CN104263233A - 一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法，属于涂料技术领域。包括有按照重量份计的如下组分：水性聚氨酯树脂21%～55%、笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂28～43%、助溶剂0.1～8%、剥离促进剂2～13%、润湿剂0.01～0.5%、消泡剂0.01～0.5%、增稠剂0.1～3%、pH调节剂1～5%、去离子水5%～15%。该产品干膜强度高、柔韧性好，使用较薄的涂料即可以达到较高的剥离，剥离后无残留固体，具有安全、高效和成本低的优势。

Description

一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术
临时保护涂料大都是聚合物基的可以涂覆到各种底材，如金属、玻璃和塑料。虽然这种起到临时保护作用的涂料材料在涂覆在底材的表面时，用刷涂，喷涂、滚涂等方法涂于需进行表面保护的物体表面，经自然干燥或低温加热干燥后，会在被保护表面形成一层高分子材料薄膜，可以有效保护表面不受划伤，擦伤，碰伤和因阳光照射、风、霜、雨、雪等自然环境条件而产生变色、粉化、老化等缺陷。同时，尽管这种涂料本身是永久性的物质，这种涂料应在不需要时可以剥离基材表面，即可以将临时保护涂料去除而展现出底材。
水性可剥离涂料是一种水性、无毒、无害、无环保问题的可以用于汽车、机械产品的防护涂装，铝型材(门窗)和不锈钢镜面板材防擦伤、防划痕和防化学变色涂装保护，重要工具刃具、机械零件、电镀件、家电产品，特别是出口外销零件的涂装防护，用于厨房、浴室用品、家用电器的保洁膜，用于石材碑林的保护和保洁，用于印刷电路板，在其后续加工过程中的防护，也可用于电镀件非镀部位的避镀防护，电镀夹具、挂具表面防腐保护，以及用于装饰房间时，涂于铝型材窗框上，以免内、外墙涂料施工时玷污。
CN102816508A公开了一种用于仪器设备封存保护的水性常温固化可剥离涂料，由如下重量配比的原料组成：聚氨酯乳液80～90份、润湿分散剂8～12份、纳米级填料2～3份、消泡剂0.5～0.8份、流平剂0.5～0.8份、增稠剂0.5～0.8份。该产品为水性常温固化可剥离涂料，基本不含有机溶剂成分。
CN103694872A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，
CN102850923公开了一种水性可剥离防护涂料，所述水性可剥离防护涂料由下列组份按照重量份数组成：聚氨酯乳液60～100份、有机硅氧烷30～40份、改性聚丙烯酸酯15～30份、硅酮10～20份、羟乙基纤维素20～40份、松香10～15份、剥离促进剂2～8份，余量为水溶剂。本发明所述的水性可剥离防护涂料绿色环保、价格低廉，涂料成膜后耐老化、容易剥落。
现有技术所制备的涂料在成膜性、可剥离性、涂料干膜强度等方面都存在明显的问题，主要表现在涂层脆性大、不耐水、可剥离性差、干膜强度低，其应用受到了很大的限制。因此如何克服现有技术的不足是目前涂料技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是：现有的可剥离性的临时保护涂料存在的涂层脆性大、干膜强度低，提出一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物及其制备方法。
技术方案：
一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，包括有按照重量份计的如下组分：水性聚氨酯树脂21％～55％、笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂28～43％、助溶剂0.1～8％、剥离促进剂2～13％、润湿剂0.01～0.5％、消泡剂0.01～0.5％、增稠剂0.1～3％、pH调节剂1～5％、去离子水5％～15％。
所述的水性聚氨酯树脂为丙烯酸改性水性聚氨酯、环氧树脂改性水性聚氨酯、有机硅改性水性聚氨酯或聚酯型脂肪族水性聚氨酯中的一种或几种的任意混合物。
所述的水性聚氨酯树脂的玻璃化温度为-50～100℃。
所述的笼型倍半硅氧烷杂化水性聚氨酯树脂为以笼型倍半硅氧烷为原料制备得到的杂化型水性聚氨酯树脂；制备这种聚氨酯树脂的笼型倍半硅氧烷原料可以为以任何硅烷单体体型反应得到的诸如T8、T10、T12、T14结构；而且，作为特征型水性聚氨酯树脂，笼型倍半硅氧烷在该水性聚氨酯树脂中的含量为0.1～5wt％。
所述的助溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、正丙醇、叔丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚或丙酮中的一种或几种的任意混合物。
所述剥离促进剂为硅酮液剥离促进剂，如Dow Corning 57Additive，也可以为其他任何剥离促进剂。
所述的润湿剂为阴离子型基材润湿剂，如巴斯夫Hydropalat 875，也可以非离子型基材润湿剂，如BYK-151、迪高Wet 500或Wet KL 245。
所述的消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷-聚醚共聚物，如BYK-1770、BYK-019、BYK-028或BYK-025，也可以为聚硅氧烷-聚醚共聚物，如Foamex 3062、Foamex 825、Foamex805或Airex 902W。
所述的增稠剂为碱增稠型增稠剂，如罗门哈斯ASE60，也可以为聚氨酯改性聚醚类增稠剂，如圣诺普科SN-621N。
所述的pH调节剂为氨水、烷基胺、二甲氨基乙醇或水溶性胺基醇。
所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物中还包括有按重量百分比计的萜烯树脂5～8％。
所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按将去离子水和水性聚氨酯树脂依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为100～200rpm，持续搅拌5～15min；
第2步、再将助溶剂投入到反应釜中，搅拌速度为100～200rpm，继续搅拌1～5min；
第3步、再将pH值调节剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为300～500rpm，持续搅拌5～10min；
第4步、再将润湿剂、消泡剂、增稠剂、剥离促进剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为500～800rpm，持续搅拌10～20min；过滤后即得到最终产品。
有益效果
(1)涂料以水为主要溶剂，干燥过程中释放的VOC很低，属于环境友好型；(2)本发明产品环保可剥离水性涂料如有良好的流平性和成膜性；(3)涂料干膜柔韧性好，剥离后无残留固体，具有安全、高效和成本低的优势。(4)温度适用性好，可以在-10～40℃很好的与基材剥离。(5)笼型倍半硅氧烷杂化水性聚氨酯树脂可以增强涂料干膜强度，这一独特的优点体现在，可以使用较薄的涂料即可以达到较高的干膜强度，使得材料剥离基材时保持完整，剥离更彻底。
具体实施方式
以下实施例采用的原料如下所示：
水性聚氨酯树脂(丙烯酸改性水性聚氨酯NeoPac E-251，帝斯曼；或者聚氨酯分散体Sancure2710，路博润公司)
萜烯树脂(T-110，深圳吉田化工)
助溶剂(乙醇或者乙二醇甲醚)
剥离促进剂(Dow Corning 57Additive，道康宁)
润湿剂(BYK-151，毕克化学；或者Wet 500，迪高)
消泡剂(BYK-1770，毕克化学；或者Foamex 3062，迪高)
增稠剂(BYK-420，毕克化学；或者圣诺普科SN-621N，圣诺普科)
pH调节剂(氨水或二甲氨基乙醇)
去离子水
笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂可以通过如下方法制备得到：第1步、将丙酮480.0g、甲苯二异氰酸酯522.0g、八氨丙基笼型倍半硅氧烷T88.8g、聚乙二醇100062.0g、亲水性单体二羟甲基丙酸104.0g、催化剂二月桂酸二正丁基锡1.00g混合均匀后，于50～110℃进行预聚反应2h，得到聚氨酯预聚体。第2步、将聚氨酯预聚体于室温下加入氨水(26wt％)50.7g，然后加入水850.0g进行分散，再于30℃加入扩链剂乙二胺71.0g进行扩链反应3h后，降至室温，得到改性的水性聚氨酯。
各个实施例的配比如表1所示
表1 实施例1～5及对照例1～2原料配比(单位：g)
制备方法是：
(1)将去离子水、水性聚氨酯树脂、笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂依次投入到反应釜中(对照例中不加入笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂，实施例6中还加入萜烯树脂)，调整搅拌速度为100～200rpm，持续搅拌5～15min；
(2)将助溶剂投入到反应釜中，搅拌速度为100～200rpm，继续搅拌1～5min；
(3)将pH值调节剂投入到反应釜中，调节溶液的pH值为7.5～8.5，调整搅拌速率为300～500rpm，持续搅拌5～10min；
(4)将润湿剂、消泡剂、增稠剂、剥离促进剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为500～800rpm，持续搅拌10～20min；过滤后即得到最终产品。
以上实施例的涂料的检测指标如下：
从表中可以看出，本发明制备得到的临时保护涂料组合物具有良好的附着力，同时也保持了较好的断裂伸长率，剥离强度适中，通过加入萜烯树脂，可以进一步地地提高其附着性和冲击强度。

Claims (10)

1.一种基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于，包括有按照重量份计的如下组分：水性聚氨酯树脂21%～55%、笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂 28～43%、助溶剂 0.1～8%、剥离促进剂 2～13%、润湿剂 0.01～0.5%、消泡剂 0.01～0.5%、增稠剂 0.1～3%、pH调节剂 1～5%、去离子水5%～15%。
2.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的水性聚氨酯树脂为丙烯酸改性水性聚氨酯、环氧树脂改性水性聚氨酯、有机硅改性水性聚氨酯或聚酯型脂肪族水性聚氨酯中的一种或几种的任意混合物。
3.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的水性聚氨酯树脂的玻璃化温度为-50～100℃。
4.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂是以笼型倍半硅氧烷和聚氨酯为原料制备得到，所述的笼型倍半硅氧烷的构型选自T8、T10、T12或者T14结构；笼型倍半硅氧烷在笼型倍半硅氧烷改性的水性聚氨酯树脂中的含量为0.1～5wt%。
5.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的助溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、正丙醇、叔丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇***、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇***、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚或丙酮中的一种或几种的任意混合物。
6.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述剥离促进剂为硅酮液剥离促进剂。
7.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的润湿剂为阴离子型基材润湿剂或者非离子型基材润湿剂。
8.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：所述的消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷-聚醚共聚物或者聚硅氧烷-聚醚共聚物；所述的增稠剂为碱增稠型增稠剂或者聚氨酯改性聚醚类增稠剂。
9.根据权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物，其特征在于：还包括有按重量百分比计的萜烯树脂5～8%。
10.权利要求1所述的基于改性聚氨酯的临时保护涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步、按将去离子水和水性聚氨酯树脂依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为100～200rpm，持续搅拌5～15min；第2步、再将助溶剂投入到反应釜中，搅拌速度为100～200rpm，继续搅拌1～5min；第3步、再将pH值调节剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为300～500rpm，持续搅拌5～10min；第4步、再将润湿剂、消泡剂、增稠剂、剥离促进剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为500～800rpm，持续搅拌10～20min；过滤后即得到最终产品。
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