專利名稱：水性涂料組合物、其制作方法及其用作可剝涂層保護(hù)膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性涂料組合物、水性涂料組合物的制作方法以及將水性涂料組 合物用作可剝涂層保護(hù)膜的方法。
背景技術(shù)：
汽車(chē)、艦船、武器裝備、各類(lèi)機(jī)械設(shè)備等外表漆膜，塑料件、各類(lèi)型材、電器外殼、玻 璃鋼制品等表面在制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中都有由于各種不同的原因受到不同程度的損傷 的可能，造成產(chǎn)品價(jià)值的損失。如汽車(chē)從出廠到售給用戶這段時(shí)間內(nèi)，通常是儲(chǔ)存在露天的 停車(chē)場(chǎng)。在這段時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)漆膜將受到紫外線、酸雨、工業(yè)粉塵、建筑塵埃以及鳥(niǎo)類(lèi)昆蟲(chóng)排 泄物等各種因素的侵蝕。由此產(chǎn)生的后果是，用戶所購(gòu)得的汽車(chē)表面質(zhì)量低于出廠時(shí)的涂 裝質(zhì)量，造成產(chǎn)品價(jià)值的損失。因此，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行臨時(shí)性保護(hù)是十分必要的。目前國(guó)內(nèi)各汽車(chē)廠一是不保護(hù)，二是采用蠟保護(hù)，三是采用貼膜保護(hù)，四是極個(gè)別 廠采用可剝漆，但性能不理想。不用保護(hù)膜的壞處汽車(chē)表面質(zhì)量低于出廠時(shí)的涂裝質(zhì)量，造成產(chǎn)品價(jià)值的損失。采用蠟保護(hù)特點(diǎn)是涂膜成本低，但除膜(包括除膜溶劑如煤油等、除膜水處理設(shè) 備、除膜人工)成本高，環(huán)境污染大。采用貼膜保護(hù)的壞處成本高、貼膜不平整，時(shí)間長(zhǎng)后不易撕下，有時(shí)甚至把汽車(chē) 表面油漆破壞。目前國(guó)內(nèi)有個(gè)別汽車(chē)廠使用可剝離涂料，但一般缺點(diǎn)較多。這些涂料具有下列較明顯的缺點(diǎn)1、氣味大，不環(huán)保；2、干燥慢，甚至要烘干，不 節(jié)能；3、可剝離溫度范圍窄，要求10-30°C;4、長(zhǎng)期(六個(gè)月)室外暴曬后很難剝除，可剝性 能差。例如，200880018768. 4發(fā)明一種用于在基材上形成可剝臨時(shí)涂層的水性涂料組合物， 所述水性涂料組合物包含至少一種水基成膜聚合物，其特征在于所述組合物額外包含氨基 樹(shù)脂基聚合物固體顆粒。該發(fā)明含有氨基樹(shù)脂基聚合物固體顆粒，用氨基樹(shù)脂基聚合物固 體顆粒作為水性涂料組合物中的添加劑以改進(jìn)臨時(shí)涂層的可剝性，這種固體顆粒要求在干 燥成膜過(guò)程中用高沸點(diǎn)或有害有機(jī)溶劑如二甲基二丙二醇、雙丙酮醇、甲基異丁基酮、2，2， 4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯(Texanol)、乙酸乙酯、甲基異丁基酮、甲苯、二甲苯等幫 助成膜，這些有機(jī)溶劑的存在可有利于分散的聚合物顆粒聚結(jié)形成均勻膜。但這些有機(jī)溶 劑的加入必然會(huì)增大水性涂料組合物的氣味，同時(shí)造成室溫干燥慢，要求干燥2小時(shí)，或在 60°C下干燥30分鐘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)現(xiàn)有的市場(chǎng)現(xiàn)狀，提供一種綜合性能優(yōu)異的可剝涂層保護(hù)膜。本發(fā)明提出的一種用于在基材上形成可剝涂層保護(hù)膜的水性涂料組合物，它以合成樹(shù)脂乳液為基料，以水為分散介質(zhì)，其特征在于所述水性涂料組合物包含如下重量份數(shù) 的物質(zhì)(A)合成樹(shù)脂乳液60-90份，(B)附著力調(diào)節(jié)劑1. 0-3. 0份，(C)顏填料5-10 份，(D)消泡劑0. 5-1. 5 份，(E)分散劑0.3-1. 2 份，(F)增稠劑1. 0-3.0 份，(G)防腐劑0. 02-0. 1 份(H)乙醇7-15 份，(I)去離子水7-15份。上述的合成樹(shù)脂乳液采用硬乳液和軟乳液復(fù)配，不需要添加成膜助劑即可成膜， 因而可降低涂料氣味。把硬乳液和軟乳液共混可以減少用于幫助成膜的高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑 的用量，減小了氣味，同時(shí)有利提高干燥速度。上述的合成樹(shù)脂乳液可選用乙丙乳液、苯丙乳液、改性軟丙烯酸酯彈性乳液、彈性 聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙彈性橡膠乳液中的一種或幾種。上述的水性涂料組合物中的附著力調(diào)節(jié)劑可選用水性脫模劑、表面活性劑、合成 機(jī)油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一種或幾種。通過(guò)加入附著力調(diào)節(jié)劑、調(diào)整乳膠分子的 極性和柔韌性調(diào)節(jié)涂膜附著力，滿足對(duì)不同表面附著力要求。極性小、柔韌性好的聚合物對(duì) 形成好的可剝涂層是有利的。上述的水性涂料組合物中的顏填料可選用鈦白粉、酞菁藍(lán)、酞菁綠、碳黑、滑石粉、 硅灰石粉、碳酸鈣晶須中的一種或幾種。上述的水性涂料組合物中的消泡劑可選用礦物油類(lèi)、有機(jī)聚硅氧烷類(lèi)中的一種或 兩種。上述的水性涂料組合物中的分散劑選用的是聚丙烯酸鈉鹽、非離子界面活性劑中 的一種或兩種。上述的水性涂料組合物中的增稠劑選用的是非離子型聚氨酯類(lèi)化合物。本發(fā)明還提供了一種制造上述的水性涂料組合物的方法，其制作過(guò)程包含如下步 驟(1)準(zhǔn)確稱量上述水性涂料組合物所包含各組份的重量份數(shù)；(2)將防腐劑在攪拌下加乙醇、去離子水的混合物中為(a)備用；(3)配制合成樹(shù)脂乳液(A)可選用乙丙乳液、苯丙乳液、改性軟丙烯酸酯彈性乳 液、彈性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙彈性橡膠乳液中的一種或幾種復(fù)合，復(fù)合時(shí)是在將一 種乳液進(jìn)行攪拌的情況下加入其他種乳液混合成(b)；(4)依次將分散劑、顏填料、附著力調(diào)節(jié)劑、增稠劑、消泡劑、和(a)在攪拌下加入 (b)中，攪拌15分鐘即為一種水性涂料組合物。同時(shí)本發(fā)明通過(guò)用乙醇替代部分水、加入針形粉狀填料，如硅灰石粉，硅灰石粉是 針狀晶體，這為干燥過(guò)程中水分的快速通過(guò)提供了通道，有利于加快干燥速度，選擇快干乳 液并控制難揮發(fā)成份的加入量等方法提高干燥速度。用最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法提高了常溫干燥速度，不需要烘烤可自然干燥成膜。本發(fā)明的水性涂料組合物，施加到物體表面形成的可剝涂層保護(hù)膜，室溫下 (25 35°C )30分鐘可干燥。具有很好的可剝性能，0 50°C手工可剝除。同時(shí)，這種可剝 涂層保護(hù)膜綜合性能優(yōu)異，氣味低，無(wú)毒環(huán)保；常溫干燥快，節(jié)約能源；可剝離溫度范圍寬， 漆膜0-50°C可剝離，可剝性能好，在室外長(zhǎng)期使用不影響可剝性能；剝離時(shí)不產(chǎn)生水污染， 有利環(huán)境保護(hù)，節(jié)省水、溶劑(如煤油)等資源。上述的水性涂料組合物在基材上形成可剝涂層保護(hù)膜的方法，該方法將水性涂料 組合物施加到基材表面，并使其在基材表面形成可剝涂層保護(hù)膜。上述基材可以是為塑料、油漆、玻璃、瓷器、不銹鋼、鋁合金。本發(fā)明提供的涂料形成的可剝涂層保護(hù)膜之所以可剝性好，是因?yàn)椴捎昧瞬粨]發(fā) 性水不溶性抗高溫氧化的附著力調(diào)節(jié)劑如乳化硅油、合成機(jī)油等，避免了在室外使用時(shí)因 風(fēng)雨陽(yáng)光和熱老化等影響附著力調(diào)節(jié)劑的漸漸損失或失效，克服了保護(hù)涂層在室外使用時(shí) 隨著時(shí)間的延長(zhǎng)附著力會(huì)增大的缺點(diǎn)。涂料中含有的乳膠粒子在水中是均勻分散的，施加 在基材上形成濕膜之后，涂料在由濕膜變成干膜保護(hù)膜過(guò)程中，涂料中的水份和乙醇會(huì)不 斷的揮發(fā)，這使得乳膠粒子相互接近，水和乙醇進(jìn)一步揮發(fā)，使得乳膠粒子相互接觸，相互 接觸的乳膠粒子就形成了連續(xù)的涂層保護(hù)膜，而附著力調(diào)節(jié)劑等有效成份可保留在保護(hù)膜 中，并富聚在基材和保護(hù)膜之間形成弱的結(jié)合層，這種弱的結(jié)合層在各種自然環(huán)境中具有 很好的穩(wěn)定性，確保了可剝涂層保護(hù)膜長(zhǎng)久的可剝性。只要保護(hù)膜的內(nèi)聚力高于基材和保 護(hù)膜之間結(jié)合力，保護(hù)膜的可剝性就能得到保證。若涂料中沒(méi)有添加合成機(jī)油或乳化硅油，當(dāng)遇到高溫、濕熱和紫外線老化時(shí)會(huì)出 現(xiàn)附著力增大現(xiàn)象。這可能是由于單純的水性脫模劑在基材和保護(hù)膜之間形成弱的結(jié)合層 常溫下還較穩(wěn)定，而在高溫等異常情況下會(huì)使脫模劑分子遷移擴(kuò)散而損失，弱的結(jié)合層中 脫模劑含量減少，使基材和保護(hù)膜之間結(jié)合力增大，甚至超過(guò)保護(hù)膜的內(nèi)聚力，影響保護(hù)膜 的可剝性。而合成機(jī)油或乳化硅油則很穩(wěn)定，高溫下不揮發(fā)、水不溶，也不會(huì)和保護(hù)膜相溶 產(chǎn)生遷移擴(kuò)散而損失，或是過(guò)程很緩慢，使基材和保護(hù)膜之間結(jié)合力始終保持穩(wěn)定，從而確 保了長(zhǎng)久的可剝性。本發(fā)明采用了乳液共混改性技術(shù)，利用不同成本、不同性能乳液共混以達(dá)到降低 成本，同時(shí)達(dá)到保護(hù)涂層的基本性能要求，如適當(dāng)?shù)膹椥?、?duì)冷熱的適應(yīng)性、耐候性等。由于 采用硬乳液和軟乳液復(fù)配，同時(shí)也沒(méi)有如專利200880018768. 4中采用氨基樹(shù)脂基聚合物 固體顆粒改進(jìn)臨時(shí)涂層的可剝性，因此不需要添加高沸點(diǎn)的有機(jī)成膜助劑即可很好成膜， 從而可降低涂料氣味，并有利提高干燥速度。軟乳液的玻璃化溫度(Tg)較低，通常在室溫 以下，即使與相當(dāng)量的硬乳液混合(如50比50混合)，不加成膜助劑，也能在室溫干燥成 膜。干燥成膜時(shí)，軟乳液聚合物可以變形填充在硬乳液聚合物空隙之間，形成連續(xù)相，而硬 乳液聚合物則可賦予涂膜良好的強(qiáng)度，并提供抗粘連性。在硬乳液足夠細(xì)時(shí)，干燥后的聚合 物能均勻地分布在軟乳液聚合物基體中間，當(dāng)兩種聚合物的折射率相似時(shí)，就能得到透明 的聚合物涂膜，并具有相應(yīng)的涂膜強(qiáng)度。在室溫下(25 35°C )考察本發(fā)明的涂料的干燥時(shí)間發(fā)現(xiàn)用乙醇代替部分水 作涂料的溶劑，干燥時(shí)間會(huì)縮短，干燥時(shí)間從40分鐘縮短到30分鐘(干燥程度以用手指 壓涂層而涂層不粘附到手指為準(zhǔn)。)，這說(shuō)明乙醇的加入可提高干燥速度。根據(jù)ISO 24092007(E)色漆和清漆-劃格試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)本發(fā)明的涂料的附著力發(fā)現(xiàn)添加有合成潤(rùn)滑油 的涂料在自然干燥M小時(shí)的條件下測(cè)試其附著力> 4級(jí)，在82°C X 168h的條件下測(cè)試其 附著力為> 4級(jí)，在QUV老化250h的條件下測(cè)試其附著力為> 4級(jí)，在60°C水蒸氣16 的 條件下測(cè)試其附著力為彡4級(jí)。而不加合成潤(rùn)滑油的涂料在室溫下05 35°C )自然干 燥M小時(shí)的條件下測(cè)試其附著力> 4級(jí)，在82°C X 16 的條件下測(cè)試其附著力為3級(jí)，在 QUV老化250h的條件下測(cè)試其附著力為3級(jí)，在60°C水蒸氣16 的條件下測(cè)試其附著力 為3級(jí)。這說(shuō)明添加合成潤(rùn)滑油的涂料形成的保護(hù)膜能有效地控制附著力增大，易于剝離。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(對(duì)比實(shí)施例)一種用于在基材上形成可剝涂層保護(hù)膜的水性涂料組合物，它以合成樹(shù)脂乳液為 基料，以水為分散介質(zhì)，這種水性涂料組合物包含如下表所示的重量份數(shù)的物質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種水性涂料組合物，它以合成樹(shù)脂乳液為基料，以水為分散介質(zhì)，其特征在于該 水性涂料組合物由以下物質(zhì)按照下列重量分?jǐn)?shù)組成(A)合成樹(shù)脂乳液60-90份，(B)附著力調(diào)節(jié)劑1.0-3.0份，(C)顏填料5-10份，(D)消泡劑0.5-1. 5份，(E)分散劑0.3-1. 2份，(F)增稠劑1.0-3.0份，(G)防腐劑0.02-0. 1 份，(H)乙醇7-15份，(I)去離子水7-15份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的合成樹(shù)脂乳液采用硬乳 液和軟乳液復(fù)配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的合成樹(shù)脂乳液可選用乙 丙乳液、苯丙乳液、改性軟丙烯酸酯彈性乳液、彈性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙彈性橡膠 乳液中的一種或幾種復(fù)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的附著力調(diào)節(jié)劑可選用水 性脫模劑、表面活性劑、合成機(jī)油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一種或幾種復(fù)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的顏填料可選用鈦白粉、 酞菁藍(lán)、酞菁綠、碳黑、滑石粉、硅灰石粉、碳酸鈣晶須中的一種或幾種復(fù)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的消泡劑可選用礦物油 類(lèi)、有機(jī)聚硅氧烷類(lèi)中的一種或兩種復(fù)合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的分散劑選用的是聚丙烯 酸鈉鹽、非離子界面活性劑中的一種或二種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的增稠劑選用的是非離子 型聚氨酯類(lèi)化合物。
9.一種制造權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物的方法，其制作過(guò)程為i準(zhǔn)確稱量權(quán)利要求1所述水性涂料組合物所包含各組份的重量份數(shù)； 將防腐劑(G)在攪拌下加入乙醇(H)、去離子水(I)的混合物中為(1)備用；iii配制合成樹(shù)脂乳液(A)可選用乙丙乳液、苯丙乳液、改性軟丙烯酸酯彈性乳液、彈 性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙彈性橡膠乳液中的一種或幾種復(fù)合，復(fù)合時(shí)是在將一種乳 液進(jìn)行攪拌的情況下加入第二種乳液混合成O)；iv依次將分散劑、顏填料、附著力調(diào)節(jié)劑、增稠劑、消泡劑、和(1)在攪拌下加入(2)中， 攪拌15分鐘即為一種水性涂料組合物。
10.一種利用權(quán)利要求1所述的水性涂料組合物在形成可剝涂層保護(hù)膜的方法，其特 征在于將權(quán)利要求1中所述的水性涂料組合物施加到物體表面形成可剝涂層保護(hù)膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性涂料組合物、水性涂料組合物的制作方法以及將水性涂料組合物用作可剝涂層保護(hù)膜的方法。本發(fā)明的水性涂料組合物以合成樹(shù)脂乳液為基料，以水為分散介質(zhì)，將采用本發(fā)明的方法制作的水性涂料組合物施加到物體表面形成可剝涂層保護(hù)膜，形成的可剝涂層保護(hù)膜綜合性能優(yōu)異，環(huán)保、常溫干燥快、可剝離溫度范圍寬、可剝性能好。
文檔編號(hào)C09D125/14GK102127345SQ201010592499
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者許月紅, 闕會(huì)斌, 魯初明 申請(qǐng)人:武漢吉亨新材料科技有限公司