CN100532491C - 抛光组合物及抛光制品 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于表面涂层的抛光组合物，它包括蜡、硅氧烷树脂和溶剂，其特征在于，按100重量份市售抛光组合物计，它还包括1-10重量%的含氟热塑性聚合物，所述含氟热塑性聚合物的粘度为10-100mPa·s，密度为1.00-3.00g/cm3，熔点为50-300℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面涂层(例如漆膜)的抛光组合物，经该组合物抛光后，在表面涂层上形成一层保护膜，从而使抛光的表面免遭例如雨水冲刷、紫外线老化等的不利影响。本发明还涉及带有由这种抛光组合物形成的保护膜的制品。
背景技术
带有涂覆表面的制品，例如汽车、户外金属广告牌等，经长期户外使用后其表面涂层在紫外光和弱酸性的雨水作用下会发生老化，从而失去光泽。另外，对于例如汽车之类的制品，经常需要清洗以保持表面清洁，清洗时清洁布或海绵的摩擦也会磨损其表面涂层。
为了防止或延缓表面涂层的老化并减少磨损，通常在例如汽车的涂层表面上形成一层釉面保护层来保护所述涂层免遭紫外光和弱酸性雨水的侵蚀以及例如清洗时的磨损。
目前用于形成釉面保护层的涂料组合物主要含有蜡、硅油/硅氧烷树脂和溶剂。虽然这种涂料组合物起到了保护表面涂层的作用，但是其耐久性较差。因此，仍需要开发具有改进的耐久性的涂料组合物。
发明的内容
本发明的目的是提供一种用于表面涂层的抛光组合物，它包括蜡、硅氧烷树脂、溶剂和任选的添加剂，其特征在于，按100重量份上述组分计，它还包括1-10重量％的含氟热塑性聚合物，所述含氟热塑性聚合物的粘度为10-100mPa·s，密度为1.00-3.00g/cm3，熔点为50-300℃。
本发明另一个目的是提供一种带有本发明组合物形成的保护膜的制品。
具体实施方式
下面结合具体实例更详细地说明本发明。
1.含氟热塑性聚合物
在本发明组合物中，含氟热塑性聚合物用于改善经该组合物抛光后在表面涂层上形成的保护膜的耐久性，还用于提高形成的保护膜的光滑度。
在本发明的一个较好实例中，所述适用于本发明的含氟热塑性聚合物选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF)的聚合物或其共聚物。这种含氟热塑性聚合物的粘度为10-100mPa·s，较好为20-100mPa·s，更好为20-76mPa·s；其密度为1.00-3.00g/cm3，较好为1.10-2.50g/cm3，更好为1.2-1.4g/cm3；熔点为50-300℃，较好为140-240℃，更好为160-240℃。
适用于本发明的含氟热塑性聚合物可用常规的方法合成制得，例如，它可用常规的水相乳液聚合、悬浮聚合等方法制得；也可从市场上购得。例如它可以DyneonTMTHV 340C、DyneonTMTHV 510D和DyneonTMTHV 810CX的商品名购自美国3M公司。
在本发明组合物中，以蜡、硅氧烷树脂、溶剂和任选的添加剂组分的总量为100重量份计，所述含氟热塑性聚合物的用量为1-10重量％，较好为3-6重量％。
2.蜡
本发明组合物含有蜡。适用于本发明抛光组合物的蜡无特别的限制，它是本领域常用的蜡。这种蜡组分可以是天然的或合成的、粘性的或固体热敏物质。它主要由高分子量烃或脂肪酸酯组成，它不溶于水，但是可溶于大多数有机溶剂。
在本发明组合物中，所述蜡组分提供抛光所需的硬度、擦亮性能和手感。并用于使抛光组合物“俘获”溶剂，即将溶剂夹持在蜡相中，以便擦亮漆膜形成高光泽度的无条纹或污点的抛光表面。
在本发明组合物中，所述蜡组分可以是两种或多种不同蜡的掺混物。适用的蜡的非限定性例子有例如合成蜡；天然蜡，如动物或植物蜡、矿物蜡及其微晶化、氧化或化学改性产品。
动物蜡的例子包括鲸蜡、蜂蜡、羊毛蜡、中国虫蜡和虫胶蜡。植物蜡的例子包括巴西棕榈蜡、小烛树蜡、棕榈蜡、蜡果杨梅脂、西蒙得木蜡、甘蔗蜡、米糠蜡、亚麻蜡、泥煤蜡、日本蜡、小冠巴西棕蜡和地蜡。
合成蜡的例子包括烯键聚合物聚醚酯和氯化萘等。
矿物蜡的例子包括石蜡(衍生至具有26-30个碳原子的直链烃)、聚乙烯、褐煤蜡、天然地蜡、凡士林等。
在本发明的一个较好实例中，所述蜡是天然巴西棕榈蜡，它可以是C24-28脂肪酸的酯、C32-34直链醇、ω-羟基酸(HO(CH2)xCOOH，x＝17-29)和少量的酯化的α，ω-二醇(HO(CH2)yOH，y＝22至28)的混合物。
在本发明组合物中，所述蜡组分的含量为常规的含量。在本发明的一个较好实例中，所述蜡组分的量占除所述含氟聚合物以外组分的总重量的1-10重量％，较好为2-6重量％。
3.溶剂
本发明抛光组合物还含有溶剂，用于溶解蜡，以便形成容易被水乳化的透明溶液。使用溶剂还有助于在抛光过程中溶解并除去附着在表面涂层上的少量道路沥青和油污。因此，溶剂也起清洁剂的作用。
适用于本发明组合物的溶剂可以是本领域常规的溶剂，其非限定性例子有脂肪烃，如矿物油、石油脑、干洗溶剂油、煤油、二戊烯、硅氧烷树脂和含氟热塑性聚合物；脂环烃；芳香烃，例如甲苯或二甲苯；萜烯，例如松油和松节油。
在本发明组合物中，溶剂的用量可以是任何常规的量。在本发明的一个较好实例中，所述溶剂的含量占除所述含氟聚合物以外组分的总重量的10-60重量％，较好为30-50重量％。
4.硅氧烷树脂
在本发明抛光组合物中还可含有硅氧烷树脂，它作为润滑剂有助于抛光。所述硅氧烷树脂无特别的限制，可以是本领域常用的任何硅氧烷树脂。在本发明的一个较好实例中，所述硅氧烷树脂包括通式为(CH3)3SiO[SiO(CH3)2]nSi(CH3)3的聚二甲基硅氧烷，其粘度较好为50-100,000厘沲，更好为100-30,000厘沲。在本发明的另一个实例中，使用氨基甲氧基官能的聚二甲基硅氧烷作为所述硅氧烷树脂组分，它利用氨基的高极性来提高保护膜在涂覆表面上的粘附性。
在本发明组合物中，所述硅氧烷树脂的含量占除所述含氟聚合物以外组分的总重量的10-40重量％，较好为20-35重量％。
5.其它组分
在本发明抛光组合物中，还可含有其它组分，例如磨料、研磨助剂、芳香剂、阻燃剂、紫外光吸收释剂、防腐剂等。
适用于本发明组合物的磨料可以是本领域常用的磨料，其非限定性例子有例如氧化铝、硅酸盐、粘土、无定形二氧化硅、结晶二氧化硅、浮石、石榴石和微晶二氧化硅。较好是无定形硅酸铝。在本发明的一个较好实例中，所述磨料的中值粒径为0.5-5微米。
在本发明组合物中，所述选自磨料、研磨助剂、芳香剂、阻燃剂、紫外光吸收剂、防腐剂等中至少一种的添加剂的含量占除所述含氟聚合物以外组分的总重量的0-20重量％，较好为0-10重量％。
使用时，可将本发明抛光组合物制成水乳液的形式。例如可向本发明抛光组合物中加入水，均匀混合后形成乳液。水的加入量取决于所需乳液的浓度。在阅读了本发明公开的内容后，本领域的普通技术人员结合最终用途可容易地确定合适的水加入量。
本发明抛光组合物可用本领域已知的任何方法制得。在本发明的一个较好实例中，将蜡、溶剂和硅氧烷树脂液加入混合器中低速混合，同时将温度提高至蜡的熔融温度，在形成透明溶液后停止加热；平行地将本发明组合物的其它组分加入水中，加热至约40-70℃，随后在约500-1000rpm的高搅拌速度下加入上面制得的透明蜡溶液。在保持该搅拌速度的同时将温度冷却至室温，得到均匀的乳液。
使用本发明组合物可有利地对表面涂层进行抛光。抛光后的表面涂层上遗留有一层保护膜，这种保护膜可长时间地保护所述涂层免遭例如弱酸性雨水和紫外光的侵蚀。
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例
在下列实施例中使用的含氟热塑性聚合物溶液的性能如下：
氟聚合物溶液A：购自美国3M公司的DyneonTM THV 340C含氟热塑性聚合物溶液，它是一种含49-51重量％HFP/VDF/TFE共聚物、47-49重量％水和0-3重量％月桂酸的溶液。所述共聚物根据DIN54453测得的粘度为76mPa·s(D＝210s-1)；根据ASTM D 4591测得的熔点为145℃；根据ASTM 1298测得的密度为1.32g/cm3；
氟聚合物溶液B：购自美国3M公司的DyneonTMTHV 510D含氟热塑性聚合物溶液，它是一种含29-34重量％HFP/VDF/TFE共聚物、66-71重量％水的溶液。所述共聚物根据DIN54453测得的粘度为21mpa·s(D＝210s-1)；根据ASTM D 4591测得的熔点为165℃；根据ASTM 1298测得的密度为1.21g/cm3；
氟聚合物溶液C：购自美国3M公司的DyneonTMTHV 810CX含氟热塑性聚合物溶液，它是一种含45-55重量％HFP/VDF/TFE共聚物、40-50重量％水和0-6重量％乙氧基化的烷基酚的溶液。所述共聚物根据DIN54453测得的粘度为≤100mPa.s(D＝210s-1)；根据ASTM D 4591测得的熔点为239℃；根据ASTM1298测得的密度为1.15g/cm3。
实施例1
本实施例比较本发明抛光组合物在经抛光的表面涂层上形成的保护膜的耐久性
1.配制抛光组合物
按表1所述组成将蜡、溶剂和硅氧烷树脂液加入搅拌釜中以200-300RPM转速混合，同时将温度提高至蜡的熔融温度，在形成透明溶液后停止加热；平行地将表1所列的其它组分加入水中，加热至约40-70℃，随后在约500-1000RPM的高搅拌速度下加入上面制得的透明蜡溶液。在保持该搅拌速度的同时将温度冷却至室温，得到均匀的乳液。
表1
| 组分 | 试样1(重量份) | 试样2(重量份) | 试样3(重量份) | 试样4(重量份) |
| 氟聚合物溶液A | -- | 4 | -- | -- |
| 氟聚合物溶液B | -- | -- | 4 | -- |
| 氟聚合物溶液C | -- | -- | -- | 4 |
| 巴西棕榈蜡 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 石脑油 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 聚二甲基硅氧烷<sup>(1)</sup> | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 氨基聚二甲基硅氧烷<sup>(2)</sup> | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 研磨剂<sup>[3]</sup> | 7 | 7 | 7 | 7 |
| 去矿质水 | 56 | 52 | 52 | 52 |
(1)：该聚二甲基硅氧烷具有通式(CH3)3SiO[SiO(CH3)2]10Si(CH3)3；
(2)：该氨基聚二甲基硅氧烷具有通式CH3Si(CH3)2[SiO(CH3)2]m[SiO(CH3)(CH2)3NHCH2CH2NH2]nOCH3(M平均值为60；N平均值为1)；
(3)：无定形硅酸铝，中值粒径为1微米。
2.耐久性试验
取一涂覆有黑色聚氨酯汽车漆的试验板，用3M汽车洗涤皂(PN 36077，10％水溶液)洗涤干净，并干燥。用下列方法在该试验板上涂覆表1所述的抛光组合物：
用3M非织造汽车抹布在各个试验板上涂抹抛光组合物，使之干燥约20分钟，用另一块干净的3M非织造汽车抹布擦除干燥的抛光组合物，并抛光至涂层表面光滑并光亮。用JC2000A接触角/界面试验仪(JC2000A静滴接触角/界面张力测量仪，购自上海中晨数字技术设备有限公司)在同一试验板的10个不同的位置上分布滴加约2微升的去离子水滴，测得接触角。其算术平均值列于表2。
对经测量后的试验板进行如下清洗试验：
用3M汽车洗涤皂(PN 36077 Car Wash Soap，10％水溶液)浸润3M非织造汽车抹布，将该抹布安装在Abrasion Tester(BYK-Gardner abrasion tester 115VAC，购自BYK-Gardner USA Company)上，试验板固定在汽车抹布正下方。在3.6公斤负载下使抹布来回摩擦试验板表面，共40次。用去离子水冲洗20秒后，干燥并用上述方法测定接触角，结果列于表2。
表2
| 试样 | 抛光后清洗前的接触角 | 清洗后的接触角 |
| 1 | 97.3° | 37.7° |
| 2 | 97.0° | 77.0° |
| 3 | 98.0° | 82.0° |
| 4 | 97.1° | 90.0° |
由上述试验结果可见，本发明抛光组合物中加入含氟热塑性聚合物可提高抛光形成的保护膜的耐擦洗性，从而可长久地保护表面涂层免遭例如紫外光、弱酸性雨水的侵蚀。
实施例2
本实施例比较本发明抛光组合物与现有的抛光蜡的抛光效果。
1.制备抛光组合物
按表3所述制得抛光组合物：
表3
(1)一种烃溶剂，购自美孚石油公司；
(2)一种氨基烷基聚硅氧烷乳化剂，购自Goldschmidt Industrial ChemicalCorporation；
(3)一种氨基烷氧基二甲基聚硅氧烷，购自Dow Corning Chemical，inc.；
(4)一种氨基烷氧基二甲基聚硅氧烷，购自Dow Corning Chemical，inc.；
(5)一种纯丙乳液聚合物，购自Rohm&Haas Company；
(6)一种防腐剂，购自上海高维实业有限公司。
2.试验表面光泽度和接触角
用与实施例1相同的方法制得试验板并进行抛光，但是抛光使用的是表3所列的本发明抛光组合物和市售的含
光亮汽车漆封接蜡。用BYK-微型光泽度仪(A-4430微型多角度光泽计，购自BYK-Gardner USA Company)测定其光泽度，并用实施例1所述方法测定其对去离子水和正十六烷的接触角，以及清洁测试过后的去离子水和正十六烷的接触角。结果列于表4。
表4
| 实施例2 | 光亮汽车漆封接蜡 | |
| 60°光泽度 | 92.1 | 92.5 |
| 水接触角 | 103.75° | 100.25° |
| 清洁后水接触角 | 81.0° | 59.5° |
| 正十六烷接触角 | 25.0° | 19.5° |
| 清洁后正十六烷接触角 | 23.0° | 14.75° |
由上面的比较可见，本发明抛光组合物的效果基本达到市售的抛光蜡的抛光效果，但是其形成更耐久的保护膜。
在不偏离所附权利要求的范围的情况下，本领域的普通技术人员可对本发明进行各种变化和改进。本发明的范围包括这种变化和改进。
Claims (8)
1.一种用于表面涂层的抛光组合物，它包括蜡、硅氧烷树脂和溶剂，其特征在于，按100重量份上述组分计，它还包括1-10重量％的含氟热塑性聚合物，所述含氟热塑性聚合物包括六氟丙烯/偏氟乙烯/四氟乙烯的共聚物，并且所述含氟热塑性聚合物的粘度为10-100mPa·s，密度为1.00-3.00g/cm3，熔点为50-300℃。
2.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于所述含氟热塑性聚合物的粘度为20-100mPa·s、密度为1.10-2.50g/cm3、熔点为140-240℃。
3.如权利要求1或2所述的抛光组合物，其特征在于所述组合物含有1-10重量％的蜡、10-40重量％的硅氧烷树脂、30-60重量％的溶剂和0-20重量％的选自磨料、研磨助剂、芳香剂、阻燃剂、紫外光稀释剂、防腐剂中至少一种的添加剂以及按100重量份上述组分计1—10重量％的含氟热塑性聚合物。
4.如权利要求3所述的抛光组合物，其特征在于所述组合物含有2-6重量％的蜡、20-35重量％的硅氧烷树脂、50-60重量％的溶剂和0-20重量％的选自磨料、研磨助剂、芳香剂、阻燃剂、紫外光稀释剂、防腐剂中至少一种的添加剂以及按100重量份上述组分计3-6重量％的含氟热塑性聚合物。
5.如权利要求1或2所述的抛光组合物，其特征在于所述含氟热塑性聚合物的含量为3-6重量％。
6.如权利要求1或2所述的抛光组合物，其特征在于所述抛光组合物是水乳化的透明溶液。
7.一种用权利要求1-6中任一项所述的抛光组合物抛光的制品。
8.如权利要求7所述的制品，其特征在于所述制品选自汽车、户外广告牌。
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