本发明属于汽车车身防护用保护液技术领域，具体涉及一种环保型防飞漆、防飞蜡遮蔽保护液及其制备方法与应用，及所述遮蔽保护液制备得到的遮蔽保护涂层及所述涂层的制备方法。
背景技术：
在汽车维修、保养等领域，对汽车涂层进行修补时，一般包括清除修补区域旧涂层、打磨、喷漆、抛光等作业内容。为了对修补部位以外的车身部位等进行遮蔽保护，防止受到油漆或抛光蜡等的飞溅污染。通常的做法是采用专业遮蔽纸、遮蔽胶带、自粘式遮蔽膜、整车防漆防尘塑料薄膜等材料对车身进行遮蔽防护，但有的修理厂为了节约成本，甚至采用废旧报纸等作为遮蔽材料。
然而，无论采用何种遮蔽材料，都不可避免地会产生大量固体废弃物。因此，为减少汽车修补与保养领域产生的固体废弃物，需要一种可替代传统遮蔽材料的更加环保的车身保护方式。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种遮蔽保护液及其制备方法与应用。通过对聚乙烯醇的聚合度、醇解度进行科学的筛选与平衡，以及与各种助剂的合理搭配，制备的遮蔽保护液粘度适中，稳定性强，具有良好的施工性。所述遮蔽保护液可以应用于汽车修补、保养等领域。所述遮蔽保护液可以通过喷涂、刷涂、辊涂等方式涂覆于需要防护的部位。
本发明的目的之二在于提供一种遮蔽保护涂层及其制备方法，所述遮蔽保护涂层是通过上述遮蔽保护液制备得到的。所述遮蔽保护涂层的制备方法简单，易于操作。通过对聚乙烯醇的聚合度、醇解度进行科学的筛选与平衡，以及与各种助剂的合理搭配，所述遮蔽保护液干燥成膜后形成的遮蔽保护涂层，具有良好的耐溶剂性、强度和水溶性。所述遮蔽保护涂层能够有效防止飞漆、飞蜡、灰尘等污染物，还可以防止轻微刮伤以及焊接火花飞溅，遮蔽保护涂层表面的漆渣等污染物能够通过清扫的方式或利用吸尘器进行收集。所述遮蔽保护涂层可以从被防护面剥离去除。所述遮蔽保护涂层水溶解速度快，且可生物降解，还可以用水清洗进行去除，滤除漆渣后的废水可直接排放，不会造成环境污染。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种遮蔽保护液，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇和水；所述聚乙烯醇的聚合度为100～1500，醇解度为50～99％。
优选地，所述聚乙烯醇的聚合度为150～1300，还优选为200～1200，进一步优选为250～1100。
优选地，所述聚乙烯醇的醇解度为60～99％，还优选地，醇解度为70～98％。
优选地，所述聚乙烯醇可以是聚合度在100～1500范围、醇解度在50～99％范围的不同聚合度和/或不同醇解度的聚乙烯醇的混合体系；还优选地，所述混合体系中，聚合度低的聚乙烯醇的含量高于聚合度高的聚乙烯醇的含量。
根据本发明，所述的遮蔽保护液中还可以包括如下组分中的一种或多种：增塑剂，润湿剂，消泡剂，流平剂，流变助剂，防霉剂。
优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水和增塑剂。
优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水、增塑剂和润湿剂。还优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水、增塑剂、润湿剂和消泡剂。还优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水、增塑剂、润湿剂、流平剂和流变助剂。还优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水、增塑剂、润湿剂、消泡剂、流平剂和流变助剂。进一步优选地，所述遮蔽保护液包括如下组分：聚乙烯醇、水、增塑剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、流变助剂和防霉剂。
根据本发明，所述的遮蔽保护液中还可以进一步包括如下组分：水溶性色素。
根据本发明，所述的遮蔽保护液中包括如下重量百分比的组分：聚乙烯醇为1～30％；水为余量。
根据本发明，所述的遮蔽保护液包括如下重量百分比的组分：
(1)聚乙烯醇1-30％，优选为4-15％，更优选为5-12％；
和下述组分(2)～(7)中的一种或多种：
(2)增塑剂0.01-5％(优选为0.01-3％，更优选为0.01-2％)，(3)润湿剂0.01-6％(优选为0.01-4％，更优选为0.01-3％)，(4)消泡剂0.01-5％(优选为0.01-3％，更优选为0.01-2％)，(5)流平剂0.01-7％(优选为0.01-5％，更优选为0.01-4％)，(6)流变助剂0.01-7％(优选为0.01-5％，更优选为0.01-4％)，(7)防霉剂0.01-4％(优选为0.01-2％，更优选为0.01-1％)；
和任选地，(8)水溶性色素0-4％(优选为0.01-2％，更优选为0.01-1％)；
以及余量的(9)水。
优选地，所述的遮蔽保护液包括如下重量百分比的组分：聚乙烯醇4-15％，增塑剂0.01-2％，润湿剂0.01-3％，消泡剂0.01-2％，流平剂0.01-4％，流变助剂0.01-4％，防霉剂0.01-1％，水溶性色素0.01-1％和余量的水。
根据本发明，所述增塑剂选自甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、聚乙二醇中的一种或其组合。
优选地，所述增塑剂选自甘油或聚乙二醇。
根据本发明，所述的遮蔽保护液具有较好的喷涂性、成膜性、存储稳定性。例如，所述的遮蔽保护液形成的涂层干燥速度快，成膜性良好，能够防飞漆、飞蜡，且具有优异的水溶性，易于用冷水清洗，同时可以长时间存储而不发生变质、分层等现象。
本发明还提供一种上述遮蔽保护液的制备方法，所述方法包括：将所述遮蔽保护液的各组分混合均匀，得到所述遮蔽保护液。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
1)按重量百分比选取遮蔽保护液中的各组分；
2)在搅拌条件下，将聚乙烯醇溶解于水中，得到无色透明溶液；
3)将遮蔽保护液中的其余组分分别加入到步骤2)制备得到的无色透明溶液中，搅拌均匀，即制备得到所述遮蔽保护液。
根据本发明，在步骤2)中，所述的水的温度优选为50-98℃，更优选为60-90℃。
本发明还提供一种遮蔽保护涂层，所述遮蔽保护涂层包含上述遮蔽保护液。
根据本发明，所述的遮蔽保护涂层是由上述遮蔽保护液制备得到的。
根据本发明，所述的遮蔽保护涂层具有耐有机溶剂的特性。
根据本发明，所述的遮蔽保护涂层易溶解在水中，具有较好的水溶性和可清除性。
本发明还提供上述遮蔽保护涂层的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：将遮蔽保护液涂覆到被防护表面，干燥成膜后，即形成遮蔽保护涂层。
根据本发明，所述的涂覆方式可以是喷涂、辊涂或刷涂等方式。
根据本发明，所述的被防护表面可以是油漆表面、铝制表面、镀锌板表面、不锈钢表面、有机软硬表面、无机软硬表面中的一种或多种。
根据本发明，所述的干燥可以是在室温下，经过5～120min后干燥。
本发明中，所述的干燥成膜时间不仅与温度有关，还与湿度有关。当空气温度较高、相对湿度较小时，所述成膜时间较短；当空气温度较低、相对湿度较大时，所述成膜时间较长。
本发明还提供上述遮蔽保护液的应用，所述遮蔽保护液可以用于防止飞漆、飞蜡、灰尘等污染物，还可以用于防止轻微刮伤以及焊接火花飞溅。
优选地，所述遮蔽保护液可应用于汽车、工程车辆、船舶、飞机、机械设备等的维修和/或保养时的防止飞漆、飞蜡、灰尘等污染物，还可以用于防止轻微刮伤以及焊接火花飞溅。
本发明的有益效果：
本发明提供一种遮蔽保护液及其制备方法与应用，及上述遮蔽保护液制备的涂层及所述涂层的制备方法，所述遮蔽保护液和遮蔽保护涂层具有以下优点：
(1)工艺简单：本发明所述的遮蔽保护液和遮蔽保护涂层的制备工艺简单易行，将所述各组分混合即可获得遮蔽保护液；所述遮蔽保护液的固含量与粘度适中，施工工艺简单方便，可以通过喷涂、刷涂或辊涂的方式涂覆在被防护表面，干燥后，即可制备得到均匀连续的遮蔽保护涂层；
(2)适用范围广，易于大面积施工：所述遮蔽保护液和遮蔽保护涂层能广泛应用于汽车、船舶、飞机、工程车辆、机械设备等的维修和/或保养时任何需要防飞漆、飞蜡、灰尘等污染物，还可以用于防止轻微刮伤以及焊接火花飞溅，而且可以通过喷涂的方式进行大面积快速施工；
(3)性能优异：所述遮蔽保护液能够在被防护表面形成均匀连续的遮蔽保护涂层，不溶于有机溶剂，可以有效地防止飞漆、飞蜡等对基材的污染，其具有较好的成膜性、喷涂性和存储稳定性，所述遮蔽保护液干燥后形成一层透明涂层，所述遮蔽保护涂层具有较好的水溶性，既能够从被防护表面剥离，剥离的涂层均匀连续无缺陷，也能够用冷水快速清洗；
(4)环保性：所述遮蔽保护液采用水为分散介质，形成的遮蔽保护涂层具有水溶性，可以方便地用水将遮蔽保护涂层清洗干净，清洗后表面无油漆和遮蔽保护涂层残留。由于成膜物质聚乙烯醇具有可生物降解性，滤除漆渣之后的废水可直接排放，不会造成环境污染，具有绿色、环保的特点。
具体实施方式
如前所述，本发明提供了一种遮蔽保护液，所述的遮蔽保护液中包括如下重量百分比的组分：聚乙烯醇为1～30％；水为余量；所述聚乙烯醇的聚合度为100～1500，醇解度为50～99％。
进一步地，所述的遮蔽保护液包括如下重量百分比的组分：
(1)聚乙烯醇1-30％，优选为4-15％，更优选为5-12％；
和下述组分(2)～(7)中的一种或多种：
(2)增塑剂0.01-5％(优选为0.01-3％，更优选为0.01-2％)，(3)润湿剂0.01-6％(优选为0.01-4％，更优选为0.01-3％)，(4)消泡剂0.01-5％(优选为0.01-3％，更优选为0.01-2％)，(5)流平剂0.01-7％(优选为0.01-5％，更优选为0.01-4％)，(6)流变助剂0.01-7％(优选为0.01-5％，更优选为0.01-4％)，(7)防霉剂0.01-4％(优选为0.01-2％，更优选为0.01-1％)；
和任选地，(8)水溶性色素0-4％(优选为0.01-2％，更优选为0.01-1％)；
以及余量的(9)水。
在本发明的一个优选实施方式中，所述遮蔽保护液中，聚乙烯醇是成膜物质，可以使所述遮蔽保护液具有较好的成膜性，其聚合度为100～1500(优选为150～1300，更优选为200～1200，还更优选为250～1100)，醇解度为50～99％(优选为60～99％，更优选为70～98％)。另外，所述聚乙烯醇可以是聚合度在100～1500范围、醇解度在50～99％范围的不同聚合度和/或不同醇解度的聚乙烯醇的混合体系；还优选地，所述混合体系中，聚合度低的聚乙烯醇的含量高于聚合度高的聚乙烯醇的含量。选择这样的聚乙烯醇，目的在于兼顾聚乙烯醇的成膜性，以及形成的保护涂层的强度、耐溶剂性和水溶性等性能。所述适宜聚合度的聚乙烯醇的加入使得所述遮蔽保护液在喷涂时雾滴均匀，遮蔽保护液湿膜能够充分润湿试板表面，且遮蔽保护液湿膜铺展均匀，无流挂、缩孔等问题。
本发明中的聚合度采用本领域公知的定义，即聚合度(DP，Degree of Polymerization)：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，通常以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。
本发明中的醇解度采用本领域公知的定义，即醇解度是醇解之后得到的产品中羟基占原有基团的百分比。
在本发明的一个优选实施方式中，所述增塑剂选自甘油、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、聚乙二醇中的一种或其组合。优选地，所述增塑剂选自甘油和聚乙二醇。所述保护液中引入增塑剂的目的在于调节涂层的硬度、强度与韧性。选择上述含量的增塑剂，原因在于不影响涂层的耐溶剂性和水溶性。
在本发明的一个优选实施方式中，所述润湿剂选自非离子型基材润湿剂，如聚醚改性有机硅、改性有机氟、氟碳类润湿剂、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物、炔醇类润湿剂。优选地，所述润湿剂选自聚醚改性聚硅氧烷、改性有机氟、氟碳类润湿剂、或炔醇类润湿剂。所述保护液中引入润湿剂的目的在于降低表面张力，使遮蔽保护液易于润湿基材表面。选择上述含量的润湿剂，原因在于能够有效降低表面张力至小于25达因/厘米。
在本发明的一个优选实施方式中，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂和聚醚类消泡剂。优选地，所述消泡剂选自有机硅类消泡剂。所述保护液中引入消泡剂的目的在于消除施工与成膜过程中产生的气泡，避免涂层产生缺陷。选择上述含量的消泡剂，原因在于有效消泡的同时不会导致涂层出现缩孔等不良现象。
在本发明的一个优选实施方式中，所述流平剂选自聚醚改性有机硅类、聚醚聚酯改性有机硅类流平剂。优选地，所述流平剂选自聚醚改性有机硅类。所述保护液中引入流平剂的目的在于调节湿膜的流平性，使其在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂层。选择上述含量的流平剂，原因在于能够保证流平性的同时不会导致流挂现象。
在本发明的一个优选实施方式中，所述流变助剂选自改性聚脲类、纤维素类流变助剂。优选地，所述流变助剂选自改性聚脲类。所述保护液中引入流变助剂的目的在于防止施工过程中出现流挂现象。选择上述含量的流变助剂，原因在于防止流挂的同时能够兼顾湿膜的流平性。
所述防霉剂没有特别的限定，适用于本发明的遮蔽液体系即可。所述保护液中引入防霉剂的目的在于防止遮蔽保护液在储存、运输过程中发生变质。选择上述含量的防霉剂，原因在于能够有效防止遮蔽保护液的发霉变质现象。
所述水溶性色素没有特别的限定，适用于本发明的遮蔽液体系即可。所述保护液中引入水溶性色素的目的在于使遮蔽保护液有不同的颜色，以示美观。选择上述含量的水溶性色素，原因在于能够识别出遮蔽保护液的颜色。
所述水没有特别的限定，适用于本发明的遮蔽液体系即可。所述保护液中引入水的目的是作为分散介质，可以使所述遮蔽保护液中各组分实现均匀混合。
本发明的遮蔽保护液采用上述配方，稳定性优异，长期储存不出现沉积、分层、浑浊等现象；喷涂性、成膜性优异；易于用水清除；等等。
以下结合实施例对本发明做进一步描述。需要说明的是，实施例不能作为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员理解，任何在本发明基础上所作的改进和变化都在本发明的保护范围之内。
本发明中采用的所有组分，若没有特别限定，均是商业上可以购买得到的。
例如，下述实施例中所述的各组分可以选自如下产品：
聚乙烯醇：日本可乐丽公司牌号为POVAL3-80(聚合度约为200-400、醇解度约为78.5-81.5％)的聚乙烯醇；牌号为POVAL5-74(聚合度约为400-600、醇解度约为72.5-74.5％)的聚乙烯醇；牌号为POVAL5-88*(聚合度约为400-600、醇解度约为86.5-89.0％)的聚乙烯醇；牌号为0588(聚合度约为400-600、醇解度约为86-90％)的聚乙烯醇；牌号为1088(聚合度约为800-1200、醇解度约为86-90％的聚乙烯醇；山西三维公司的牌号为098-08(聚合度约为800-1200、醇解度约为97-99％)的聚乙烯醇。
润湿剂：德国毕克公司的BYK 345，美国空气产品公司的Surfynol 104，上海泰格公司的Tech 278，英国科莱恩公司的Clariant LO070，广州斯洛柯公司的Silok 8008等等；
消泡剂：德国毕克公司的BYK 024，圣诺普科(上海)公司的Noptam 740A，辛醇，磷酸三丁酯等等；
流平剂：德国毕克公司的BYK 346，广州斯洛柯公司的Silok 355，Tech 249等等；
流变助剂：德国毕克公司的BYK 411，上海泰格公司的Tech 9012，美国Ashland公司Natrosol HEC等等。
实施例1
1)称取92g去离子水；
2)在80rpm的转速下，缓慢加入聚合度约为400-600、醇解度约为70％的聚乙烯醇7g；
3)继续搅拌并加热至60℃使聚乙烯醇全部溶解，得到无色透明溶液；
4)待聚乙烯醇溶液冷却后，继续搅拌，分别加入甘油0.15g，润湿剂0.3g，消泡剂0.04g，流平剂0.2g，流变助剂0.2g，蓝色水溶性色素0.01g，防霉剂0.1g，分散均匀，得到蓝色遮蔽保护液。
实施例2
1)称取87g去离子水；
2)在100rpm的转速下，缓慢加入牌号为0588(聚合度约为400-600、醇解度约为86-90％)的聚乙烯醇12g；
3)继续搅拌并加热至60℃使聚乙烯醇全部溶解，得到无色透明溶液；
4)待聚乙烯醇溶液冷却后，继续搅拌，分别加入聚乙二醇(平均分子量为800-1200g/mol)0.1g，润湿剂0.33g，消泡剂0.05g，流平剂0.2g，流变助剂0.3g，绿色水溶性色素0.01g，防霉剂0.01g，分散均匀，得到绿色遮蔽保护液。
实施例3
1)称取94g去离子水；
2)在110rpm的转速下，缓慢加入牌号为1088(聚合度约为800-1200、醇解度约为86-90％)的聚乙烯醇5g；
3)继续搅拌并加热至80℃使聚乙烯醇全部溶解，得到无色透明溶液；
4)待聚乙烯醇溶液冷却后，继续搅拌，分别加入甘油0.04g，润湿剂0.3g，消泡剂0.05g，流平剂0.2g，流变助剂0.25g，蓝色水溶性色素0.005g，防霉剂0.155g，分散均匀，得到蓝色遮蔽保护液。
实施例4
1)称取90g去离子水；
2)在100rpm的转速下，缓慢加入牌号为0588(聚合度约为400-600、醇解度约为86-90％)的聚乙烯醇8g和牌号为1088(聚合度约为800-1200、醇解度约为86-90％)的聚乙烯醇1g；
3)继续搅拌并加热至75℃使聚乙烯醇全部溶解，得到无色透明溶液；
4)待聚乙烯醇溶液冷却后，继续搅拌，分别加入聚乙二醇(平均分子量为500-700g/mol)0.14g，润湿剂0.25g，消泡剂0.05g，流平剂0.18g，流变助剂0.25g，蓝色水溶性色素0.008g，防霉剂0.122g，分散均匀，得到蓝色遮蔽保护液。
实施例5
1)称取91g去离子水；
2)在120rpm的转速下，缓慢加入日本可乐丽公司牌号为POVAL3-80(聚合度约为200-400、醇解度约为78.5-81.5％)的聚乙烯醇1.8g、牌号为POVAL5-74(聚合度约为400-600、醇解度约为72.5-74.5％)的聚乙烯醇3g、牌号为POVAL5-88*(聚合度约为400-600、醇解度约为86.5-89.0％)的聚乙烯醇3g、和山西三维公司的牌号为098-08(聚合度约为800-1200、醇解度约为97-99％)的聚乙烯醇0.4g；
3)继续搅拌并加热至95℃使聚乙烯醇全部溶解，得到无色透明溶液；
4)待聚乙烯醇溶液冷却后，继续搅拌，分别加入甘油0.04g，润湿剂0.28g，消泡剂0.04g，流平剂0.17g，流变助剂0.13g，绿色水溶性色素0.01g，防霉剂0.13g，得到绿色遮蔽保护液。
实施例6
将本发明上述实施例1-5中制备得到的遮蔽保护液，在试板(例如，铝板)上进行喷涂，并评价其性能。
方法：使用喷嘴内径为1.0-2.0mm的喷枪，喷涂时喷枪与试板之间的距离为200-300mm，喷涂方向要与试板成适当的角度(例如，约为90度)，喷枪中的空气压力为0.15-0.45MPa(空气应经过滤去除油、水及污物等杂质)；室温放置15-40min干燥成膜后，向具有涂层的试板表面喷洒少量溶剂型油漆漆雾形成污染物。
上述实施例1-5中制备得到的遮蔽保护液均可实现以下效果：
1)喷涂时雾滴均匀，遮蔽保护液湿膜能够充分润湿试板表面，且遮蔽保护液湿膜铺展均匀，无流挂、缩孔等问题。
2)遮蔽保护液干燥后形成一层透明涂层，涂层可从试板表面剥离，剥离的涂层均匀连续无缺陷。
3)用洗车水枪清洗具有油漆污染物的试板，清洗后试板表面无油漆和遮蔽保护涂层残留。
对比例1
对比例1的遮蔽保护液的制备方法同实施例1，区别仅在于所述的聚乙烯醇的聚合度和醇解度不同，对比例1中使用牌号为1788的聚乙烯醇(聚合度约为1600-1900、醇解度约为86-90％)。
采用试验例中的方法对对比例中的遮蔽保护液进行评价，其结果为：
1)遮蔽保护液粘度过大，喷涂时雾滴不均匀，湿膜能够润湿试板表面，但是流平性不足，且略有流挂现象；
2)遮蔽保护液干燥成膜后，涂层可剥离，剥离后的涂层不连续，有可见孔洞；
3)用洗车水枪清洗具有油漆污染物的试板，清洗后，试板表面有少量油漆斑点和保护涂层残留。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。