CN106118319A - 一种水性可剥涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性可剥涂料及其制备方法,所述涂料的原料按重量份包括:聚合单体35‑55份,乳化剂2‑5份,无机填料5‑10份,剥离剂5‑10份,增韧剂0.5‑3份,总量为100份,余量为水;聚合单体为甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯,丙烯酸丁酯和丙烯酸。制备方法包括:将聚合单体和乳化剂加入到水中混匀,预乳化,加入引发剂搅拌,得到混合乳液;将引发剂,乳化剂和水混合,搅拌加热至60℃后滴加混合乳液,保温;调节pH为7‑9,加入增韧剂,继续搅拌;加入无机填料和剥离剂,搅拌,降温,过滤出料。本发明的方法环境友好,操作简单;得到的涂料应用范围广,用在各仪器及基材表面,起保护防污的作用。
Description
技术领域
本发明属于涂料及其制备领域,特别涉及一种水性可剥涂料及其制备方法。
背景技术
可剥离涂料是一种新型优质的表面保护膜,具有制备工艺简单、防护性能好、后处理方便等优点,广泛用于对精密零件、仪表、电子设备等器件的表面保护。水性可剥离涂料的出现顺应了消费者对环保的要求,避免使用大量挥发性有机物。因而水性可剥离涂料的研究对国家科技发展、社会的进步都有十分重要的意义,是近年被广泛关注的领域之一。
聚丙烯酸酯乳液是水性涂料中的一种。聚丙烯酸酯乳液以水为分散介质,不仅具有环保无污染、原料来源广泛、反应条件温和等优点,而且其乳胶膜柔韧性好、透明性高等,广泛应用于建筑、汽车、电子电器、皮革、书籍、织物及医用高分子等众多领域。但是聚丙烯酸酯乳液也存在一些缺点,如其乳胶膜耐水耐油性差、耐候性差、力学性能差,难以满足高性能领域的要求,这成为了限制其进一步应用的主要因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水性可剥涂料及其制备方法,该方法的得到的水性可剥涂料适应性广,力学性能优良。
本发明的一种水性可剥涂料,所述涂料的原料按重量份包括:聚合单体35-55份,引发剂0.003-0.005份,乳化剂2-5份,无机填料5-10份,剥离剂5-10份,增韧剂0.5-3份,总量为100份,余量为水;其中,聚合单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸。
所述丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的质量比为50-70:30-50:10:10。
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和OP-10中的一种或两种。
所述无机填料为硬脂酸锌、二氧化钛或碳酸钡。
所述剥离剂为聚乙二醇和硬脂酸钙中的至少一种。
所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明的一种水性可剥涂料的制备方法,包括:
(1)将丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和2/3份的乳化剂加入到水中搅拌混匀;然后进行预乳化,然后加入部分引发剂继续搅拌,得到混合乳液;
(2)将剩余引发剂、1/3份乳化剂和水加入到反应容器中混合,搅拌加热至60℃后开始滴加(1)中的混合乳液,全部滴加完毕后,保温2-3小时;然后调节乳液pH为7-9,加入增韧剂,继续搅拌30min;然后分别加入无机填料和剥离剂,分别搅拌至溶解,最后将乳液降温到常温,用200目的筛子后过滤出料;
上述各原料按重量份为:聚合单体35-55份,引发剂0.003-0.005份,乳化剂2-5份,无机填料5-10份,剥离剂5-10份,增韧剂0.5-3份,总量为100份,余量为水;其中,聚合单体为甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯,丙烯酸丁酯和丙烯酸;
步骤(1)中乳化剂的用量为乳化剂总用量的2/3;步骤(2)中乳化剂的用量为乳化剂总用量的1/3;步骤(1)中引发剂过硫酸钾用量为引发剂总用量2/3;步骤(2)中引发剂过硫酸钾用量为引发剂总用量1/3。
所述预乳化的条件为:先超声10-20min,再用高速分散均质机搅拌0.5-1min,搅拌速率为1000r/min。
本发明的水性聚丙烯酸酯乳液由丙烯酸丁酯,苯乙烯,甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸聚合而成,环境友好,操作简单。本发明提供聚丙烯酸酯乳液粒径小(80-100nm),应用范围广,可用在汽车、船舶、各种仪器外壳、家具、油烟机以及陶瓷等基材表面,起保护防污的作用。
有益效果
(1)本发明所制备的涂料喷涂在不同基材表面均可以达到容易剥,所涉及的基材表面均为较为光滑的表面;
(2)本发明的产品施工方便,与基材结合力适中,在实际应用中可以被大面积剥落,基材表面没有残胶;
(4)本发明所制备的涂料成膜后耐酸耐碱,长时间浸泡在酸液和碱液中,涂膜没有出现起泡,发皱,脱落的现;
(5)本发明采用预乳化半连续工艺制备了聚丙烯酸酯乳液,具有操作简单、环境友好,可大量生产、成本低的特点。
附图说明
图1是实施例1产品喷涂在家具表面的效果图;
图2是实施例1的产品涂在玻璃表面的效果图;
图3是实施例2的产品涂在指甲盖上的效果图;
图4是实施例3的产品喷涂在海尔冰箱外的效果图。
具体实施方式
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。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,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。
实施例中丙烯酸丁酯密度为0.8975g/ml,丙烯酸密度为1.0495g/ml,苯乙烯密度为0.9g/ml,甲基丙烯酸甲酯密度为0.9395g/ml。
实施例1
取15.59ml丙烯酸丁酯、2.40ml丙烯酸、7.25ml苯乙烯、2.40ml甲基丙烯酸甲酯、1.00g十二烷基硫酸钠和25ml去离子水加入烧杯中混合均匀,然后通过超声20min、高速分散均质机搅拌1min进行预乳化;然后加入0.24g过硫酸钾继续搅拌,得到混合乳液。
在三角烧瓶中加入10ml水、0.5g十二烷基硫酸钠和0.12g过硫酸钾,搅拌加热,温度升至60℃时开始滴加混合乳液,控制在2-3h内滴加完成。
滴加完毕后保温2.5h,用氨水调节pH至7.5,加入1.50g邻苯二甲酸二丁酯反应30min。然后分别加入3.5g碳酸钡和2g聚乙二醇,搅拌至溶解,最后降温至室温后过滤出料,得到水性可剥涂料。
将涂料喷涂到样板上,在室温中静置2h干燥。
图1是本实施例的产品喷涂在家具表面的效果图;图2是本实施例的产品涂在玻璃表面的效果图;
实施例2
取15.59ml丙烯酸丁酯、2.40ml丙烯酸、7.25ml苯乙烯、2.40ml甲基丙烯酸甲酯、1.00g十二烷基硫酸钠和25ml去离子水加入烧杯中混合均匀,然后通过超声20min、高速分散均质机搅拌1min进行预乳化;然后加入0.24g过硫酸钾继续搅拌,得到混合乳液。
在三角烧瓶中加入10ml水、0.5g十二烷基硫酸钠和0.12g过硫酸钾,搅拌加热,温度升至60℃时开始滴加混合乳液,控制在2-3h内滴加完成。
滴加完毕后保温3h,用氨水调节pH至7.5,加入1.50g邻苯二甲酸二丁酯反应30min。然后分别加入3.5g碳酸钡和2g硬脂酸钙,搅拌至溶解,最后降温至室温后过滤出料,得到水性可剥涂料。
将涂料喷涂到样板上,在室温中静置2h干燥。图3是本实施例的产品涂在指甲盖上的效果图。
实施例3
取15.59ml丙烯酸丁酯、2.40ml丙烯酸、7.25ml苯乙烯、2.40ml甲基丙烯酸甲酯、1.00g十二烷基硫酸钠和25ml去离子水加入烧杯中混合均匀,然后通过超声20min、高速分散均质机搅拌1min进行预乳化;然后加入0.24g过硫酸钾继续搅拌,得到混合乳液。
在三角烧瓶中加入10ml水、0.30g十二烷基硫酸钠和0.20gOP-10和0.12g过硫酸钾,搅拌加热,温度升至60℃时开始滴加混合乳液,控制在2-3h内滴加完成。
滴加完毕后保温2h,用氨水调节pH至7.5,加入1.50g邻苯二甲酸二丁酯反应30min。然后分别加入3.5g碳酸钡和2g聚乙二醇,搅拌至溶解,最后降温至室温后过滤出料,得到水性可剥涂料。
将涂料喷涂到样板上,在室温中静置2h干燥;图4是本实施例的产品喷涂在海尔冰箱外的效果图。
实施例4
取16.37ml丙烯酸丁酯、2.40ml丙烯酸、6.47ml苯乙烯、2.40ml甲基丙烯酸甲酯、1.00g十二烷基硫酸钠和25ml去离子水加入烧杯中混合均匀,然后通过超声20min、高速分散均质机搅拌1min进行预乳化;然后加入0.24g过硫酸钾继续搅拌,得到混合乳液。
在三角烧瓶中加入10ml水、0.5g十二烷基硫酸钠和0.12g过硫酸钾,搅拌加热,温度升至60℃时开始滴加混合乳液,控制在2-3h内滴加完成。
滴加完毕后保温2.5h,用氨水调节pH至7.5,加入1.50g邻苯二甲酸二丁酯反应30min。然后分别加入3.5g碳酸钡和2g硬脂酸钙,搅拌至溶解,最后降温至室温后过滤出料,得到水性可剥涂料。
将涂料喷涂到样板上,在室温中静置2h干燥。
对上述实施例1~4的产品进行性能测试,结果如下。
表1为以上实施例1-4的涂膜的断裂强度和断裂伸长率:
表1
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 |
断裂强度/MPa | 8.96 | 9.18 | 10.05 | 9.07 |
断裂伸长率/% | 1072 | 1121 | 1200 | 1103 |
对上述实施例制备的涂膜进行以下性能测试:
A.剥离性实验,考察涂膜是否容易剥离。
◎易于剥离;○剥离性良好;Δ剥离较难;×不能剥离
B.耐酸实验,将40%的硫酸滴在涂膜上保持12小时后,观察有无腐蚀痕迹。
◎有腐蚀痕迹;×无腐蚀痕迹
C.耐碱性实验,将0.1标准浓度的氢氧化钠滴在涂膜上保持12小时,然后观察有无腐蚀痕迹。
◎有腐蚀痕迹;×无腐蚀痕迹
D.耐水实验,将涂膜浸泡在去离子水中24h,观察涂膜有没有起泡开裂,是否易于剥离。
◎无起泡开裂,易于剥离;
○无起泡开裂,剥离性良好;
×起泡、开裂或者不能剥离
E.耐低温实验,将涂膜放置80℃72h试验,观察涂膜是否开裂,是否易于剥离。
◎不开裂,易于剥离;×开裂或者不能剥离
实施例1-4的试验结果如下面表2所示:
表2
试验 | A | B | C | D | E |
实施例1 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ |
实施例2 | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ○ |
实施例3 | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ○ |
实施例4 | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ |
Claims (9)
1.一种水性可剥涂料,其特征在于,所述涂料的原料按重量份包括:聚合单体35-55份,引发剂0.003-0.005份,乳化剂2-5份,无机填料5-10份,剥离剂5-10份,增韧剂0.5-3份,总量为100份,余量为水;其中,聚合单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸。
2.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸的质量比为50-70:30-50:10:10。
3.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述引发剂为过硫酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和OP-10中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述无机填料为硬脂酸锌、二氧化钛或碳酸钡。
6.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述剥离剂为聚乙二醇和硬脂酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种水性可剥涂料,其特征在于,所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯。
8.一种水性可剥涂料的制备方法,包括:
(1)将丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和部分乳化剂加入到水中搅拌混匀;然后进行预乳化,然后加入部分引发剂继续搅拌,得到混合乳液;
(2)将剩余引发剂、剩余乳化剂和水混合,搅拌加热至60℃后开始滴加(1)中的混合乳液,保温2-3小时;然后调节乳液pH为7-9,加入增韧剂,继续搅拌;然后加入无机填料和剥离剂,搅拌至溶解,降温到常温,过滤出料;
上述各原料按重量份为:聚合单体35-55份,引发剂0.003-0.005份,乳化剂2-5份,无机填料5-10份,剥离剂5-10份,增韧剂0.5-3份,总量为100份,余量为水;其中,聚合单体为甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯,丙烯酸丁酯和丙烯酸。
9.根据权利要求8所述的一种水性可剥涂料的制备方法,其特征在于,所述预乳化的条件为:先超声10-20min,再用高速分散均质机搅拌0.5-1min,搅拌速率为1000r/min。
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