专利名称：水性涂料组合物、其制作方法及其用作可剥涂层保护膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种水性涂料组合物、水性涂料组合物的制作方法以及将水性涂料组 合物用作可剥涂层保护膜的方法。
背景技术：
汽车、舰船、武器装备、各类机械设备等外表漆膜，塑料件、各类型材、电器外壳、玻 璃钢制品等表面在制造、运输、储存过程中都有由于各种不同的原因受到不同程度的损伤 的可能，造成产品价值的损失。如汽车从出厂到售给用户这段时间内，通常是储存在露天的 停车场。在这段时间内，汽车漆膜将受到紫外线、酸雨、工业粉尘、建筑尘埃以及鸟类昆虫排 泄物等各种因素的侵蚀。由此产生的后果是，用户所购得的汽车表面质量低于出厂时的涂 装质量，造成产品价值的损失。因此，对汽车进行临时性保护是十分必要的。目前国内各汽车厂一是不保护，二是采用蜡保护，三是采用贴膜保护，四是极个别 厂采用可剥漆，但性能不理想。不用保护膜的坏处汽车表面质量低于出厂时的涂装质量，造成产品价值的损失。采用蜡保护特点是涂膜成本低，但除膜(包括除膜溶剂如煤油等、除膜水处理设 备、除膜人工)成本高，环境污染大。采用贴膜保护的坏处成本高、贴膜不平整，时间长后不易撕下，有时甚至把汽车 表面油漆破坏。目前国内有个别汽车厂使用可剥离涂料，但一般缺点较多。这些涂料具有下列较明显的缺点1、气味大，不环保；2、干燥慢，甚至要烘干，不 节能；3、可剥离温度范围窄，要求10-30°C;4、长期(六个月)室外暴晒后很难剥除，可剥性 能差。例如，200880018768. 4发明一种用于在基材上形成可剥临时涂层的水性涂料组合物， 所述水性涂料组合物包含至少一种水基成膜聚合物，其特征在于所述组合物额外包含氨基 树脂基聚合物固体颗粒。该发明含有氨基树脂基聚合物固体颗粒，用氨基树脂基聚合物固 体颗粒作为水性涂料组合物中的添加剂以改进临时涂层的可剥性，这种固体颗粒要求在干 燥成膜过程中用高沸点或有害有机溶剂如二甲基二丙二醇、双丙酮醇、甲基异丁基酮、2，2， 4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯(Texanol)、乙酸乙酯、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯等帮 助成膜，这些有机溶剂的存在可有利于分散的聚合物颗粒聚结形成均勻膜。但这些有机溶 剂的加入必然会增大水性涂料组合物的气味，同时造成室温干燥慢，要求干燥2小时，或在 60°C下干燥30分钟。
发明内容
本发明的目的是根据现有的市场现状，提供一种综合性能优异的可剥涂层保护膜。本发明提出的一种用于在基材上形成可剥涂层保护膜的水性涂料组合物，它以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，其特征在于所述水性涂料组合物包含如下重量份数 的物质(A)合成树脂乳液60-90份，(B)附着力调节剂1. 0-3. 0份，(C)颜填料5-10 份，(D)消泡剂0. 5-1. 5 份，(E)分散剂0.3-1. 2 份，(F)增稠剂1. 0-3.0 份，(G)防腐剂0. 02-0. 1 份(H)乙醇7-15 份，(I)去离子水7-15份。上述的合成树脂乳液采用硬乳液和软乳液复配，不需要添加成膜助剂即可成膜， 因而可降低涂料气味。把硬乳液和软乳液共混可以减少用于帮助成膜的高沸点的有机溶剂 的用量，减小了气味，同时有利提高干燥速度。上述的合成树脂乳液可选用乙丙乳液、苯丙乳液、改性软丙烯酸酯弹性乳液、弹性 聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙弹性橡胶乳液中的一种或几种。上述的水性涂料组合物中的附着力调节剂可选用水性脱模剂、表面活性剂、合成 机油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一种或几种。通过加入附着力调节剂、调整乳胶分子的 极性和柔韧性调节涂膜附着力，满足对不同表面附着力要求。极性小、柔韧性好的聚合物对 形成好的可剥涂层是有利的。上述的水性涂料组合物中的颜填料可选用钛白粉、酞菁蓝、酞菁绿、碳黑、滑石粉、 硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或几种。上述的水性涂料组合物中的消泡剂可选用矿物油类、有机聚硅氧烷类中的一种或 两种。上述的水性涂料组合物中的分散剂选用的是聚丙烯酸钠盐、非离子界面活性剂中 的一种或两种。上述的水性涂料组合物中的增稠剂选用的是非离子型聚氨酯类化合物。本发明还提供了一种制造上述的水性涂料组合物的方法，其制作过程包含如下步 骤(1)准确称量上述水性涂料组合物所包含各组份的重量份数；(2)将防腐剂在搅拌下加乙醇、去离子水的混合物中为(a)备用；(3)配制合成树脂乳液(A)可选用乙丙乳液、苯丙乳液、改性软丙烯酸酯弹性乳 液、弹性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙弹性橡胶乳液中的一种或几种复合，复合时是在将一 种乳液进行搅拌的情况下加入其他种乳液混合成(b)；(4)依次将分散剂、颜填料、附着力调节剂、增稠剂、消泡剂、和(a)在搅拌下加入 (b)中，搅拌15分钟即为一种水性涂料组合物。同时本发明通过用乙醇替代部分水、加入针形粉状填料，如硅灰石粉，硅灰石粉是 针状晶体，这为干燥过程中水分的快速通过提供了通道，有利于加快干燥速度，选择快干乳 液并控制难挥发成份的加入量等方法提高干燥速度。用最简单经济的方法提高了常温干燥速度，不需要烘烤可自然干燥成膜。本发明的水性涂料组合物，施加到物体表面形成的可剥涂层保护膜，室温下 (25 35°C )30分钟可干燥。具有很好的可剥性能，0 50°C手工可剥除。同时，这种可剥 涂层保护膜综合性能优异，气味低，无毒环保；常温干燥快，节约能源；可剥离温度范围宽， 漆膜0-50°C可剥离，可剥性能好，在室外长期使用不影响可剥性能；剥离时不产生水污染， 有利环境保护，节省水、溶剂(如煤油)等资源。上述的水性涂料组合物在基材上形成可剥涂层保护膜的方法，该方法将水性涂料 组合物施加到基材表面，并使其在基材表面形成可剥涂层保护膜。上述基材可以是为塑料、油漆、玻璃、瓷器、不锈钢、铝合金。本发明提供的涂料形成的可剥涂层保护膜之所以可剥性好，是因为采用了不挥发 性水不溶性抗高温氧化的附着力调节剂如乳化硅油、合成机油等，避免了在室外使用时因 风雨阳光和热老化等影响附着力调节剂的渐渐损失或失效，克服了保护涂层在室外使用时 随着时间的延长附着力会增大的缺点。涂料中含有的乳胶粒子在水中是均勻分散的，施加 在基材上形成湿膜之后，涂料在由湿膜变成干膜保护膜过程中，涂料中的水份和乙醇会不 断的挥发，这使得乳胶粒子相互接近，水和乙醇进一步挥发，使得乳胶粒子相互接触，相互 接触的乳胶粒子就形成了连续的涂层保护膜，而附着力调节剂等有效成份可保留在保护膜 中，并富聚在基材和保护膜之间形成弱的结合层，这种弱的结合层在各种自然环境中具有 很好的稳定性，确保了可剥涂层保护膜长久的可剥性。只要保护膜的内聚力高于基材和保 护膜之间结合力，保护膜的可剥性就能得到保证。若涂料中没有添加合成机油或乳化硅油，当遇到高温、湿热和紫外线老化时会出 现附着力增大现象。这可能是由于单纯的水性脱模剂在基材和保护膜之间形成弱的结合层 常温下还较稳定，而在高温等异常情况下会使脱模剂分子迁移扩散而损失，弱的结合层中 脱模剂含量减少，使基材和保护膜之间结合力增大，甚至超过保护膜的内聚力，影响保护膜 的可剥性。而合成机油或乳化硅油则很稳定，高温下不挥发、水不溶，也不会和保护膜相溶 产生迁移扩散而损失，或是过程很缓慢，使基材和保护膜之间结合力始终保持稳定，从而确 保了长久的可剥性。本发明采用了乳液共混改性技术，利用不同成本、不同性能乳液共混以达到降低 成本，同时达到保护涂层的基本性能要求，如适当的弹性、对冷热的适应性、耐候性等。由于 采用硬乳液和软乳液复配，同时也没有如专利200880018768. 4中采用氨基树脂基聚合物 固体颗粒改进临时涂层的可剥性，因此不需要添加高沸点的有机成膜助剂即可很好成膜， 从而可降低涂料气味，并有利提高干燥速度。软乳液的玻璃化温度(Tg)较低，通常在室温 以下，即使与相当量的硬乳液混合(如50比50混合)，不加成膜助剂，也能在室温干燥成 膜。干燥成膜时，软乳液聚合物可以变形填充在硬乳液聚合物空隙之间，形成连续相，而硬 乳液聚合物则可赋予涂膜良好的强度，并提供抗粘连性。在硬乳液足够细时，干燥后的聚合 物能均勻地分布在软乳液聚合物基体中间，当两种聚合物的折射率相似时，就能得到透明 的聚合物涂膜，并具有相应的涂膜强度。在室温下(25 35°C )考察本发明的涂料的干燥时间发现用乙醇代替部分水 作涂料的溶剂，干燥时间会缩短，干燥时间从40分钟缩短到30分钟(干燥程度以用手指 压涂层而涂层不粘附到手指为准。)，这说明乙醇的加入可提高干燥速度。根据ISO 24092007(E)色漆和清漆-划格试验方法评价本发明的涂料的附着力发现添加有合成润滑油 的涂料在自然干燥M小时的条件下测试其附着力> 4级，在82°C X 168h的条件下测试其 附着力为> 4级，在QUV老化250h的条件下测试其附着力为> 4级，在60°C水蒸气16 的 条件下测试其附着力为彡4级。而不加合成润滑油的涂料在室温下05 35°C )自然干 燥M小时的条件下测试其附着力> 4级，在82°C X 16 的条件下测试其附着力为3级，在 QUV老化250h的条件下测试其附着力为3级，在60°C水蒸气16 的条件下测试其附着力 为3级。这说明添加合成润滑油的涂料形成的保护膜能有效地控制附着力增大，易于剥离。
具体实施例方式实施例1(对比实施例)一种用于在基材上形成可剥涂层保护膜的水性涂料组合物，它以合成树脂乳液为 基料，以水为分散介质，这种水性涂料组合物包含如下表所示的重量份数的物质
权利要求
1.一种水性涂料组合物，它以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，其特征在于该 水性涂料组合物由以下物质按照下列重量分数组成(A)合成树脂乳液60-90份，(B)附着力调节剂1.0-3.0份，(C)颜填料5-10份，(D)消泡剂0.5-1. 5份，(E)分散剂0.3-1. 2份，(F)增稠剂1.0-3.0份，(G)防腐剂0.02-0. 1 份，(H)乙醇7-15份，(I)去离子水7-15份。
2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的合成树脂乳液采用硬乳 液和软乳液复配。
3.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的合成树脂乳液可选用乙 丙乳液、苯丙乳液、改性软丙烯酸酯弹性乳液、弹性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙弹性橡胶 乳液中的一种或几种复合。
4.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的附着力调节剂可选用水 性脱模剂、表面活性剂、合成机油、乳化硅油、改性聚硅氧烷中的一种或几种复合。
5.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的颜填料可选用钛白粉、 酞菁蓝、酞菁绿、碳黑、滑石粉、硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或几种复合。
6.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的消泡剂可选用矿物油 类、有机聚硅氧烷类中的一种或两种复合。
7.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的分散剂选用的是聚丙烯 酸钠盐、非离子界面活性剂中的一种或二种。
8.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于所述的增稠剂选用的是非离子 型聚氨酯类化合物。
9.一种制造权利要求1所述的水性涂料组合物的方法，其制作过程为i准确称量权利要求1所述水性涂料组合物所包含各组份的重量份数； 将防腐剂(G)在搅拌下加入乙醇(H)、去离子水(I)的混合物中为(1)备用；iii配制合成树脂乳液(A)可选用乙丙乳液、苯丙乳液、改性软丙烯酸酯弹性乳液、弹 性聚氨酯乳液、醇酸乳液和硅丙弹性橡胶乳液中的一种或几种复合，复合时是在将一种乳 液进行搅拌的情况下加入第二种乳液混合成O)；iv依次将分散剂、颜填料、附着力调节剂、增稠剂、消泡剂、和(1)在搅拌下加入(2)中， 搅拌15分钟即为一种水性涂料组合物。
10.一种利用权利要求1所述的水性涂料组合物在形成可剥涂层保护膜的方法，其特 征在于将权利要求1中所述的水性涂料组合物施加到物体表面形成可剥涂层保护膜。
全文摘要
本发明涉及一种水性涂料组合物、水性涂料组合物的制作方法以及将水性涂料组合物用作可剥涂层保护膜的方法。本发明的水性涂料组合物以合成树脂乳液为基料，以水为分散介质，将采用本发明的方法制作的水性涂料组合物施加到物体表面形成可剥涂层保护膜，形成的可剥涂层保护膜综合性能优异，环保、常温干燥快、可剥离温度范围宽、可剥性能好。
文档编号C09D125/14GK102127345SQ201010592499
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者许月红, 阙会斌, 鲁初明 申请人:武汉吉亨新材料科技有限公司