CN103694872B - 一种水性可剥离涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性可剥离涂料组合物，该涂料组合物含有脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为10‑40重量份，所述成膜助剂的含量为10‑25重量份，所述水的含量为5‑10重量份。制备的膜层具有良好的耐水、耐酸碱及耐候性能，剥离性能良好，可大面积整体剥离，可以用于产品及零部件的临时防护，且涂膜的柔韧性能好，进一步加工（如CNC、抛光、水洗等）时漆膜性能良好无影响，同时本发明的涂料组合物制备的涂料可以应用在塑胶、金属、玻璃等基材上，涂料可通过浸涂、刷涂和喷涂等简单工艺附着在基材上，工艺简单易于实现，且环境友好。

Description

一种水性可剥离涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种水性可剥离涂料组合物。

背景技术

可剥离防护涂料作为一种临时保护性涂料可以避免设备、部件等在运输、贮存及组装过程中被擦伤、碰伤、磨损、污染或受到微生物、油污、盐雾、潮气等的侵蚀作用而产生电化学腐蚀和化学腐蚀,使装备表面破损,性能下降,甚至失效报废等，从而延长装备使用寿命或提高产品良率。可剥离涂料由于其优良的性能有优良性能而广泛应用在电子、汽车、机械、建筑、医疗等领域。但随着技术的发展，对可剥离保护涂料的性能也越来越高，特别是在电子领域，为避免对零部件的进一步加工（比如CNC、抛光、水洗等）而导致产品划伤，需要一种柔韧性及粘附性能适当的可剥离保护涂料。

现有公开的有如专利CN02822399，一种用作可剥离涂料的含水涂层剂，包含48-88重量%的至少一种含水乳液聚合物，2-20重量%的一种或多种用作研磨介质的聚合物分散体，10-50重量%至少一种颜料，以及选择性含有的中和剂、助剂、添加剂等，其中，公开了一种或多种用作研磨介质的聚合物分散体为含水的二次分散体，优选不含溶剂，实例可以是丙烯酸树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂，具体公开的有无溶剂聚氨酯-聚丙烯酸酯混合分散体、无溶剂的聚氨酯分散体（特别优选相对较硬和相对较软的聚氨酯的组合），但该方法制得的涂膜的柔韧性及剥离性能并不适宜进一步加工。也有如专利CN201010592499一种可剥涂层保护膜的水性涂料组合物，包括合成树脂乳液（60-90份）、附着力调节剂（1-3份）、颜填料（5-10份）、消泡剂（0.5-1.5份）、分散剂（0.3-1.2份）、增稠剂（1.0-3.0份）、防腐剂（0.02-0.1份）、乙醇（7-15份）、去离子水（7-15份），合成树脂乳液采用硬乳液和软乳液的复配，但该组合物制备的膜层耐水性及耐溶剂性能不理想，且上述涂料组合物制备的涂层的柔韧性及粘附性并未达到理想要求，不适合进一步加工，如在CNC过程中存在起毛丝，抛光时卷边、不耐水洗等问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术的水性可剥离涂料组合物制备的膜层的柔韧性及粘附性不理想的技术问题，提供一种能制备柔韧性及粘附性好，耐酸、耐碱、耐水、耐热及耐老化性能优异同时易剥离的膜层的水性可剥离涂料组合物。

本发明的目的是为了提供一种水性可剥离涂料组合物，该涂料组合物含有脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为10-40重量份，所述成膜助剂的含量为10-25重量份，所述水的含量为5-10重量份。

本发明的水性可剥离涂料组合物各物质间相互作用，含有本发明特定比例特定物质种类的涂料组合物制备的膜层具有良好的耐水、耐酸碱及耐候性能，剥离性能良好，可大面积整体剥离，可以用于产品及零部件的临时防护，且涂膜的柔韧性能好，进一步加工（如CNC、抛光、水洗等）时漆膜性能良好无影响，同时本发明的涂料组合物制备的涂料可以应用在塑胶、金属、玻璃等基材上，涂料可通过浸涂、刷涂和喷涂等简单工艺附着在基材上，工艺简单易于实现，且环境友好。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种水性可剥离涂料组合物，该涂料组合物含有脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为10-40重量份，所述成膜助剂的含量为10-25重量份，所述水的含量为5-10重量份，制备的膜层柔韧性及粘附性好，耐酸、耐碱、耐水、耐热及耐老化性能优异同时易剥离。

优选，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为15-30重量份，所述成膜助剂的含量为10-25重量份，所述水的含量为5-10重量份。

其中，脂肪族聚氨酯分散体指脂肪族聚氨酯乳液，是由脂肪族聚氨酯颗粒与水组成的均匀的颗粒悬浮液，一般固含量为34wt%-45wt%。优选，脂肪族聚氨酯分散体为含有刚性结构的脂肪族阴离子脂肪酸改性聚氨酯分散体，其与涂料组合物中的其他物质相互作用，提高了膜层的硬度。其中，刚性结构一般指不能弯曲旋转的基团，例如环状结构、炔基等，本发明优选刚性结构选自含有环状结构的基团和/或炔基，即脂肪族聚氨酯含有环状结构和/或炔基，环状结构可以是三元环、四元环、五元环或六元环等，进一步优选，脂肪族聚氨酯结构中含有环状结构的基团。

优选，肪族聚氨酯分散体中脂肪族聚氨酯的数均分子量大于50000，脂肪族聚氨酯的玻璃化温度低于50℃，进一步优选为20-45℃。优选，脂肪族聚氨酯分散体中脂肪族聚氨酯的颗粒平均粒径为50-200nm。脂肪族聚氨酯分散体本发明也可以通过商购得到，例如拜耳的UH2593/1，烟台万华Lacper 4110， Lacper 4210等。

其中，脂肪族聚酯分散体指脂肪族聚酯乳液，是由脂肪族聚酯颗粒与水组成的均匀的颗粒悬浮液，一般固含量为35wt%-45wt%。优选，脂肪族聚酯分散体为含有长链结构的脂肪族阴离子聚酯分散体，其与涂料组合物中的其他物质相互作用，提高了膜层的柔韧性。其中，长链结构优选-(C-C)_n-，即脂肪族聚酯含有-(C-C)_n-长链线性高分子结构，其中，n为大于10的整数。优选，脂肪族聚酯分散体中的脂肪族聚酯的数均分子量大于30000，脂肪族聚酯的玻璃化温度低于50℃，进一步优选为10-30℃，优选，脂肪族聚酯为气干成膜型脂肪族聚酯。脂肪族聚酯分散体本发明可以通过商购得到，例如拜耳的UH240，烟台万华Tekspro7350等。

成膜助剂本发明没有限制，可以为本领域技术人员公知的各种成膜助剂，本发明优选成膜助剂选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚或二丙二醇甲醚中的一种或几种。

为了提高涂料的黏度，调节涂料的流动性能，提高涂料的可涂覆性能，优选涂料组合物还含有增稠剂，增稠剂本发明没有限制，可以为本领域技术人员公知的各种增稠剂，优选增稠剂选自聚氨酯增稠剂、羧基纤维素、聚乙烯醇类或丙烯酸类中的一种或几种，增稠剂本发明可以通过商购得到，例如TEGO 公司生产的ViscoPlus 3030、TEGO公司生产的ViscoPlus 3060等。相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述增稠剂的含量为0.1-1重量份，进一步优选为0.2-0.8重量份。

为了提高涂料组合物的涂装效果和产品质量，优选，涂料组合物还含有消泡剂，优选，消泡剂选自聚醚硅氧烷共聚乳液和/或聚甲基硅氧烷共聚乳液，消泡剂本发明可以通过商购得到，例如TEGO公司生产的Foamex 800、TEGO公司生产的 Foamex 825、 TEGO 公司生产的Foamex 855等。相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述消泡剂的含量为0.2-1重量份，进一步优选为0.2-0.8重量份。

涂料组合物中还可根据实际情况添加各种助剂，例如颜料、流平剂等，优选含有颜料，颜料选自炭黑、钛白粉、珠光粉、珍珠粉、铝浆、银浆、偶氮颜料或酞菁颜料中的一种或几种。颜料本发明可以通过商购得到，例如科莱恩公司生产的1533、1541、7005s和1441；德固萨的炭黑；韩国CQV公司生产的各类珠光粉和变色龙粉，德国默克公司生产的各类珠光粉和变色龙粉等。相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述颜料的含量为0.1-5重量份，进一步优选为0.5-1.5重量份。

上述涂料组合物混合得涂料，本发明的涂料的制备方法可以将脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水同时进行混合也可以分步进行混合。在优选情况下，可以将脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体混合，使用球磨机、高速分散机或三辊研磨机进行分散，在600r/min的搅拌速度下，逐滴加入成膜助剂，再加入水，选择性加入消泡剂、增稠剂等，混合均匀。上述混合通常在常温下进行，必要时，可以稍微加热以加速混合。

本发明提供的涂料组合物制备的膜层具有良好的耐水、耐酸碱及耐候性能，剥离性能良好，可大面积整体剥离，可以用于产品及零部件的临时防护，且涂膜的柔韧性能好，进一步加工（如CNC、抛光、水洗等）时漆膜性能良好无影响，同时本发明的涂料组合物制备的涂料可以应用在塑胶、金属、玻璃等基材上，涂料可通过浸涂、刷涂和喷涂等简单工艺附着在基材上，工艺简单易于实现，且环境友好。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详述。

实施例1

（1）涂料组合物

UH2593/1 20g

UH240 3.5g

乙二醇丁醚 3g

去离子水 1.5g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

（2）混合

将20g UH2593/1和3.5g UH240混合，在600r/min的搅拌速度下，逐滴加入3g的乙二醇丁醚;待乙二醇丁醚滴加完毕，再加入1.5g去离子水、0.2g TEGO Foamex 825、0.2gTEGO ViscoPlus 3060，混合均匀得涂料样品S1。

实施例2

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

Lacper 4110 20g

Tekspro 7350 3.5g

乙二醇丁醚 3g

去离子水 1.5g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S2。

实施例3

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

Lacper 4210 20g

Tekspro 7350 3.5g

乙二醇丁醚 3g

去离子水 1.5g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S3。

实施例4

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

UH2593/1 20g

Tekspro 7350 3.5g

乙二醇丁醚 3g

去离子水 1.5g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S4。

实施例5

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

UH2593/1 20g

UH240 4g

乙二醇丁醚 3.2g

去离子水 1.8g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S5。

实施例6

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

UH2593/1 20g

UH240 5g

乙二醇丁醚 3.5g

去离子水 2g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S6。

实施例7

采用与实施例1相同的方法混合涂料组合物，不同的是涂料组合物，具体如下：

UH2593/1 20g

UH240 2.5g

乙二醇丁醚 2.5g

去离子水 1.2g

TEGO Foamex 825 0.2g

TEGO ViscoPlus 3060 0.2g

制得涂料样品S7。

对比例1

按专利CN02822399的实施例中的C）本发明的涂料的制备（实施例1制备的含水乳液聚合物，实施例7制备的聚氨酯分散体UA和实施例8制备的聚氨酯分散体UB混合的聚合物分散体）步骤制备涂料样品DS1。

对比例2

按照专利CN201010592499的实施例4制备涂料样品DS2。

实施例3

按照专利CN201010291366的实施例3制备涂料样品DS3。

性能测试：

将上述制备的涂料样品S1-S7及DS1-DS3分别采用喷涂的方式涂覆在6cm×9cm×1.5cm的PC板上，50℃条件下烘烤30min干燥，膜层为30-45nm，得测试样品S11-S77及DS11-DS33。

（1）剥离性能：将上述制备的测试样品S11-S77及DS11-DS33分别于环境温度为0℃、20℃、40℃的条件下，采用胶带粘起测试膜层是否易剥离。

其中，◎易剥离；○剥离性能良好；▽剥离困难，不能完整剥离；×不能剥离。

（2）CNC（数控机床加工）试验：对测试样品S11-S77及DS11-DS33的表面膜层进行CNC切割，观察边沿有无翘起、毛丝、膜层有无断裂现象。

◎边缘无翘起、无毛丝、保护膜无断裂现象；×边缘有翘起或毛丝、或保护膜有断裂现象。

（3）耐酸性能：将40wt%的硫酸滴2ml在样品S11-S77及DS11-DS33的表面膜层上，于25℃条件下保持24小时，观察膜层表面有起泡腐蚀现象。

◎表面无起泡腐蚀现象；×有起泡腐蚀现象。

（4）耐碱性能：将0.1标准浓度的氢氧化钠滴在样品S11-S77及DS11-DS33的表面膜层上，在25℃条件下保持24小时，观察膜层表面有起泡腐蚀现象。

◎表面无起泡腐蚀现象；×有起泡腐蚀现象。

（5）耐水性能：水淋样品S11-S77及DS11-DS33的表面膜层3天，水流量4.5L/min,观察膜层是否起泡、开裂，是否可以完整剥离。

◎不起泡、不断裂、可以完整剥离，×起泡或开裂或不能剥离。

（6）耐热性能：将样品S11-S77及DS11-DS33放在80℃烘箱内，烘烤7天，观察膜层是否变色、开裂，膜层是否可以完整剥离。

◎不变色、不断裂、可以完整剥离，×变色或开裂或不能剥离。

（7）1000h加速老化性能：将样品S11-S77及DS11-DS33在按照GB/T 1865—1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》进行人工气候加速老化试验1000h。观察膜层是否开裂，是否变色、是否完整剥离，膜层有无不良影响。

×漆膜开裂或变色或不能完整剥离。◎不变色、不开裂、完整易于剥离，无不良影响。

测试结果如表1

表1

可剥离性能

CNC加工试验

耐酸性试验

耐碱性试验

耐水性实验

耐热性试验

耐老化试验

S11

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S22

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S33

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S44

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S55

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S66

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

S77

○

◎

◎

◎

◎

◎

◎

DS11

◎

×

◎

◎

◎

◎

◎

DS22

◎

×

×

◎

◎

◎

◎

DS33

◎

×

◎

◎

×

◎

◎

本发明的涂料组合物的成分组成的涂料组合物制备的膜层具有良好的耐水、耐酸碱及耐候性能，剥离性能良好，可大面积整体剥离，可以用于产品及零部件的临时防护，且涂膜的柔韧性能好，进一步加工（如CNC、抛光、水洗等）时漆膜性能良好无影响，同时本发明的涂料组合物制备的涂料可以应用在塑胶、金属、玻璃等基材上，涂料可通过浸涂、刷涂和喷涂等简单工艺附着在基材上，工艺简单易于实现，且环境友好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种水性可剥离涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物含有脂肪族聚氨酯分散体、脂肪族聚酯分散体、成膜助剂及水，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为10-40重量份，所述成膜助剂的含量为10-25重量份，所述水的含量为5 -10重量份；所述脂肪族聚氨酯分散体为含有刚性结构的脂肪族阴离子脂肪酸改性聚氨酯分散体；所述脂肪族聚酯分散体为含有长链结构的脂肪族阴离子聚酯分散体。

2.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述脂肪族聚酯分散体的含量为15-30重量份，所述成膜助剂的含量为10-25重量份，所述水的含量为5-10重量份。

3.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述刚性结构选自含有环状结构的基团和/或炔基。

4.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯分散体中脂肪族聚氨酯的数均分子量大于50000，脂肪族聚氨酯的玻璃化温度低于50℃。

5.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯分散体中脂肪族聚氨酯的颗粒平均粒径为30-100nm。

6.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述脂肪族聚酯分散体中的脂肪族聚酯含有-(C-C)_n-长链线性高分子结构，其中，n为大于10的整数。

7.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述脂肪族聚酯分散体中的脂肪族聚酯的数均分子量大于30000，脂肪族聚酯的玻璃化温度低于50℃，脂肪族聚酯为气干成膜型脂肪族聚酯。

8.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述成膜助剂选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚或二丙二醇甲醚中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物还含有增稠剂，所述增稠剂选自聚氨酯增稠剂、羧基纤维素、聚乙烯醇类或丙烯酸类中的一种或几种，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述增稠剂的含量为0.1-1重量份。

10.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物还含有消泡剂，所述消泡剂选自聚醚硅氧烷共聚乳液和/或聚甲基硅氧烷共聚乳液，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述消泡剂的含量为0.2-1重量份。

11.根据权利要求1所述的可剥离涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物还含有助剂，所述助剂包括颜料，所述颜料选自炭黑、钛白粉、珠光粉、珍珠粉、铝浆、银浆、偶氮颜料或酞菁颜料中的一种或几种，相对于100重量份的脂肪族聚氨酯分散体，所述颜料的含量为0.1-5重量份。