CN108676437A - 一种水溶性可剥离涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于可剥离涂料技术领域，具体涉及一种水溶性可剥离涂料及其制备方法。针对现有的可剥离涂料多针对金属表面的保护，因而都采用对环境有害的有机溶剂的缺陷，本发明的技术方案是，水溶性可剥离涂料由如下重量份的组分组成：醋酸丁酸羧乙基纤维素100‑250份；丙烯酸树脂680‑900份；碳微纳米材料10‑30份；剥离促进剂12‑15份；成膜助剂3‑10份；润湿剂3‑10份；分散剂10‑15份；增稠剂0‑30份；水110‑180份。本发明适用于陶瓷、玻璃和塑料等非金属材料表面的临时保护。

Description

一种水溶性可剥离涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于可剥离涂料技术领域，具体涉及一种水溶性可剥离涂料及其制备方法。
背景技术
可剥离涂料是一种特殊的涂料，其作用是对涂刷表面起到临时保护的作用，在涂刷表面不需要保护后，要求形成的涂层可以较为容易地用机械剥离的方式剥下来。因而，对于可剥离涂料的性能要求为：具有较好的流平性和成膜性能，而形成的涂层与涂刷的表面具有适中的结合能力。
现有的可剥离涂料多针对金属表面的保护，其中较为主要的目的是防腐蚀，因而可剥离涂料都是采用对环境有害的有机溶剂配制而成。而对于陶瓷、玻璃和塑料等材料表面的临时保护，由于材料本身抗腐蚀性较强，因而没有必要采用使用有机溶剂的可剥离涂料，使用水溶性的可剥离材料更为有利。且用于金属的可剥离涂料剥离时需要施加较大的机械力，应用在非金属材料时，可能会在剥离过程中刮伤材料的表面。
发明内容
针对现有的可剥离涂料多针对金属表面的保护，因而都采用对环境有害的有机溶剂，缺乏适用于非金属材料的水溶性可剥离涂料的缺陷，本发明提供一种水溶性可剥离涂料及其制备方法，其目的在于：使用水作为涂料的溶剂，使得可剥离涂料的使用对环境更加友好，且剥离过程中接住水的溶解作用，只需要施加很小的机械力，避免了对非金属材料的刮伤。
本发明采用的技术方案如下：
一种水溶性可剥离涂料，由如下重量份的组分组成：
醋酸丁酸羧乙基纤维素100-250份；
丙烯酸树脂680-900份；
碳微纳米材料10-30份；
剥离促进剂12-15份；
成膜助剂3-10份；
润湿剂3-10份；
分散剂10-15份；
增稠剂0-30份；
水110-180份。
采用该技术方案后，树脂材料和其他助剂成分均分散在水溶液中，涂刷后，溶剂水蒸发后即可成膜，从而保护材料表面不受辐射、油污和机械擦刮等外部环境的影响。由于不使用有机溶剂，因而对环境非常友好。在上述配方中，碳微纳米材料在涂层中形成吸附和聚集丙烯酸树脂的中心，从而减少吸附作用在涂刷表面的丙烯酸树脂的量，从而降低了所成的膜与涂刷表面的作用力，使得形成的涂层容易剥离。而针对固态的碳微纳米材料对涂层的形成造成成膜不平整不均匀的影响，采用醋酸丁酸羧乙基纤维素作为流平剂，改善形成的涂层的平整度和均匀性。综合上述作用丙烯酸树脂、碳微纳米材料和醋酸丁酸羧乙基纤维素作为本涂料的主要成分，实现了水溶性涂料的可剥离功能。
此外，由于形成的涂层中包含大量的水溶性物质，在剥离涂层的过程中，可以采用热水浸泡涂层，使得涂层易于脱落，实现无需机械力或施加很小的机械力即可剥离涂层的目的。避免了传统的可剥离涂料在剥离过程中由于施加较大的机械力而刮伤材料表面的问题。
优选的，丙烯酸树脂为阴离子型丙烯酸树脂。阴离子型丙烯酸树脂具有较好的水溶性。此外还可选用具有亲水基团改性的丙烯酸树脂进一步提高其水溶性。还可选用自交联型丙烯酸树脂提高涂料干燥后成膜的强度，克服固态的碳微纳米材料嵌入涂层导致的膜强度降低的缺点。
优选的，碳微纳米材料为粒径500nm-10μm的碳颗粒或碳管材料。此外，所述碳颗粒或碳管材料可预先进行氧化处理，在表面形成羟基和羧基等氧化官能团，从而增强碳微纳米材料与丙烯酸树脂的作用。
优选的，剥离促进剂为机磷酸酯盐、羧酸类有机小分子、羧酸盐类有机小分子或酰胺类有机小分子中的一种或多种。剥离促进剂选用与涂刷表面具有较强作用的有机物，作用是剥离促进剂先沉积在涂刷表面上形成一定的隔离作用，从而减弱丙烯酸树脂与涂刷表面的作用，使得形成的涂层容易剥离。
优选的，成膜助剂为乙二醇单丁醚、丙二醇丁醚或醇脂十二中的一种或多种。成膜助剂用于在干燥过程中，辅助涂料层表面形成膜，可以增强涂层的强度和均一性。
优选的，润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、吐温或烷基酚聚氧乙烯醚类润湿剂中的一种或多种。
优选的，分散剂为聚羧酸铵盐、聚丙烯酸盐及聚磷酸盐分散剂中的一种或多种。
润湿剂和分散剂有助于溶剂与固态组分之间的充分接触，使得碳微纳米材料不易沉降，从而有利于涂料较长时间内保持均一性。
优选的，增稠剂为聚氧乙烯、羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠中的一种或多种。增稠剂能够在涂刷后降低涂料的流动，使得干燥后形成的膜更加均匀，避免碳微纳米材料团聚导致的涂层表面形成颗粒的现象。
一种上述水溶性可剥离涂料的制备方法，包括如下步骤：
[1]将剥离促进剂、成膜助剂、润湿剂、分散剂、增稠剂和水按比例混合均匀得到混合溶液；
[2]将丙烯酸树脂按比例加入步骤[1]得到的混合溶液中混合均匀后，再按比例加入醋酸丁酸羧乙基纤维素混合均匀，最后加入碾磨至微纳米级别的碳微纳米材料混合均匀得到原料混合液；
[3]将步骤[2]得到的原料混合液进行多次分散和碾磨处理最终得到水溶性可剥离涂料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.树脂材料和其他助剂成分均分散在水溶液中，涂刷后，溶剂水蒸发后即可成膜，由于不使用有机溶剂，因而对环境非常友好。
2.由于形成的涂层中包含大量的水溶性物质，在剥离涂层的过程中，可以采用热水浸泡涂层，使得涂层易于脱落，实现无需机械力或施加很小的机械力即可剥离涂层的目的。避免了传统的可剥离涂料在剥离过程中由于施加较大的机械力而刮伤材料表面的问题。
3.碳微纳米材料在涂层中形成吸附和聚集丙烯酸树脂的中心，从而减少吸附作用在涂刷表面的丙烯酸树脂的量，从而降低了所成的膜与涂刷表面的作用力，使得形成的涂层容易剥离。而针对固态的碳微纳米材料对涂层的形成造成成膜不平整不均匀的影响，采用醋酸丁酸羧乙基纤维素作为流平剂，改善形成的涂层的平整度和均匀性。综合上述作用丙烯酸树脂、碳微纳米材料和醋酸丁酸羧乙基纤维素作为本涂料的主要成分，实现了水溶性涂料的可剥离功能。
4.阴离子型丙烯酸树脂具有较好的水溶性。此外还可选用具有亲水基团改性的丙烯酸树脂进一步提高其水溶性。还可选用自交联型丙烯酸树脂提高涂料干燥后成膜的强度，克服固态的碳微纳米材料嵌入涂层导致的膜强度降低的缺点。
5.碳颗粒或碳管材料可预先进行氧化处理，在表面形成羟基和羧基等氧化官能团，从而增强碳微纳米材料与丙烯酸树脂的作用。
6.剥离促进剂选用与涂刷表面具有较强作用的有机物，作用是剥离促进剂先沉积在涂刷表面上形成一定的隔离作用，从而减弱丙烯酸树脂与涂刷表面的作用，使得形成的涂层容易剥离。
7.成膜助剂用于在干燥过程中，辅助涂料层表面形成膜，可以增强涂层的强度和均一性。
8.润湿剂和分散剂有助于溶剂与固态组分之间的充分接触，使得碳微纳米材料不易沉降，从而有利于涂料较长时间内保持均一性。
9.增稠剂能够在涂刷后降低涂料的流动，使得干燥后形成的膜更加均匀，避免碳微纳米材料团聚导致的涂层表面形成颗粒的现象。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
一种水溶性可剥离涂料，由如下重量份的组分组成：
醋酸丁酸羧乙基纤维素100份；
阴离子型丙烯酸树脂900份；
平均粒径为5μm的碳颗粒30份；
剥离促进剂：二癸基磷酸二酯钠盐12份；
成膜助剂：乙二醇单丁醚10份；
润湿剂：甘油10份；
分散剂：聚羧酸铵盐15份；
增稠剂：聚氧乙烯30份；
水180份。
实施例2
一种水溶性可剥离涂料，由如下重量份的组分组成：
醋酸丁酸羧乙基纤维素250份；
丙烯酸树脂680份；
平均粒径为500nm的碳颗粒10份；
剥离促进剂：1,4-苯二甲酸15份；
成膜助剂：丙二醇丁醚3份；
润湿剂：乙醇和丙二醇3份；
分散剂：聚丙烯酸盐10份；
水110份。
实施例3
醋酸丁酸羧乙基纤维素180份；
阴离子型丙烯酸树脂900份；
平均长度10μm、直径1μm的碳管材料23份；
剥离促进剂：1,4-苯二甲酸钠和N,N-二甲基甲酰胺14份；
成膜助剂：丙二醇丁醚5份；
润湿剂：甘油5份；
分散剂：聚磷酸盐12份；
增稠剂：聚丙烯酸钠5份；
水150份。
实施例4
醋酸丁酸羧乙基纤维素100份；
阴离子型丙烯酸树脂850份；
平均长度2μm、直径800nm的碳管材料10份；
剥离促进剂：N,N-二甲基甲酰胺12份；
成膜助剂：醇脂十二5份；
润湿剂：吐温20 5份；
分散剂：聚磷酸盐10份；
增稠剂：羧甲基纤维素30份；
水120份。
实施例1至实施例4的制备方法如下：
[1]将剥离促进剂、成膜助剂、润湿剂、分散剂、增稠剂和水按比例混合均匀得到混合溶液；
[2]将丙烯酸树脂按比例加入步骤[1]得到的混合溶液中混合均匀后，再按比例加入醋酸丁酸羧乙基纤维素混合均匀，最后加入碾磨至微纳米级别的碳微纳米材料混合均匀得到原料混合液；
[3]将步骤[2]得到的原料混合液进行多次分散和碾磨处理最终得到水溶性可剥离涂料。
实施例1至实施例4得到的涂料涂刷干燥后形成的涂层均均有易于剥离的功能。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种水溶性可剥离涂料，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
醋酸丁酸羧乙基纤维素100-250份；
丙烯酸树脂680-900份；
碳微纳米材料10-30份；
剥离促进剂12-15份；
成膜助剂3-10份；
润湿剂3-10份；
分散剂10-15份；
增稠剂0-30份；
水110-180份。
2.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述丙烯酸树脂为阴离子型丙烯酸树脂。
3.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述碳微纳米材料为粒径500nm-10μm的碳颗粒或碳管材料。
4.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述剥离促进剂为机磷酸酯盐、羧酸类有机小分子、羧酸盐类有机小分子或酰胺类有机小分子中的一种或多种。
5.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述成膜助剂为乙二醇单丁醚、丙二醇丁醚或醇脂十二中的一种或多种。
6.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述润湿剂为乙醇、丙二醇、甘油、吐温或烷基酚聚氧乙烯醚类润湿剂中的一种或多种。
7.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸铵盐、聚丙烯酸盐及聚磷酸盐分散剂中的一种或多种。
8.按照权利要求1所述的一种水溶性可剥离涂料，其特征在于：所述增稠剂为聚氧乙烯、羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠中的一种或多种。
9.一种按照权利要求1所述的水溶性可剥离涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[1]将剥离促进剂、成膜助剂、润湿剂、分散剂、增稠剂和水按比例混合均匀得到混合溶液；
[2]将丙烯酸树脂按比例加入步骤[1]得到的混合溶液中混合均匀后，再按比例加入醋酸丁酸羧乙基纤维素混合均匀，最后加入碾磨至微纳米级别的碳微纳米材料混合均匀得到原料混合液；
[3]将步骤[2]得到的原料混合液进行多次分散和碾磨处理最终得到水溶性可剥离涂料。
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