地,本发明提供了一种涂料组合物,该组合物包括：30～45重量份的成膜物质；25～40重量份的颜填料；0.5～2.0重量份的防冻剂；和2～7重量份的涂料助剂；其中,所述涂料助剂包括：0.3～1.5重量份的润湿分散剂；和0.5～3重量份的增稠剂；所述成膜物质为共聚乳液。本发明的涂料组合物具有较低气味,游离甲醛和VOC未检出,且在干燥过程中不会释放刺激性有害物质,不会引起或诱发过敏和哮喘,是一款环境友好型产品。(The present invention provides a water-based coating composition that reduces the development of asthma and allergies. Specifically, the present invention provides a coating composition comprising: 30-45 parts by weight of a film-forming substance; 25-40 parts by weight of pigment and filler; 0.5-2.0 parts by weight of an anti-freezing agent; and 2-7 parts by weight of a coating additive; wherein the coating auxiliary agent comprises: 0.3-1.5 parts by weight of a wetting dispersant; and 0.5-3 parts by weight of a thickener; the film-forming material is a copolymer emulsion. The coating composition has low odor, free formaldehyde and VOC are not detected, irritant harmful substances are not released in the drying process, allergy and asthma are not caused or induced, and the coating composition is an environment-friendly product.)

一种可降低哮喘和过敏产生的水性涂料组合物

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种可降低哮喘和过敏产生的乳胶漆组合物。

背景技术

据统计，近年来各类过敏与哮喘发病率呈全球性上升，全世界哮喘患者达3亿人，患病率每十年上升50％，每年有10多万人死于哮喘。我国大约有3000万哮喘患者，平均患病率为2.1％，哮喘病已成为我国第二大呼吸道疾病。但是由于各种原因，目前国内还没有专门针对哮喘与过敏方面，对建材做出要求，但欧美一些发达国家或环保要求高的国家已经对此做出相应处理，并制定了相关的标准或产品认证。然而普通涂料组合物中需要添加各种含挥发性物质的助剂，例如成膜助剂，帮助涂料获得良好的性能，例如，施工性能和成膜的质量。若不添加成膜助剂或添加过少，会使得产品不能很好地成膜，会造成漆膜开裂，严重的甚至会从墙面脱落。

综上所述，本领域迫切需要开发一种低气味环境友好且适于哮喘人群与过敏人群使用的水性乳胶漆。

发明内容

本发明的目的就是提供一种乳胶漆组合物，该乳胶漆组合物具有较低气味、游离甲醛且VOC未检出，以及漆膜在干燥过程中不会释放刺激性有害物质，不会引起或诱发过敏和哮喘，该乳胶漆组合物是一种高品质的环境友好型产品。

在本发明的第一方面，提供了一种涂料组合物，所述组合物包括：

30～45重量份的成膜物质；

25～40重量份的颜填料；

0.5～2.0重量份的防冻剂；和

2～7重量份的涂料助剂；

其中，所述涂料助剂包括：0.3～1.5重量份的润湿分散剂；和0.5～3重量份的增稠剂；所述成膜物质为共聚物乳液。

在另一优选例中，所述组合物不包括成膜助剂。

在另一优选例中，所述组合物包括0重量份的成膜助剂。

在另一优选例中，所述防冻剂为磷酸酯类抗冻剂。

在另一优选例中，所述组合物包括1.0～2.0重量份的防冻剂。

在另一优选例中，所述润湿分散剂为聚羧酸钠盐类润湿分散剂。

在另一优选例中，所述组合物包括0.8～1.0重量份的润湿分散剂。

在另一优选例中，所述组合物还包括0～50重量份的水；优选地，包括10～50重量份的水；更优选地，包括15～40重量份的水。

在另一优选例中，所述组合物的PVC(颜料体积浓度)为35～60％。

在另一优选例中，所述共聚物乳液具有下述的一个或多个特征：

所述共聚物乳液的粒径分布为100～150nm；

所述共聚物乳液的最低成膜温度MFFT为0～7℃；

所述共聚物乳液的固体含量为45wt％～50wt％；

所述共聚物乳液为丙烯酸共聚物乳液。

在另一优选例中，所述共聚物乳液为自交联型共聚物乳液。

在另一优选例中，所述共聚物乳液为净味丙烯酸共聚物乳液。

在另一优选例中，在所述共聚物乳液中，残余单体≤100ppm。

在另一优选例中，在所述共聚物乳液中，TVOCs(总挥发性有机化合物)≤100ppm。

在另一优选例中，所述成膜物质为9373-M1。

在另一优选例中，所述增稠剂选自：纤维素类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、碱溶胀型增稠剂、无机膨润土增稠剂，或其组合。

在另一优选例中，所述的增稠剂选自：聚氨酯类增稠剂(即氨酯类流变调节剂)、无机增稠剂膨润土，纤维素类增稠剂，或其组合。

在另一优选例中，所述涂料助剂包括：1.2～2重量份的增稠剂。

在另一优选例中，所述的增稠剂为氨酯类增稠剂和无机增稠剂(如膨润土)的组合；或者为氨酯类增稠剂和纤维素类增稠剂的组合。

在另一优选例中，在所述增稠剂中，氨酯类增稠剂与无机增稠剂的质量比为(1～7):1；优选地，为(3～5):1。

在另一优选例中，在所述增稠剂中，氨酯类增稠剂与纤维素类增稠剂的质量比为(1～7):1；优选地，为(3～5):1。

在另一优选例中，所述聚氨酯类增稠剂为固含量为15～25％(如20％)的聚氨酯类增稠剂。

在另一优选例中，所述聚氨酯类增稠剂为无色半透明状，呈现类似牛顿流体态的聚氨酯类流变调节剂。

在另一优选例中，所述涂料助剂还包括：消泡剂、pH调节剂、防霉剂，和/或防腐剂。

在另一优选例中，涂料助剂包括：0.5～1.3重量份的消泡剂；优选地，0.5～1.0重量份的消泡剂；更优选地，0.8～1.0重量份的消泡剂。

在另一优选例中，所述消泡剂选自：有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂，或其组合。优选地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

在另一优选例中，涂料助剂包括：0.1-0.50重量份的pH调节剂；优选地，包括0.1～0.3重量份的pH调节剂。

在另一优选例中，所述pH调节剂为有机硅类pH调节剂；优选地，为WACKER公司的BS16。

在另一优选例中，所述涂料助剂包括：消泡剂、pH调节剂、防霉剂和防腐剂；且在所述涂料助剂中，消泡剂、pH调节剂、防霉剂，和防腐剂的质量比为(0.9±0.1):(0.3±0.1):(0.3±0.1):(0.6±0.1)。

在另一优选例中，涂料助剂包括：0～1.0重量份的防霉剂；优选地，0.1～1.0重量份的防霉剂；更优选地，0.2～0.4重量份的防霉剂。

在另一优选例中，涂料助剂包括：0～1.0重量份的的防腐剂；优选地，0.1～1.0重量份的防腐剂；更优选地，0.5～0.7重量份的防腐剂。

在另一优选例中，所述组合物包括30～35重量份的颜填料。

在另一优选例中，所述颜填料为颜料、填料，或其组合。

在另一优选例中，所述填颜料包括12～25重量份的颜料和5～23重量份的填料；优选地，包括17～20重量份的颜料和10～18重量份的填料。

在另一优选例中，所述颜料为钛白粉；优选地，为金红石型钛白粉。

在另一优选例中，所述填料选自：硅灰石、硅宝、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、霞石粉、重晶石粉、重钙、硅酸铝、硅藻土，或其组合。

在另一优选例中，在所述填料中，所述填料包括：2～5重量份的硅灰石和/或硅宝。

在本发明的第二方面，提供了一种制备如第一方面所述组合物的方法，包括步骤：(1)按比例提供如权利要求1所述组合物中的各组分；和(2)混合，得到所述涂料组合物。

在另一优选例中，步骤(2)包括步骤：

(2.1)加入水并搅拌(优选地，搅拌速度为300～500转/分钟)；

(2.2)向水中加入(较佳地，依次加入)消泡剂、增稠剂(优选地，加入纤维素醚类增稠剂或者无机增稠剂)、润湿分散剂并搅拌(较佳地，搅拌速度为300～500转/分钟；和/或，搅拌时间3±1分钟)；

(2.3)向水中加入填颜料(较佳地，依次加入填料和颜料)并搅拌(较佳地，搅拌速度为1200～1800转/分钟；和/或，搅拌时间为15±3分钟)；

(2.4)搅拌下(较佳地，搅拌速度为600～800转/分钟)加入水并继续(较佳地，继续搅拌时间为15±3分钟)；

(2.5)加入成膜物质并搅拌(较佳地，继续搅拌时间为搅拌5±2分钟)；

(2.6)加入增稠剂(较佳地，聚氨酯增稠剂)并搅拌(较佳地，继续搅拌时间为3±1分钟)；

(2.7)加入防冻剂并搅拌(较佳地，继续搅拌时间为3±1分钟)；

(2.8)加入(较佳地依次加入)防霉剂和防腐剂并搅拌(较佳地，继续搅拌时间为3±1分钟)；

(2.9)加入消泡剂并搅拌(较佳地，继续搅拌时间为2±1分钟)；

(2.10)加入pH调节剂；

(2.11)加入分散介质调节到所需粘度(100±2KU)，得到所述涂料组合物。

在本发明的第三方面，提供了一种涂层，所述涂层由如第一方面所述的组合物涂覆在基材上形成。

在本发明的第四方面，提供了一种制品，所述制品包括：基材；和如权第三方面所述的涂层。

在另一优选例中，所述制品还包括涂覆在所述涂层上的保护层。

在本发明的第五方面，提供了一种施涂方法，包括如下步骤：a)任选的将如第一方面所述的乳胶漆组合物稀释到涂装粘度；b)用所述稀释后涂料对墙面进行涂覆。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入地研究。在大量的成膜物质中进行筛选选取了特殊的共聚物乳液，并配以特定的比例的配方使得本发明的组合物无须添加含挥发性有机化合物的涂料助剂(如成膜助剂)，就能够获得优秀的施工性能及成膜质量，而不会发生无法成膜、漆膜开裂、从墙面脱落等情况。本发明的组合物具有优秀的耐水、耐碱、耐擦洗性能等常规涂料性能，且不会引起或诱发哮喘、过敏的涂料(乳胶漆)。基于此完成了本发明。

术语

如本文所用，“乳胶漆”、“涂料”可互换使用，是指合成树脂乳液涂料。

如本文所用，“乳胶漆组合物”、“涂料组合物”可互换使用，指本发明第一方面所述的组合物。

水性乳胶漆组合物

本发明提供了一种水性涂料(乳胶漆)组合物包括以下重量份数的组：30～45重量份的成膜物质；25～40(优选30～35)重量份的填颜料(优选地，所述填颜料由12～25重量份的颜料和5～23重量份的填料组成)；0.5～2.0重量份的防冻剂；2～7重量份的涂料助剂；以及可接受量的水；其中，所述涂料助剂0.3～0.8重量份的润湿分散剂；0.5～3(优选地，1.2～2)重量份的增稠剂，所述成膜物质为共聚乳液。

在另一优选例中，所述增稠剂为纤维素类增稠剂、聚氨酯类增稠剂、碱溶胀型增稠剂、无机膨润土增稠剂中的至少一种或其组合。

在另一优选例中，所述增稠剂为聚氨酯类流变调节剂(优选地，固含量为20％，无色半透明状，呈现类似牛顿流体态)和纤维素类增稠剂的组合。

在另一优选例中，所述的增稠剂为聚氨酯类流变调节剂(优选地，固含量为20％，无色半透明状，呈现类似牛顿流体态)和无机增稠剂膨润土的组合。

另一优选例中，所述涂料助剂包含：0.5～1.0重量份的消泡剂，0.1～0.30重量份的pH调节剂，0.4～0.6重量份的防霉剂，和/或0.3～0.5重量份的防腐剂。

在另一优选例中，所述涂料助剂中，所述消泡剂、所述增稠剂、所述pH调节剂、所述防霉剂和所述防腐剂的质量比为消泡剂：pH调节剂：防霉剂：防腐剂＝(0.9±0.1):(0.3±0.1):(0.3±0.1):(0.6±0.1)。

在另一优选例中，所述消泡剂为有机硅类消泡剂、矿物油类消泡剂中的至少一种或组合。

在另一优选例中，所述pH调节剂为有机硅类环保型pH调节剂；优选地，为WACKER公司的BS 16作为pH调节剂。

在另一优选例中，本发明所述成膜物质为丙烯酸共聚物乳；优选地，所述丙烯酸共聚物乳液粒径分布为150～240nm，所述丙烯酸共聚物乳液最低成膜温度MFFT为0～7℃；和/或重量固体含量为45％～50％。优选地，本发明的成膜物质为净味丙烯酸共聚物乳液，本身气味较低，具有较低的成膜温度，在气温低的环境下，没有成膜助剂也能较好的成膜。优选地，本发明使用的共聚乳液具有自交联能力使得无须使用常规涂料中必须的成膜助剂，就能具有良好的成膜性能。

在另一优选例中，所述润湿分散剂包括(但不限于)：聚羧酸盐类润湿分散剂；代表性的，所述聚羧酸盐类润湿分散剂为聚羧酸钠盐润湿分散剂，聚羧酸钠盐润湿分散剂不仅具有良好的润湿分散能力，能增加颜料载入量，提高打浆时的分散性，且也有利于抗冻融。优选地，所述的润湿分散剂为聚羧酸阴离子表面活性剂。

在另一优选例中，所述颜填料包括颜料和/或填料；其中，所述颜料为金红石型钛白粉；其具有较好的白度和较好的遮盖力；所述填料为硅灰石、硅宝、云母粉、滑石粉、煅烧高岭土、霞石粉、重晶石粉、重钙、硅酸铝、硅藻土中的至少一种或几种。

在另一优选例中，所述填料中选取硬度高、极性低、惰性的粉料作为主要粉料之选，如硅灰石、硅宝等，再根据配方需要选择其他的粉料搭配组合，具体原料采用市售产品；钛白粉提供涂料颜色，填料增加漆膜硬度、致密性，防开裂、耐擦洗等。

在另一优选例中，所述防冻剂为磷酸酯类抗冻剂或称磷酸酯类表面活性剂，其作用为防冻，促进流平。

在本发明中，所述防霉剂和防腐剂没有具体限制，只要不对本发明的发明目的产生限制即可；在一个具体实施方式中，防霉剂的用量为0～1.0重量份，优选0.1～1.0重量份，更优选0.3±0.1份；在一个具体实施方式中，防腐剂的用量为0～1.0重量份，优选0.1～1.0重量份，更优选0.6±0.1份。

具体地，所述防腐剂可以是但不限于辛基异噻唑啉酮(OIT)、苯并异噻唑酮(BIT)、甲基异噻唑啉酮(MIT)以及它们的衍生物等；所述防霉剂可以是但不限于碘代丙炔基氨基甲酸丁酯(IPBC)、吡啶硫酮锌(ZPT)以及它们的衍生物等。

本发明中“可接受量的水”是指所述水主要是用来作为分散介质的，其用量没有具体限制，足够配方体系分散均匀，且符合所需粘度即可。

制备方法

本发明还提供了一种所述水性乳胶漆组合物的制备方法，包括步骤：

(1)将水放入分散罐内，转速控制在300～500转/分钟；

(2)然后加入消泡剂、增稠剂(优选地纤维素醚或无机膨润土增稠剂)、润湿分散剂，依次加入分散罐内搅拌3±1分钟；

(3)依次将填料和颜料依次加入分散罐内，提高转速至1200～1800转/分钟，高速分散15±3分钟；

(4)高速分散后降转速至600～800转/分钟，加入些许水搅拌3±1分钟；

(5)缓慢加入成膜物质，搅拌5±2分钟；

(6)接着加入增稠剂(优选地，聚氨酯类增稠剂)，搅拌3±1分钟

(7)接着加入防冻剂，搅拌3±1分钟；

(8)再依次加入防霉剂和防腐剂，搅拌3±1分钟；

(9)然后消泡剂搅拌2±1分钟；

(10)然后加入pH调节剂，将PH值调节为8-10；

(11)最后加入水调节到所需粘度，得到所述涂料组合物。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明针对本领域待解决的技术问题，即涂料组合物气味较低，无游离甲醛，有机挥发物VOC未检出，还需保持甚至提高产品的性能；在干燥过程中不会释放刺激性有害物质，引起或诱发消费者过敏和哮喘，具有防哮喘和防过敏性能。特别地，本发明使用的特殊的共聚乳液使得无须使用常规涂料中必要的成膜助剂，就能具有良好的成膜性能。

(b)选用技术领先的高环保助剂，这些助剂不含APEO、VOC以及国标受限的重金属和化合物，同时复配到产品中起到协同增效的作用。具体地，本发明还对抗冻剂和润湿分散剂进行了筛选，特别是本发明的抗冻剂其还能提高粉料分散效率。

(c)本发明的组合物通过选用优质合适的颜料和填料的组合，使产品获得优异的各项性能，尤其是内墙产品国标对遮盖力的要求(优等品≥0.95)，以及对耐擦洗的要求(优等品≥6000次)。

(d)本发明的水性涂料组合物，在通过GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》标准的基础上，能通过由美国哮喘和过敏基金会AAFA管理，与国际性研究机构致敏标准研究中心ASL合作推出的《防哮喘抗过敏安全认证》的认证，在环保程度上更加符合家里老人孕妇儿童及体质弱者所需要的家装装饰，使该产品能更好的为室内装潢装饰市场服务。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。所述的聚合物分子量为数均分子量。

实施例1

本发明水性涂料组合物的一种实施例，本实施例所述水性涂料组合物包括以下重量份数的组分：

通过以下步骤制备实施例1的涂料：

(1)将水放入分散罐内，转速控制在300～500转/分钟；

(2)然后加入消泡剂、纤维素醚、润湿分散剂，依次加入分散罐内搅拌3±1分钟；

(3)依次将填料和颜料依次加入分散罐内，提高转速至1200～1800转/分钟，高速分散15±3分钟；

(4)高速分散后降转速至600～800转/分钟，加入些许水搅拌3±1分钟；

(5)缓慢加入成膜物质，搅拌5±2分钟；

(6)接着加入聚氨酯增稠剂，搅拌3±1分钟

(7)接着加入防冻剂，搅拌3±1分钟；

(8)再依次加入防霉剂和防腐剂，搅拌3±1分钟；

(9)然后消泡剂搅拌2±1分钟；

(10)然后加入pH调节剂，将PH值调节为8-10；

(11)最后加入水调节到所需粘度，得到实施例1的涂料。

实施例2

本发明水性涂料组合物的一种实施例，本实施例所述水性涂料组合物包括以下重量份数的组分：

通过以下步骤制备实施例2的涂料：

(1)将水放入分散罐内，转速控制在300～500转/分钟；

(2)然后加入消泡剂、无机膨润土、润湿分散剂，依次加入分散罐内搅拌3±1分钟；

(3)依次将填料和颜料依次加入分散罐内，提高转速至1200～1800转/分钟，高速分散15±3分钟；

(4)高速分散后降转速至600～800转/分钟，加入些许水搅拌3±1分钟；

(5)缓慢加入成膜物质，搅拌5±2分钟；

(6)接着加入聚氨酯增稠剂，搅拌3±1分钟

(7)接着加入防冻剂，搅拌3±1分钟；

(8)再依次加入防霉剂和防腐剂，搅拌3±1分钟；

(9)然后消泡剂搅拌2±1分钟；

(10)然后加入pH调节剂，将PH值调节为8-10；

(11)最后加入水调节到所需粘度，得到实施例2的涂料。

对比例1

配方基本同实施例1，除了将成膜物质换为等重量份的SF 500(一种常用聚合物乳液)。

测试例1

对本发明产品实施例1及2的耐水、耐碱、耐擦洗、游离甲醛和VOC等全性能进行测试，其中主要性能测试参照GB/T 9756-2009《合成树脂乳液内墙涂料》标准和GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》标准，测试结果见表1。以及由美国哮喘和过敏基金会AAFA管理，与国际性研究机构致敏标准研究中心ASL合作推出的《防哮喘抗过敏安全认证》的标准认证，测试结果见表3

表1性能测试1

表2性能测试2

表3性能测试3

由上述表1、表2和表3对本发明产品进行附着力、耐擦洗、游离甲醛和VOC等全性能测试结果显示：本发明的涂料组合物具有较低气味，游离甲醛和VOC未检出，漆膜在干燥过程中不会释放刺激性有害物质，不会引起或诱发过敏和哮喘，是一款高品质高环保的环境友好型产品。

测试例2成膜性能测试

对本发明的实施例1和对比例1的涂料进行了成膜性能测试，测试结果见表4。

表4成膜性能对比

	耐擦洗，次	常温开裂，25℃	低温开裂，5℃
				对比例1	1158	一般开裂	严重开裂，脱落
实施例1	≥20000	无明显裂纹	无明显裂纹

从表4可以看出，涂刷对比例1的组合物(无成膜助剂)时，该涂料难以成膜，耐擦洗性能大幅下降，漆膜发生开裂，低温时甚至从表面脱落。而本发明的组合表现出优异的成膜性能。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。