CN109161264B

CN109161264B - 一种水溶性可剥离涂料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN109161264B
Application number: CN201810934689.3A
Authority: CN
Inventors: 崔跃飞
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2019-11-15
Anticipated expiration: 2038-08-16
Also published as: CN109161264A

Abstract

本发明属于水性可剥离性的涂料领域，公开了一种水溶性可剥离涂料及其制备方法和应用。该涂料包括以下重量份计的组分：聚乙烯醇100；烷基糖苷15‑30；增韧剂3‑8；改性多元醇或改性多元醇衍生物10‑30；水溶性消泡剂0.5‑1.0；流平剂0.5‑2.0；触变剂1‑3；基材湿润剂0.1‑0.5；剥离调节剂0.5‑1.0；水300‑400。本发明通过添加相容性好的烷基糖苷、改性多元醇衍生物增塑剂等来实现常温水溶性能的，该涂料成膜后可耐重油污污染，剥离后涂膜在常温下能实现迅速水溶而被清洁，使用后剥离的涂膜可直接进行水溶并进入下水道而不产生废弃涂膜污染。

Description

一种水溶性可剥离涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于水性可剥离性的涂料领域，特别涉及一种水溶性可剥离涂料及其制备方法和应用。

背景技术

可剥离涂料作为一种低附着力和强内聚力的临时性防护涂料，具有方便涂覆、容易成膜剥离防腐耐蚀、放污防摩擦等优点。其研制是从第二次世界大战时开始的，随着高分子化学技术的发展和市场需求的日益增长，到20世纪70年代的日本、美国和欧洲一些国家以然兴起并出现大规模的生产与应用。主要应用在航天器件、武器装备、大型机械、汽车、高质量光学镜头等的临时性保护以及核工业设备上的放射性同位素污染的去除上。

从可剥离涂料的作用机理上看可以分为防护性可剥离涂料和去污性可剥离涂料二种；

1、防护性可剥离涂料在设备表面实施涂装后形成一层连续封闭的膜层，涂膜一般具有弹性、强度以及耐化学腐蚀等性能。在物理上能阻止设备的磨损、碰伤；在化学性质方面能阻止各种化学腐蚀品、微生物、空气和水的附着而使设备表面受到伤害。

2、去污性可剥离涂料的去污作用分三种发生：①表面吸附，喷涂于设备上的涂料在固化成膜前，由于表面吸附力的作用会将污染物包覆，使其成为膜的一部分；②粘力，涂料中的粘性成膜物质在与污染接触时便将其牢牢粘住，在涂膜剥离时将其带走；③化学键合力，对于部分成离子态的污染物，能与涂料中的添加物质以化学键的形式结合，涂膜剥离时被带走。

根据主要成膜物质，常见的可剥离涂料有聚氨酯类、聚苯乙烯类、有机硅类、聚丁基二烯类、氯醋树脂、丙烯酸树脂及其共聚物、纤维素类、聚乙烯醇类等；根据使用方法又可分为溶剂型、热熔型和水性可剥离涂料等三大类。

溶剂型可剥离涂料具有强度高、伸长率高、耐腐蚀等优良性能，现为主流产品，但是，其缺陷在于使用的大量有机溶剂在成膜过程中挥发不但造成资源浪费，而且严重污染环境。而热熔型可剥离涂料在施工中不方便，需要进行热喷涂或热涂装。

水性可剥离涂料与溶剂型涂料相比，虽然水性可剥离涂料的干燥时间比较长，受温度与环境湿度影响较大，但其最大的优点具有环保、安全。使用水作为涂料分散溶剂，避免了有机溶剂的使用，节省了资源，不产生有机挥发份VOC，不污染大气环境，避免施工现场着火的危险和施工人员的吸入，所以水性可剥离涂料随着环境治理和环保要求的进一步提高，发展非常迅速。目前报道的水性可剥离涂料的研究和开发主要集中在水性聚丙烯酸酯类、水性聚氨酯类、或二者复合成膜类、和少量的改性聚乙烯醇类、改性纤维素类等。

如中国公开文本CN106317998A、CN106118319A、CN1215073A、CN1585805A、CN104962161A、CN106147486A等都是集中在水性聚丙烯酸酯类可剥离涂料的研制；中国公开文本CN106811085A、CN105713499A、CN105331263A、CN103694872A、CN105176356A、CN102850923A、CN104877538A、CN102676033A等则是主要以水性聚氨酯类树脂为成膜原料而研制的可剥离涂料；中国公开文本CN101407654A、CN1415670A、CN103360931A、CN106167677A、CN105176354A等则是以水性聚丙烯酸酯树脂和水性聚氨酯树脂二者按一定比例进行参混作为水性可剥离涂料而研制；中国公开文本CN 102031042A、CN104263088A等是以纤维素类树脂为主要原料制备的环保可剥离水性涂料，实际上也是一种油性成膜原料(包含有机溶剂)乳化后在水中的分散体；中国公开文本CN1699483A以氯醋树脂、醋酸丁酸纤维素等原料制备了一种可剥离涂料；中国公开文本CN1113510A、CN1374355A提供了一种以聚乙烯醇缩丁醛和EVA共混物为成膜原料的而制备的水性可剥离涂料等；中国公开文本CN101724215A则提供了一种聚乙烯醇改性后的可剥离涂料的制备方法，其组成为(质量百分比)去离子水78.9-38.0％，聚乙烯醇8.0-25％，蓖麻油2.0-5.0％，改性剂5-12％，三乙酸甘油酯1.0-4.5％，甘油1.0-5.0％，乙二醇4.0-10.0％，防腐剂0.1-0.5％，其中选用的改性剂为聚丙烯酸酯、三异丙醇胺、邻苯二甲酸二丁酯、二乙醇胺中的一种。但现有技术中还没有完全水溶性的可剥离涂料。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种完全水溶型的可剥离涂料，以水为溶剂，从主要成膜树脂到所有配合使用的各类添加剂和助剂全部都是水溶性或水分散性的，不含任何油性物质成分，实现从涂料制备的完全水溶体系到成膜后剥离涂膜也具备常温下完全水溶特性。聚乙烯醇作为一种水溶性树脂，不仅具有成膜性好，成膜后膜强度高、耐油耐有机化学品好，而且具有完全可水溶的属性，作为一种环境友好型材料被广泛应用于替代塑料薄膜的包装等领域，本发明制备的水溶性可剥离涂料的成膜树脂就选用聚乙烯醇。

本发明另一目的在于提供上述水溶性可剥离涂料的制备方法。

本发明再一目的在于提供的上述水溶性可剥离涂料在瓷片、玻璃、塑料、以及油漆等表面的临时性防污保护中的应用。该涂料主要是针对家庭厨房使用的一种临时防油污、好清洁的可剥离涂料，在容易产生油烟污染的灶台周边，涂刷本发明涂料成膜后可耐重油污污染；清洁灶台时，可以通过剥离此涂层得到快速清洁,剥离后涂膜在常温下能实现迅速水溶而被清洁；使用后剥离的涂膜可直接进行水溶并进入下水道而不产生废弃涂膜污染。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种水溶性可剥离涂料，以重量份计，包括以下组分：

所述的聚乙烯醇为部分醇解型聚乙烯醇。该部分醇解型聚乙烯醇是指聚合度在500～2200、醇解度为88％的聚乙烯醇，具体包括牌号为PVA-0588、PVA-1188、PVA-1388、PVA-1788、PVA-2088、PVA-2288的聚乙烯醇中的一种或一种以上；部分醇解型聚乙烯醇具有冷水可溶特性，但在冷水中溶解速度较慢，聚合度低的聚乙烯醇比聚合度高的聚乙烯醇在水中的溶解速度更快，根据聚合度的选择和配合可以调节涂膜的水溶速度和成膜性。

所述的烷基糖苷是指由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的烷基糖苷类物质(APG)，这是一种被国际公认和首选的“绿色环保原料”，不但具有较高的表面活性，更具有良好的生态安全和相容性。原料具有温和性、无毒、无刺激，易生物降解。具体包括AGP0810、AGP1214、AGP0814、AGP0816、AGP1216等。

所述增韧剂是指低分子酰胺类物质，特别是在低温下对聚乙烯醇的增韧效果显著，使涂膜在低温下保持柔性而不产生脆性。具体包括碳酰胺(即尿素)、硫酰胺(即硫脲)等中的一种。

所述改性多元醇或改性多元醇衍生物是指具有水溶性的由羧基改性的阴离子型多元醇或具有水溶性的由羧基改性的阴离子型多元醇衍生物，包括广州市再森新材料科技有限公司生产的羧基改性的阴离子型水溶性多元醇或羧基改性的阴离子型水溶性多元醇衍生物K-203PE、K-205PE、K-208PE、K-212PE、Na-203PE、Na-205PE、Na-208PE、Na-212PE等中的一种。

所述水溶性消泡剂包括广州市万容新材料科技有限公司生产的消泡抑泡剂SRXP811、SRXP812、FSXP901、FSXP902等中的一种。

所述流平剂包括广州市万容新材料科技有限公司生产的流平剂LP0100、流平剂LP050A、流平剂LP050C等中的一种。

所述触变剂为气相二氧化硅。

所述基材湿润剂是指具有较强湿润和渗透能力的非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂；如脂肪醇聚氧乙烯醚类的渗透剂JFC、渗透剂JFC-1、渗透剂JFC-2、渗透剂JFC-E等非离子型表面活性剂或渗透剂T、渗透剂-OEP、渗透剂-AEP、渗透剂-M等阴离子型表面活性剂中的一种。

所述的剥离调节剂为水溶性硬脂酸单甘油酯。

一种上述的水溶性可剥离涂料的制备方法，包括以下步骤：按配比称量所需组分后，加入到可加热容器中进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2h，降至室温后包装即为水溶性可剥离涂料。

所述的搅拌均是为了使原料之间充分的混合，因此可不用限制搅拌速度；

本发明中未指明温度的均指室温，本发明所述的室温是指23℃。

上述的水溶性可剥离涂料在瓷片、玻璃、塑料、以及油漆等表面的临时性防污保护中的应用。尤其是在厨房防污保护中的应用。

本发明的机理为：

从主要成膜树脂到所有配合使用的各类添加剂和助剂全部都是完全水溶性的或水分散性的，不含任何油性物质成分，而纯的聚乙烯醇一般都要在90℃以上高温下才能完全溶解，本发明通过添加相容性好的烷基糖苷、改性多元醇衍生物增塑剂等来实现常温水溶性能的，从而实现从涂料制备的完全水溶体系到成膜后剥离涂膜也具备常温下完全水溶特性。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

本发明与现有厨房清洁油污的方法比较，只需要在容易出现油污污染之处刷涂或滚涂一层本发明可剥离涂层，就能有效阻止油污对灶台、墙面、电器表面等的污染，待需要清洁时只需把这涂膜剥离下来即可，不但清洁干净彻底；而且被剥离下来的涂膜常温下直接可以进行水溶后进入下水道，既干净又无污染废弃物产生。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。

实施例中所用的K-203PE、K-205PE、K-208PE、K-212PE、Na-203PE、Na-205PE、Na-208PE、Na-212PE等均购自于广州市再森新材料科技有限公司；实施例中所用的消泡抑泡剂SRXP811、SRXP812、FSXP901、FSXP902等均购自于广州市万容新材料科技有限公司；实施例中所用的流平剂LP0100、LP050A、LP050C等均购自于广州市万容新材料科技有限公司。

实施例中所述的涂膜拉伸强度、断裂伸长率的测试标准均为ASTM D638；实施例中所述的剥离强度(瓷砖面)、剥离强度(油漆面)按GB/T 2792测试得到；

实施例中所述的水溶性能测试方法：1)1000ml的烧杯装入23℃下的水800ml，置于磁力搅拌器上，开动磁力搅拌至300转/分；2)将测试样品(涂膜)固定在一个30x30mm面积的框夹夹具中；然后垂直放入水中，放入时开始使用秒表计时，观察涂膜在水中破裂和完全溶解的时间。

实施例1

实施例1中的水溶性可剥离涂料按质量份计包括以下组分：

上述组分计量后加入到带加热的容器进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2小时；降温至室温包装即为水溶性可剥离涂料，水溶性可剥离涂料成膜后涂膜性能指标如表1。

表1实施例1水溶性可剥离涂料涂膜性能：

实施例2

实施例2中的水溶性可剥离涂料按质量份计包括以下组分：

上述组分计量后加入到带加热的容器进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2小时；降温至室温包装即为水溶性可剥离涂料，水溶性可剥离涂料成膜后涂膜性能指标如表2。

表2实施例2水溶性可剥离涂料涂膜性能：

实施例3

实施例3中的水溶性可剥离涂料按质量份计包括以下组分：

上述组分计量后加入到带加热的容器进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2小时；降温至室温包装即为水溶性可剥离涂料，水溶性可剥离涂料成膜后涂膜性能指标如表3。

表3实施例3水溶性可剥离涂料涂膜性能：

实施例4

实施例4中的水溶性可剥离涂料按质量份计包括以下组分：

上述组分计量后加入到带加热的容器进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2小时；降温至室温包装即为水溶性可剥离涂料，水溶性可剥离涂料成膜后涂膜性能指标如表4。

表4实施例4水溶性可剥离涂料涂膜性能：

实施例5

实施例5中的水溶性可剥离涂料按质量份计包括以下组分：

上述组分计量后加入到带加热的容器进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2小时；降温至室温包装即为水溶性可剥离涂料，水溶性可剥离涂料成膜后涂膜性能指标如表5。

表5实施例5水溶性可剥离涂料涂膜性能：

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种水溶性可剥离涂料，其特征在于以重量份计包括以下组分：

聚乙烯醇 100份

烷基糖苷 15-30份

增韧剂 3-8份

改性多元醇或改性多元醇衍生物 20-30份

水溶性消泡剂 0.5-1.0份

流平剂 0.5-2.0份

触变剂 1-3份

基材润湿剂 0.1-0.5份

剥离调节剂 0.5-1.0份

水 300-400份；

所述的聚乙烯醇为部分醇解型聚乙烯醇，该部分醇解型聚乙烯醇是指聚合度在500~2200、醇解度为88%的聚乙烯醇；

所述改性多元醇或改性多元醇衍生物是指具有水溶性的由羧基改性的阴离子型多元醇或具有水溶性的由羧基改性的阴离子型多元醇衍生物。

2.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述的聚乙烯醇为牌号为PVA-0588、PVA-1188、PVA-1388、PVA-1788、PVA-2088、PVA-2288的聚乙烯醇中的一种以上。

3.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述的烷基糖苷是指烷基糖苷AGP0810、烷基糖苷AGP1214、烷基糖苷AGP0814、烷基糖苷AGP0816、烷基糖苷AGP1216中的一种。

4.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述增韧剂为碳酰胺、硫酰胺中的一种。

5.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述改性多元醇或改性多元醇衍生物包括广州市再森新材料科技有限公司生产的K-203PE、K-205PE、K-208PE、K-212PE、Na-203PE、Na -205PE、Na -208PE、Na -212PE中的一种。

6.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述水溶性消泡剂包括广州市万容新材料科技有限公司生产的消泡抑泡剂SRXP811、SRXP812、FSXP901、FSXP902中的一种；

所述流平剂包括广州市万容新材料科技有限公司生产的流平剂LP0100、流平剂LP050A、流平剂LP050C中的一种；

所述触变剂为气相二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的水溶性可剥离涂料，其特征在于：

所述基材湿润剂是指渗透剂JFC、渗透剂JFC-1、渗透剂JFC-2、渗透剂JFC-E、渗透剂T、渗透剂-OEP、渗透剂-AEP、渗透剂-M中的一种；

所述的剥离调节剂为水溶性硬脂酸单甘油酯。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的水溶性可剥离涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按配比称量所需组分后，加入到可加热容器中进行搅拌混合，然后升温至95℃，搅拌溶解混合2h，降至室温后包装即为水溶性可剥离涂料。

9.根据权利要求1-7任一项所述的水溶性可剥离涂料在瓷片、玻璃、塑料、以及油漆表面的临时性防污保护中的应用。