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膜的方法
技術領域：
本發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膜的方法。
背景技術：
汽車、艦船、武器裝備、各類機械設備等外表漆膜，塑料件、各類型材、電器外殼、玻 璃鋼制品等表面在制造、運輸、儲存過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，造成產品價值的損失。如汽車從出廠到售給用戶這段時間內，通常是儲存在露天的 停車場。在這段時間內，汽車漆膜將受到紫外線、酸雨、工業粉塵、建筑塵埃以及鳥類昆蟲排 泄物等各種因素的侵蝕。由此產生的后果是，用戶所購得的汽車表面質量低于出廠時的涂 裝質量，造成產品價值的損失。因此，對汽車進行臨時性保護是十分必要的。目前國內各汽車廠一是不保護，二是采用蠟保護，三是采用貼膜保護，四是極個別 廠采用可剝漆，但性能不理想。不用保護膜的壞處汽車表面質量低于出廠時的涂裝質量，造成產品價值的損失。采用蠟保護特點是涂膜成本低，但除膜(包括除膜溶劑如煤油等、除膜水處理設 備、除膜人工)成本高，環境污染大。采用貼膜保護的壞處成本高、貼膜不平整，時間長后不易撕下，有時甚至把汽車 表面油漆破壞。目前國內有個別汽車廠使用可剝離涂料，但一般缺點較多。這些涂料具有下列較明顯的缺點1、氣味大，不環保；2、干燥慢，甚至要烘干，不 節能；3、可剝離溫度范圍窄，要求10-30°C;4、長期(六個月)室外暴曬后很難剝除，可剝性 能差。例如，200880018768. 4發明一種用于在基材上形成可剝臨時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 樹脂基聚合物固體顆粒。該發明含有氨基樹脂基聚合物固體顆粒，用氨基樹脂基聚合物固 體顆粒作為水性涂料組合物中的添加劑以改進臨時涂層的可剝性，這種固體顆粒要求在干 燥成膜過程中用高沸點或有害有機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，這些有機溶劑的存在可有利于分散的聚合物顆粒聚結形成均勻膜。但這些有機溶 劑的加入必然會增大水性涂料組合物的氣味，同時造成室溫干燥慢，要求干燥2小時，或在 60°C下干燥30分鐘。

發明內容
本發明的目的是根據現有的市場現狀，提供一種綜合性能優異的可剝涂層保護膜。本發明提出的一種用于在基材上形成可剝涂層保護膜的水性涂料組合物，它以合成樹脂乳液為基料，以水為分散介質，其特征在于所述水性涂料組合物包含如下重量份數 的物質(A)合成樹脂乳液60-90份，(B)附著力調節劑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。上述的合成樹脂乳液采用硬乳液和軟乳液復配，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的有機溶劑 的用量，減小了氣味，同時有利提高干燥速度。上述的合成樹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節劑可選用水性脫模劑、表面活性劑、合成 機油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一種或幾種。通過加入附著力調節劑、調整乳膠分子的 極性和柔韌性調節涂膜附著力，滿足對不同表面附著力要求。極性小、柔韌性好的聚合物對 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、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、有機聚硅氧烷類中的一種或 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化合物。本發明還提供了一種制造上述的水性涂料組合物的方法，其制作過程包含如下步 驟(1)準確稱量上述水性涂料組合物所包含各組份的重量份數；(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合，復合時是在將一 種乳液進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、附著力調節劑、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。同時本發明通過用乙醇替代部分水、加入針形粉狀填料，如硅灰石粉，硅灰石粉是 針狀晶體，這為干燥過程中水分的快速通過提供了通道，有利于加快干燥速度，選擇快干乳 液并控制難揮發成份的加入量等方法提高干燥速度。用最簡單經濟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，這種可剝 涂層保護膜綜合性能優異，氣味低，無毒環保；常溫干燥快，節約能源；可剝離溫度范圍寬， 漆膜0-50°C可剝離，可剝性能好，在室外長期使用不影響可剝性能；剝離時不產生水污染， 有利環境保護，節省水、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。本發明提供的涂料形成的可剝涂層保護膜之所以可剝性好，是因為采用了不揮發 性水不溶性抗高溫氧化的附著力調節劑如乳化硅油、合成機油等，避免了在室外使用時因 風雨陽光和熱老化等影響附著力調節劑的漸漸損失或失效，克服了保護涂層在室外使用時 隨著時間的延長附著力會增大的缺點。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膜過程中，涂料中的水份和乙醇會不 斷的揮發，這使得乳膠粒子相互接近，水和乙醇進一步揮發，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的涂層保護膜，而附著力調節劑等有效成份可保留在保護膜 中，并富聚在基材和保護膜之間形成弱的結合層，這種弱的結合層在各種自然環境中具有 很好的穩定性，確保了可剝涂層保護膜長久的可剝性。只要保護膜的內聚力高于基材和保 護膜之間結合力，保護膜的可剝性就能得到保證。若涂料中沒有添加合成機油或乳化硅油，當遇到高溫、濕熱和紫外線老化時會出 現附著力增大現象。這可能是由于單純的水性脫模劑在基材和保護膜之間形成弱的結合層 常溫下還較穩定，而在高溫等異常情況下會使脫模劑分子遷移擴散而損失，弱的結合層中 脫模劑含量減少，使基材和保護膜之間結合力增大，甚至超過保護膜的內聚力，影響保護膜 的可剝性。而合成機油或乳化硅油則很穩定，高溫下不揮發、水不溶，也不會和保護膜相溶 產生遷移擴散而損失，或是過程很緩慢，使基材和保護膜之間結合力始終保持穩定，從而確 保了長久的可剝性。本發明采用了乳液共混改性技術，利用不同成本、不同性能乳液共混以達到降低 成本，同時達到保護涂層的基本性能要求，如適當的彈性、對冷熱的適應性、耐候性等。由于 采用硬乳液和軟乳液復配，同時也沒有如專利200880018768. 4中采用氨基樹脂基聚合物 固體顆粒改進臨時涂層的可剝性，因此不需要添加高沸點的有機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，軟乳液聚合物可以變形填充在硬乳液聚合物空隙之間，形成連續相，而硬 乳液聚合物則可賦予涂膜良好的強度，并提供抗粘連性。在硬乳液足夠細時，干燥后的聚合 物能均勻地分布在軟乳液聚合物基體中間，當兩種聚合物的折射率相似時，就能得到透明 的聚合物涂膜，并具有相應的涂膜強度。在室溫下(25 35°C )考察本發明的涂料的干燥時間發現用乙醇代替部分水 作涂料的溶劑，干燥時間會縮短，干燥時間從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。)，這說明乙醇的加入可提高干燥速度。根據ISO 24092007(E)色漆和清漆-劃格試驗方法評價本發明的涂料的附著力發現添加有合成潤滑油 的涂料在自然干燥M小時的條件下測試其附著力> 4級，在82°C X 168h的條件下測試其 附著力為> 4級，在QUV老化250h的條件下測試其附著力為> 4級，在60°C水蒸氣16 的 條件下測試其附著力為彡4級。而不加合成潤滑油的涂料在室溫下05 35°C )自然干 燥M小時的條件下測試其附著力> 4級，在82°C X 16 的條件下測試其附著力為3級，在 QUV老化250h的條件下測試其附著力為3級，在60°C水蒸氣16 的條件下測試其附著力 為3級。這說明添加合成潤滑油的涂料形成的保護膜能有效地控制附著力增大，易于剝離。
具體實施例方式實施例1(對比實施例)一種用于在基材上形成可剝涂層保護膜的水性涂料組合物，它以合成樹脂乳液為 基料，以水為分散介質，這種水性涂料組合物包含如下表所示的重量份數的物質
權利要求
1.一種水性涂料組合物，它以合成樹脂乳液為基料，以水為分散介質，其特征在于該 水性涂料組合物由以下物質按照下列重量分數組成(A)合成樹脂乳液60-90份，(B)附著力調節劑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.根據權利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的合成樹脂乳液采用硬乳 液和軟乳液復配。
3.根據權利要求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合。
4.根據權利要求1所述的水性涂料組合物，其特征在于所述的附著力調節劑可選用水 性脫模劑、表面活性劑、合成機油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一種或幾種復合。
5.根據權利要求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、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合。
6.根據權利要求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、有機聚硅氧烷類中的一種或兩種復合。
7.根據權利要求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.根據權利要求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 型聚氨酯類化合物。
9.一種制造權利要求1所述的水性涂料組合物的方法，其制作過程為i準確稱量權利要求1所述水性涂料組合物所包含各組份的重量份數； 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合，復合時是在將一種乳 液進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、附著力調節劑、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。
10.一種利用權利要求1所述的水性涂料組合物在形成可剝涂層保護膜的方法，其特 征在于將權利要求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膜。
全文摘要
本發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膜的方法。本發明的水性涂料組合物以合成樹脂乳液為基料，以水為分散介質，將采用本發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膜，形成的可剝涂層保護膜綜合性能優異，環保、常溫干燥快、可剝離溫度范圍寬、可剝性能好。
文檔編號C09D125/14GK102127345SQ201010592499
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者許月紅, 闕會斌, 魯初明 申請人:武漢吉亨新材料科技有限公司