CN105462323A - 一种可剥性耐化保护涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可剥性耐化保护涂料及其制备方法和应用，该涂料包括：高分子聚合物乳液；助溶剂；以及流平剂。利用该涂料在工件表面形成涂层，可以有效地用于工件的临时性保护，该涂层不仅能够有效抵御物理划伤和化学浸蚀，且在工件的加工或运输、储存等过程中涂层的粘附性较好，不会脱落，而在工件处理过程结束后，该涂层可以很容易剥离，具有良好的保护性和剥离性。

Description

一种可剥性耐化保护涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体地，涉及一种可剥性耐化保护涂料及其制备方法和应用。

背景技术

通常，金属手机或笔记本电脑机壳的加工需要在喷涂油漆之后进行数控机床金属切削加工(CNC)然后对切削部位进行阳极氧化。然而，在进行金属切削过程中，容易对已喷好的涂层造成划伤；且在阳极氧化过程中，涂层容易受阳极氧化液影响产生变色、腐蚀等。这都会严重影响机壳的加工良率。目前，通常使用在工件表面粘贴PE膜进行临时保护，但PE膜热稳定较差，易热胀冷缩后变形产生气泡，不利于进行金属切削加工，也不能在阳极氧化过程中起保护作用；PE膜对于3D形状、或者结构复杂的工件，很难使用PE膜做临时保护。

因而，目前金属手机机壳、电脑机壳等的加工工艺仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效用于工件的临时性保护、可剥离的涂料及其制备方法和应用。

在本发明的一个发明，本发明提供了一种涂料。根据本发明的实施例，该涂料包括：高分子聚合物乳液；助溶剂；以及流平剂。发明人发现，利用该涂料在工件表面形成涂层，可以有效地用于工件的临时性保护，该涂层不仅能够有效抵御物理划伤和化学浸蚀，且在工件的加工或运输、储存等过程中涂层的粘附性较好，不会脱落，而在工件处理过程结束后，该涂层可以很容易剥离，具有良好的保护性和剥离性。

根据本发明的实施例，高分子聚合物乳液为选自聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、脂肪酸改性聚氨酯乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液中的至少一种。

根据本发明的实施例，助溶剂为醇醚类溶剂。

根据本发明的实施例，醇醚类溶剂为选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯中的至少一种。

根据本发明的实施例，流平剂为小分子有机硅流平剂。

根据本发明的实施例，小分子有机硅类流平剂为选自有机改性聚硅氧烷、聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、氟碳改性有机硅中的至少一种。

根据本发明的实施例，该涂料进一步包括润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种。

根据本发明的实施例，润湿剂为选自丙烯酸类、硅改性丙烯酸类、氟碳类和炔二醇乙氧基化合物类水性润湿剂中的至少一种。

根据本发明的实施例，润湿剂为丙烯酸类润湿剂W250和炔二醇乙氧基化合物类润湿剂Dynol607中的至少一种。

根据本发明的实施例，增稠剂为选自碱溶胀类或聚氨酯类水性增稠剂中的至少一种。

根据本发明的实施例，增稠剂为聚氨酯类增稠剂RM-8W、RM-5000中的至少一种。

根据本发明的实施例，色浆为无树脂水性色浆。

根据本发明的实施例，该涂料包括：75-95重量份的高分子聚合物乳液；3-13重量份的助溶剂；以及0.1-0.5重量份的流平剂。

根据本发明的实施例，该涂料包括：75-95重量份的高分子聚合物乳液；3-13重量份的助溶剂；0.1-0.5重量份的流平剂；0-1重量份的增稠剂；0.5-2重量份的润湿剂；0-2重量份的色浆；以及0-13重量份的水。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的涂料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：于搅拌条件下，将助溶剂和流平剂与高分子聚合物乳液混合，得到涂料。发明人发现，利用该方法能够快速有效地制备获得前面所述的涂料，操作简单、方便快捷，成本低廉，且制备获得的涂料能够有效用于工件的临时性保护，不仅能够有效抵御物理划伤和化学浸蚀，且工件加工处理过程中不易脱落，当工件不需要保护时，易于剥离。

根据本发明的实施例，制备前面所述的涂料的方法进一步包括于搅拌条件下，将助溶剂、流平剂和选自润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种与高分子聚合物乳液混合，得到涂料。

根据本发明的实施例，搅拌条件的搅拌速度为1000-1500rpm。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种处理工件的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：利用前面所述的涂料在工件的表面形成涂层；对形成有涂层的工件进行处理，该处理为加工、运输、储藏中的至少一种；以及剥离涂层。发明人发现，通过前面所述的涂料在工件表面形成涂层，可以有效避免工件在处理过程中发生物理划伤、化学浸蚀等，在处理加工结束后，该涂层可以方便地剥离，由此，可以在加工处理过程中有效保护工件，提高工件的良率。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个发明，本发明提供了一种涂料。根据本发明的实施例，该涂料包括：高分子聚合物乳液；助溶剂；以及流平剂。发明人发现，利用该涂料在工件表面形成涂层，可以有效地用于工件的临时性保护，该涂层不仅能够有效抵御物理划伤和化学浸蚀，且在工件的加工或运输、储存等过程中涂层的粘附性较好，不会脱落，而在工件处理过程结束后，该涂层可以很容易剥离，具有良好的保护性和剥离性。

根据本发明的实施例，高分子聚合物乳液的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，高分子聚合物乳液为选自聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、脂肪酸改性聚氨酯乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液中的至少一种。由此，有利于提高涂料的使用性能。

根据本发明的实施例，高分子聚合物乳液可以为阴离子型高分子聚合物乳液，且其平均粒径可以为40-60纳米。由此，有利于改善涂料的性能，利于该涂料能够在被涂覆表面形成保护性能良好且易于剥离的涂层。

根据本发明的实施例，助溶剂的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，助溶剂可以为醇醚类溶剂。在本发明的一些具体示例中，醇醚类溶剂可以为选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯中的至少一种。助溶剂的加入，有助于高分子聚合物乳液中的乳胶粒子在成膜过程中溶合，使涂膜致密、拉伸强度大，同时能够增加涂料低温贮存的稳定性，而且加入助溶剂后会使盛装涂料的容器内充满溶剂的蒸汽，可减少漆表面结皮。另外，助溶剂的加入还会使漆膜流平性良好，可避免漆膜太厚、过薄或涂刷性能不好而产生的刷痕和起皱等弊病，以及可提高涂料对被涂覆表面的润湿性和渗透性，调节在不同底材上的附着力。

根据本发明的实施例，流平剂的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，流平剂可以为小分子有机硅流平剂。在本发明的一些具体示例中，小分子有机硅流平剂可以为选自BYK307和BYK349中的至少一种。上述流平剂的加入，能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，能有效降低涂料表面张力，提高其流平性和均匀性，且可改善涂饰液的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然。

根据本发明的实施例，该涂料可以进一步包括润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种。润湿剂的加入，可以有效改善涂料的润湿性和渗透性，有利于涂料在被涂覆表面形成平整、均匀的漆膜。增稠剂的加入，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。色浆的加入，可以使得涂料具有丰富多彩的颜色，提高外观表现力。水的加入，可以有效调节涂料的黏度，使得涂料具有适合涂覆的黏度，以便于施工，且形成的漆膜瑕疵、缺陷较少，性能理想。

根据本发明的实施例，润湿剂的具体种类不受特别限制，只要能够发挥增加润湿性和渗透性的作用即可，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本发明的一些实施例中，润湿剂可以为选自丙烯酸类、硅改性丙烯酸类、氟碳类和炔二醇乙氧基化合物类水性润湿剂中的至少一种。在本发明的具体示例中，润湿剂可以为W250和Dynol607中的至少一种。由此，能够很好地与涂料中的其他组分配合作用，且增强涂料润湿性和渗透性的效果理想，涂料能够在被涂覆表面形成平整、均匀的漆膜，获得性能良好的涂层。

根据本发明的实施例，增稠剂的种类不受特别限制，只要能够使得涂料增稠，改善涂料的稳定性即可。在本发明的一些实施例中，增稠剂可以为选自碱溶胀类或聚氨酯类水性增稠剂中的至少一种。在本发明的具体示例中，增稠剂可以为RM-8W、RM-5000中的至少一种。由此，能够很好地与涂料中的其他组分配合作用，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，且使得该涂料具有优异的机械性能和贮存稳定性。

根据本发明的实施例，色浆的具体种类不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，色浆可以为无树脂水性色浆。在本发明的具体示例中，可以以无机颜料研磨制备色浆。由此，能够方便地使得涂料具有丰富的颜色和色彩，使得涂料具有理想的外观。

根据本发明的实施例，该涂料可以包括：75-95重量份的高分子聚合物乳液；3-13重量份的助溶剂；以及0.1-0.5重量份的流平剂。发明人发现，各原料按照上述比例配合，能够以最适合的比例协同、综合作用，使得涂料具有良好的保护性能和剥离性能，使得涂料能够有效保护工件在加工、运输或储存过程中发生物理划伤、化学浸蚀等，显著提高工件的良率。经试验验证，涂料形成的涂层可以耐高达50％浓度的硫酸浸蚀。

根据本发明的实施例，该涂料可以包括：75-95重量份的高分子聚合物乳液；3-13重量份的助溶剂；0.1-0.5重量份的流平剂；0-1重量份的增稠剂；0.5-2重量份的润湿剂；0-2重量份的色浆；以及0-13重量份的水。具有上述组分和比例的涂料，能够在被涂覆表面形成平整、均匀的涂层，该涂层能够在加工过程中防止工件表面发生物理划伤、化学浸蚀等，且在不需要该涂层时，可以方便地剥离。经试验验证，涂料形成的涂层可以耐高达50％浓度的硫酸浸蚀。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的涂料的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：

于搅拌条件下，将助溶剂和流平剂与高分子聚合物乳液混合，得到涂料。

根据本发明的实施例，可以于搅拌条件下，将助溶剂、流平剂和选自润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种与高分子聚合物乳液混合，得到涂料。

根据本发明的实施例，搅拌条件的搅拌速度为1000-1500rpm。

根据本发明的具体示例，可以将高分子聚合物乳液加入容器中，以1000-1500rpm的搅拌速度进行搅拌，然后在该搅拌条件下，将助溶剂、流平剂和选自润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种按照配方加入高分子聚合物乳液中，保持1000-1500rpm的搅拌速度搅拌15分钟，得到涂料。

根据本发明的实施例，在该方法中，根据实际情况，可以通过加入水将涂料的黏度调整到合适的范围，便于施工，获得平整、均匀，使用性能良好的涂层。需要说明的是，水的加入时间和加入次数均不受特别限制，例如，本发明的一些实施例中，可以先将除水以外的其他原料混合，将得到的混合物储存备用，实际使用时再根据需要向混合物中加入水，现用现配，由此，操作灵活，可以根据实际需要灵活调整；在本发明的一些实施例中，也可以将水和其他原料一起混合，得到涂料，由此使用方便；在本发明的再一些实施例中，还可以将部分水和其他原料混合，将得到的混合物储存备用，然后实际使用时再将余量的水与上述混合物混合，得到黏度适宜的涂料。

发明人发现，利用该方法能够快速有效地制备获得前面所述的涂料，操作简单、方便快捷，成本低廉，且制备获得的涂料能够有效用于工件的临时性保护，不仅能够有效抵御物理划伤和化学浸蚀，且工件加工处理过程中不易脱落，当工件不需要保护时，易于剥离。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种处理工件的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：利用前面所述的涂料在工件的表面形成涂层；对形成有涂层的工件进行处理，该处理为加工、运输、储藏中的至少一种；以及剥离涂层。发明人发现，利用前面所述的涂料在工件表面形成涂层，可以有效避免工件在处理过程中发生物理划伤、化学浸蚀等，在处理加工结束后，该涂层可以方便地剥离，由此，可以在加工处理过程中有效保护工件，提高工件的良率。

根据本发明的实施例，该工件的具体种类不受特别限制，可以为本领域任何已知的工件，例如包括但不限于手机机壳、汽车车身等。上述加工的具体方式也不受特别限制，例如包括但不限于车、铣、刨、磨、钻等常用机械加工方法，以及阳极氧化等化学处理，在本发明的具体示例中，可以为切削、钻孔、阳极氧化等。

根据本发明的实施例，在喷涂涂料之前，可以根据喷涂条件用纯净水调整涂料的喷涂黏度到25-35S(岩田4#杯，23℃)，然后进行喷涂形成漆膜，然后干燥形成涂层。在本发明的实施例中，上述干燥可以采用常温干燥或在50℃-80℃温度下干燥5-30min，形成的干膜(即干燥后的涂层)厚度可以30-100微米。由此，操作步骤简单、方便，获得的涂层具有理想的使用性能。

下面以铝合金手机机壳为例，详细描述根据本发明实施例的处理工件的方法，具体操作如下：首先，利用前面所述的涂料，在喷涂有油漆的铝合金手机机壳表面形成保护涂层，然后对形成有涂层的手机机壳进行切削处理，接着对切削部位进行阳极氧化处理，加工处理结束后，将保护涂层剥离。在上述切削过程中，保护涂层可以保护手机机壳表面的油漆层不发生物理划伤等损伤，在阳极氧化处理过程中，保护涂层可以有效防止手机机壳表面的油漆层因化学浸蚀而发生变色、腐蚀等，且切削过程中保护涂层不会被刀具带起脱离，而在加工结束后，保护涂层可以方便地剥离。通过保护涂层的保护，可以大大提高工件的良率，节约大量材料和人力成本，提高经济性。

下面详细描述本发明的实施例。

实施例1

涂料组分及配比：脂肪酸改性聚氨酯乳液76.6重量份，流平剂BYK3070.2重量份，乙二醇丁醚11重量份，纯净水11.2重量份，增稠剂RM-8W1重量份。

制备方法：将配方量的脂肪酸改性聚氨酯乳液加入到容器中，在1000rpm搅拌下加入BYK307、乙二醇丁醚、RM-8W和部分纯净水，保持1000rpm转速搅拌15分钟，用余下纯净水调节黏度，得到涂料。

在铝合金压铸成型手机壳上喷涂五金底漆，烘烤固化后，喷涂中涂漆和UV哑光清漆，过UV机固化。

在手机壳UV哑光清漆表面上喷涂制备好的保护涂料2-3遍，流平3-5分钟，再在80℃下烘烤10分钟成膜固化，即可在手机壳UV哑光清漆上形成保护涂层。

将形成有保护涂层的手机壳固定在数控机床并切削出起美观作用的金属亮边，此时保护涂层可以有效保护机壳在固定过程中不被碰伤、划伤及产生压痕。然后，将切削好的手机壳放入阳极氧化液槽中对金属亮边进行阳极氧化，再进入清洗液槽进行冲洗，经过吹干和剥离保护涂层后，即可得到手机壳成品。制得的手机壳成品上UV哑光清漆没有碰伤、划伤及压痕等瑕疵或缺陷，且没有变色、腐蚀等现象。

实施例2

涂料组分及配比：脂肪酸改性聚氨酯乳液60.2重量份，聚氨酯乳液24.2重量份，流平剂BYK3490.2重量份，润湿剂W2502重量份，乙二醇丁醚6重量份，增稠剂RM-8W0.4重量份，纯净水6重量份，色浆1重量份。

制备方法：将配方量的脂肪酸改性聚氨酯乳液和聚氨酯乳液加入到容器中，在1000rpm搅拌下加入聚氨酯乳液，再依次加入其他各物料，保持1000rpm转速搅拌15分钟，用纯净水调节黏度，得到涂料。

在镁铝合金和塑胶嵌套注塑成型的电脑机壳上，喷涂上述制备好的保护涂料2-3遍，流平3-5分钟，再在50℃下烘烤30分钟成膜固化，即可形成保护涂层。

使用激光切割机将保护涂膜照着镁铝合金和塑胶的接合线切开，将镁铝合金部位上的保护涂膜剥离，使用CNC机床对镁铝合金部位进行抛光。再对抛光后的电脑机壳进行阳极氧化处理，使得镁铝合金染色成金色。经冲洗、剥离塑胶部位上的保护涂膜后，即可得到成品电脑机壳。在制得的成品电脑机壳上的塑胶部分，没有划伤、压痕等瑕疵和缺陷，也没有发生变色、腐蚀等现象。

实施例3

涂料组分及配比：聚氨酯乳液94重量份，流平剂BYK3490.1重量份，润湿剂Dynol6070.2重量份，乙二醇丁醚3.2重量份，纯净水2重量份，色浆0.5重量份。

制备方法：将配方量的聚氨酯乳液加入到容器中，在1000rpm搅拌下加入各物料，保持1000rpm转速搅拌15分钟，用余下纯净水调节黏度，得到涂料。

在铝合金压铸成型手机壳上喷涂五金底漆，烘烤固化后，喷涂中涂漆和哑光PU弹性漆，烘烤固化。在手机壳哑光PU弹性漆表面上喷涂制备好的保护涂料2-3遍，流平3-5分钟，再在70度下烘烤20分钟成膜固化，即可在哑光PU弹性漆上形成保护涂层。

将形成有保护涂层的手机壳固定在数控机床上，钻出摄像头孔、闪光灯孔、按键孔、耳机及充电线孔等数据孔洞，此时保护涂层可以有效保护机壳在固定过程中不被碰伤、划伤及产生压痕。将钻好孔的手机壳放入阳极氧化液槽中对金属亮边进行阳极氧化，再进入清洗液槽进行冲洗，经过吹干和剥离保护涂层后，即可得到手机壳成品。制得的手机壳成品上UV哑光清漆没有碰伤、划伤及压痕等瑕疵或缺陷，且没有变色、腐蚀等现象。

上述实施例中制备的涂料在工件上保护性和剥离性都很好，切削时无保护涂层被带起，在阳极氧化液中浸泡40分钟，保护涂层无起泡脱离。测试结束后，保护涂层可轻易剥下，底下的受保护涂层无异常。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种涂料，其特征在于，包括：

高分子聚合物乳液；

助溶剂；以及

流平剂。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述高分子聚合物乳液为选自聚氨酯乳液、丙烯酸乳液、脂肪酸改性聚氨酯乳液、聚氨酯改性丙烯酸乳液中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述助溶剂为醇醚类溶剂，

优选地，所述醇醚类溶剂为选自乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述流平剂为小分子有机硅类流平剂，

优选地，所述小分子有机硅类流平剂为选自有机改性聚硅氧烷、聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、氟碳改性有机硅中的至少一种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料，其特征在于，进一步包括以下至少之一：

润湿剂；

增稠剂；

色浆；以及

水。

6.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，所述润湿剂为选自丙烯酸类、硅改性丙烯酸类、氟碳类、炔二醇乙氧基化合物类水性润湿剂中的至少一种，

优选地，所述润湿剂为丙烯酸类润湿剂W250、炔二醇乙氧基化合物类润湿剂Dynol607中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，所述增稠剂为选自碱溶胀类或聚氨酯类水性增稠剂中的至少一种，

优选地，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂RM-8W、RM-5000中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，所述色浆为无树脂水性色浆。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的涂料，其特征在于，包括：

75-95重量份的所述高分子聚合物乳液；

3-13重量份的所述助溶剂；以及

0.1-0.5重量份的所述流平剂。

10.根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，包括：

75-95重量份的所述高分子聚合物乳液；

3-13重量份的所述助溶剂；

0.1-0.5重量份的所述流平剂；

0-1重量份的所述增稠剂；

0.5-2重量份的所述润湿剂；

0-2重量份的所述色浆；以及

0-13重量份的所述水。

11.一种制备权利要求1-10中任一项所述的涂料的方法，其特征在于，包括：

于搅拌条件下，将助溶剂和流平剂与高分子聚合物乳液混合，得到所述涂料。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：于搅拌条件下，将所述助溶剂、流平剂和选自润湿剂、增稠剂、色浆和水中的至少一种与所述高分子聚合物乳液混合，得到所述涂料。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述搅拌条件的搅拌速度为1000-1500rpm。

14.一种处理工件的方法，其特征在于，包括：

利用权利要求1-10中任一项所述的涂料在工件的表面形成涂层；

对形成有所述涂层的工件进行处理，所述处理为加工、运输、储藏中的至少一种；以及

剥离所述涂层。