CN102863894B - 一种水基环保型镜片临时保护涂料组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水基环保型镜片用临时保护涂料组合物及其制备方法。该涂料组合物在镀膜镜片表面所形成的临时保护膜，能够有效地防止镜片在运输、存储以及配镜加工过程中发生表面磨损、杂质吸附以及中心偏移，配镜加工完成后该临时保护膜易于剥离。本发明解决了水基涂料在低表面能镀膜镜片表面的润湿涂布问题，能够完全替代同类型常规溶剂型涂料，具有环保的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种水基环保型镜片临时保护涂料组合物及其制备方法，该涂料组合物用于具有介质薄膜层镀膜光学镜片的临时性保护。
背景技术
镀膜光学镜片在出厂前的成品检验与包装、出厂后的运输与存储以及最终销售时的磨边加工等过程中极易受到污染与损伤。因此，需在上述过程中对光学镜片进行临时性保护。目前，对镀膜光学镜片进行临时性保护主要有两种方法：一是采用镜片加工保护贴，二是采用镜片加工临时保护涂料。保护贴是一类单面透明的胶片，在镜片两表面贴上从而达到保护的作用，但保护贴存在价格昂贵、贴膜效率低、使用处理不方便的缺点。临时保护涂料能够克服保护贴的缺点，但现有相关专利和论文中所制备的镀膜光学镜片用临时保护涂料均为溶剂型涂料，所使用的芳香烃类或酮类有机溶剂在涂料的生产过程中将造成环境的污染。同时，在密闭无尘的镜片生产环境中使用有机溶剂将对操作人员的健康产生不利的影响。
使用水基环保型镜片用临时保护涂料组合物替代同类型常规溶剂型临时保护涂料组合物，避免有机溶剂的使用是解决上述问题的一条捷径。但是，具有介质薄膜层的镀膜光学镜片，包括耐磨损层（硬膜）、多层减反射膜和顶膜抗污膜，其最外表层的顶膜抗污膜具有强烈的憎水性，水基涂料组合物难以对镀膜镜片表面进行润湿，从而无法进行涂布，这严重阻碍了水性涂料在该领域的应用。
发明内容
本发明的第一个目的是：提供一种水基环保型镜片临时保护涂料组合物。该组合物以水为主要稀释剂，不含任何芳香烃类或酮类有机溶剂，无刺激性气味、无毒害，具有环保优势，能在具有憎水特性的低表面能镀膜镜片表面进行润湿涂布，该组合物所形成的临时保护膜，能够有效地防止镜片在检验、包装、运输、存储以及配镜加工过程中发生表面磨损与杂质吸附，配镜加工完成后该临时保护膜易于整片剥离。
实现本发明第一个目的的技术方案是：一种水基环保型镜片用临时保护涂料组合物，其特征在于，各组分按重量百分比计为：水性成膜树脂50－70％，水性润湿助剂0.05－1％，水性消泡助剂0.05－2％，抗粘连助剂0.1－1％，保湿剂5－8％，稀释剂20－40％。上述各组分的重量百分比之和为100％。所述水性成膜树脂为中海油常州涂料化工研究院生产的APU-Y丙烯酸聚氨酯水分散性树脂；所述水性润湿助剂为Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217、FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100中的一种或几种，其中Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217是由哈尔滨雪佳化学有限公司生产的水性润湿助剂，FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100是由美国杜邦公司生产的水性润湿助剂，FC-4430是由美国3M公司生产的水性润湿助剂；所述水性消泡助剂为BYK-019、BYK-021、BYK-022、DC-2210、DC-1430、DC-1410、TEGO Foamex 815N、TEGO Airex 904w中的一种或几种，其中BYK-019、BYK-021、BYK-022为德国毕克公司生产的水性消泡剂，DC-2210、DC-1430、DC-1410为美国道康宁公司生产的水性消泡剂，TEGOFoamex 815N、TEGOAirex 904w为德国Degussa公司生产的水性消泡剂；所述抗粘连助剂为德国毕克公司的BYK-371或美国道康宁公司的DC-51；所述保湿剂为丙三醇；所述稀释剂为去离子水。
本发明的第二个目的是：提供一种水基环保型镜片临时保护涂料组合物的制备方法。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种制备权利要求1所述水基环保型镜片用临时保护涂料组合物的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
按重量百分比计，首先将50～70%水性成膜树脂与0.05～1%水性润湿助剂加入容器中，用高速分散机以500rpm的转速搅拌2小时，接着在容器中依次加入0.05～2%水性消泡助剂和0.1～1%抗粘连助剂，用高速分散机再以500rpm的转速搅拌1小时，再在容器中依次加入5～8%的保湿剂和20～40%的稀释剂，用高速分散机以500rpm的转速搅拌10~15分钟，经过滤即制得水基环保型镜片用临时保护涂料组合物。
所述水性成膜树脂为中海油常州涂料化工研究院生产的APU-Y丙烯酸聚氨酯水分散性树脂；所述水性润湿助剂为Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217、FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100中的一种或几种，其中Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217是由哈尔滨雪佳化学有限公司生产的水性润湿助剂，FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100由美国杜邦公司生产的水性润湿助剂，FC-4430是由美国3M公司生产的水性润湿助剂；所述水性消泡剂为BYK-019、BYK-021、BYK-022、DC-2210、DC-1430、DC-1410、TEGO Foamex 815N、TEGO Airex 904w中的一种或几种，其中BYK-019、BYK-021、BYK-022为德国毕克公司生产的水性消泡剂，DC-2210、DC-1430、DC-1410为美国道康宁公司生产的水性消泡剂，TEGOFoamex 815N、TEGOAirex 904w为德国Degussa公司生产的水性消泡剂；所述抗粘连助剂为德国毕克公司的BYK-371或美国道康宁公司的DC-51；所述保湿剂为丙三醇；所述稀释剂为去离子水。
本发明的技术效果是：本组合物使用的含氟水性润湿助剂具有强烈的降低水溶液表面张力的能力，从而有效降低涂料组合物的整体表面张力，解决了水基涂料在具有憎水特性的低表面能镀膜镜片表面的润湿涂布问题。本组合物使用的水性成膜树脂，具有合适的硬度、强度和延伸率，既保护镀膜镜片在配镜加工过程中不受损伤，又保证涂膜在配镜加工完成后易于整片剥离；具有良好的透光性，不影响镀膜镜片的折射率；在常温或低温烘烤（＜50℃）条件下能够自干成膜，满足镀膜镜片的涂布干燥工艺。本组合物使用的抗粘连助剂，能够调节涂膜与镜片基材之间的粘结力，既保证涂膜在配镜加工完成前不易脱落，又保证涂膜在配镜加工完成后易于整片剥离。本组合物以水为主要稀释剂，不含任何芳香烃类或酮类有机溶剂，无刺激性气味、无毒害，具有环保优势。同时，与保护贴或同类型常规溶剂型临时保护涂料组合物相比，价格低廉。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步具体描述，但不局限于此。
实施例中所用原料除另有说明外，均为符合涂料行业原材料标准的工业品，通过商业渠道可以购得。
实施例1
组分及原料
制备方法
首先将水性成膜树脂与水性润湿助剂加入容器中,用高速分散机以500rpm的转速搅拌2小时，接着在容器中依次加入水性消泡助剂和抗粘连助剂，用高速分散机再以500rpm的转速搅拌1小时，再在容器中依次加入保湿剂和稀释剂，用高速分散机以500rpm的转速搅拌10~15分钟，经过滤即制得组合物。
比较例1
组分及原料
制备方法
首先将水性成膜树脂加入容器中,用高速分散机以500rpm的转速搅拌2小时，接着在容器中依次加入水性消泡助剂和抗粘连助剂，用高速分散机再以500rpm的转速搅拌1小时，再在容器中依次加入保湿剂和稀释剂，用高速分散机以500rpm的转速搅拌10~15分钟，经过滤即制得组合物。
比较例2
组分及原料
制备方法
首先将水性成膜树脂与水性润湿助剂加入容器中,用高速分散机以500rpm的转速搅拌2小时，接着在容器中依次加入水性消泡助剂，用高速分散机再以500rpm的转速搅拌1小时，再在容器中依次加入保湿剂和稀释剂，用高速分散机以500rpm的转速搅拌10~15分钟，经过滤即制得组合物。
由于镀膜镜片最外表面的顶膜抗污膜需要具备防水、防雾、防尘等特殊抗污功能，因此组成顶膜抗污膜的物质分子颗粒小、分子之间空隙小，表面极其光洁，临界表面张力极低，该特殊基材较常规基材更难以被润湿。与此同时，水基环保型镜片用临时保护涂料组合物以表面张力高达72dynes/cm的水为主要稀释剂，整个涂料体系的表面张力较高，与溶剂型涂料组合物相比，更难以润湿顶膜抗污膜。被涂基材的难以润湿和涂料较高的表面张力，将在施工过程中引起缩孔、凹穴、缩边等表面缺陷。要有效地解决和避免这些问题，需要借助于水性润湿助剂的作用来降低整个涂料系统的表面张力，这些水性润湿助剂必须能够使涂料体系的表面张力被有效降低或能够有效平衡配方各组分间的表面张力差异。采用上海衡平仪器仪表厂的BZY-1型全自动表面张力仪测试涂料组合物表面张力以及浸渍涂布的方法，分别检测涂料组合物的表面张力与其在顶膜抗污膜表面的涂布状态，以便体现水性润湿助剂的作用，结果见表1。
表1
| 项目 | 实施例1 | 比较例1 |
| 表面张力，dynes/cm | 17 | 33 |
| 表面涂布状态 | 完全涂布，无缺陷 | 出现缩边及缩孔缺陷 |
从表1的比较结果可以看出，本发明的涂料组合物由于采用含氟水性润湿助剂，与未采用水性润湿助剂的涂料组合物相比，具有极低的表面张力，优异的涂布效果。
采用将涂膜从镀膜基材表面手工剥离的方法，检测涂膜的可剥离性，以便体现抗粘连助剂的作用，结果见表2。
表2
从表2的比较结果可以看出，本发明的涂料组合物由于采用抗粘连助剂，与未采用抗粘连助剂的涂料组合物相比，在保证与镀膜镜片表面具有一定结合力的同时，具有良好的可剥离性。
Claims (2)
1.一种水基环保型镜片用临时保护涂料组合物，其特征在于，各组分按重量百分比计为：水性成膜树脂50－70％，水性润湿助剂0.05－1％，水性消泡助剂0.05－2％，抗粘连助剂0.1－1％，保湿剂5－8％，稀释剂20－40％，上述各组分的重量百分比之和为100％；
所述水性成膜树脂为中海油常州涂料化工研究院生产的APU-Y丙烯酸聚氨酯水分散性树脂；所述水性润湿助剂为Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217、FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100中的一种或几种，其中Actyflon-S200、Actyflon-S221、Actyflon-S217是由哈尔滨雪佳化学有限公司生产的水性润湿助剂，FS-300、FSG、FSN、FSN-100、FSO、FSO-100是由美国杜邦公司生产的水性润湿助剂；所述水性消泡助剂为BYK-019、BYK-021、BYK-022、DC-2210、DC-1430、DC-1410、TEGO Foamex815N、TEGO Airex904w中的一种或几种，其中BYK-019、BYK-021、BYK-022为德国毕克公司生产的水性消泡剂，DC-2210、DC-1430、DC-1410为美国道康宁公司生产的水性消泡剂，TEGO Foamex815N、TEGO Airex904w为德国Degussa公司生产的水性消泡剂；所述抗粘连助剂为德国毕克公司的BYK-371或美国道康宁公司的DC-51；所述保湿剂为丙三醇；所述稀释剂为去离子水。
2.一种制备权利要求1所述水基环保型镜片用临时保护涂料组合物的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
按重量百分比计，首先将50～70％水性成膜树脂与0.05～1％水性润湿助剂加入容器中，用高速分散机以500rpm的转速搅拌2小时，接着在容器中依次加入0.05～2％水性消泡助剂和0.1～1％抗粘连助剂，用高速分散机再以500rpm的转速搅拌1小时，再在容器中依次加入5～8％的保湿剂和20～40％的稀释剂，用高速分散机以500rpm的转速搅拌10～15分钟，经过滤即制得水基环保型镜片用临时保护涂料组合物。
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