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一种水性可剥离涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性可剥离涂料及其制备方法，水性可剥离涂料原料山以下物质组成：多异氰酸酯0.44～0.75mol，亲水扩链剂0.10mol，扩链剂0～0.15mol，溶剂质量分数10％～30％，催化剂质量分数0.01％～0.1％，中和剂0.08～0.10mol，多元醇0.10mol，交联剂0.1～0.15mol，单醇0.1～0.15mol，去离子水质量分数60％～70％。制备方法是将多元醇、亲水扩链剂、扩链剂、交联剂、单醇按比例加入反应器中；抽真空脱水后加入异氰酸酯、催化剂，在135～145℃反应1～2h；降温至50～56℃加入溶剂稀释，加入中和剂中和，倒入去离子水中分散，抽真空脱去丙酮，得到水性可剥离涂料分散液。该涂料常温固化，加热剥离，解决材料在运输、安装过程中涂层自动脱落问题。

Description

一种水性可剥离涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性聚氨酯涂料的制备。
背景技术
随着生活质量的不断提高，人们对产品的环保性能有越来越高的要求。玻璃、陶瓷和一些金属制品在运输安装过程前，需要先喷一层保护涂层，以防被划伤，待安装完毕，再将涂层剥离。水性聚氨酯作为一种以水为介质的涂料，具有无味、无毒、安全、环保等特点。因此，水性聚氨酯可剥离涂料符合当前产品的发展需求。
目前，可剥离涂料都是在常温下进行剥离，这些涂料常温时的粘接力较小，基材在运输、安装过程中，能会有部分可剥离涂层脱落，起不到保护的作用。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种水性可剥离涂料，该涂料常温固化，加热剥离，解决材料在运输、安装过程中涂层自动脱落问题。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种水性可剥离涂料的制备方法。
针对第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种水性可剥离涂料，原料由以下物质组成：
所述的单醇为十醇、十一醇、十二醇、十三醇等。
所述的多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、萘二异氰酸酯(NDI)等。
所述的亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸(DMPA)、二羟甲基丁酸(DMBA)等；
所述的扩链剂包括乙二醇(EG)、1，4-丁二醇(BDO)、二甘醇(DE6)、1，2-丙二醇(PG)、新戊二醇(NPG)、甲基丙二醇(MPD)、1，6-己二醇(HDO)、1，3-丙二醇(PDO)、三甲基戊二醇(TMPD)、3-甲基-1，5-戊二醇(MPD)、环己二醇(CHDO)等。
所述的溶剂包括丙酮(AC)、丁酮(MEK)等。
所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡(T-12)、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡等。
所述的中和剂包括三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾等。
所述的多元醇包括聚醚多元醇和聚酯多元醇。所述的聚醚多元醇包括分子量为1000-4000的聚氧化丙烯二醇、分子量为1000-6000的聚氧化丙烯三醇、分子量500-4000的聚四氢呋喃二醇；所述的聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、芳香族聚酯多元醇、己二酸系聚酯二醇、二聚体聚酯二醇、聚己内酯二醇等，分子量为1000-4000。
所述的交联剂包括三羟甲基丙烷(TMP)、甘油等。
针对第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种水性可剥离涂料的制备方法，包括以下步骤：将多元醇、亲水扩链剂、扩链剂、交联剂、单醇按比例加入反应器中；抽真空脱水后加入异氰酸酯、催化剂，在135～145℃反应1～2h；降温至50～56℃加入溶剂稀释，加入中和剂中和，倒入去离子水中分散，抽真空脱去丙酮，得到水性可剥离涂料分散液。
本发明制备的水性可剥离涂料，在被保护基材表面固化后常温下不易脱落，加热到60～80℃时，易于剥离，使得产品在生产、运输过程中表面得到有效保护，耐刮蹭性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
将聚碳酸酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十二醇0.1mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入700g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，抽真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
实施例2
将聚己二酸乙二醇酯二元醇0.1mol、DMPA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十三醇0.1mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入715g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
实施例3
将聚丁二酸丁二醇酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、甘油0.1mol、十二醇0.1mol，加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.6mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮60g稀释5min，加入三乙胺0.1mol反应5min，倒入800g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
实施例4
将聚四氢呋喃二醇0.1mol、DMPA 0.1mol、TMP 0.15mol、十三醇0.15mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.70mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮100g稀释5min，加入三乙胺0.10mol反应5min，倒入800g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
实施例5
将聚碳酸酯二醇0.10mol、DMBA 0.10mol、BDO 0.15mol、TMP 0.15mol、十二醇0.15mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.72mol、T-12 0.1g，135℃～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮100g稀释5min，加入三乙胺0.09反应5min，倒入800g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
实施例6
将聚己内酯二醇0.10mol、DMBA 0.10mol、、TMP 0.10mol、十二醇0.10mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.44mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮133g稀释5min，加入三乙胺0.08反应5min，倒入600g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到水性可剥离涂料分散液。
对比例1
将聚碳酸酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十二醇0.08mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入700g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到分散液。
对比例2
将聚碳酸酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十二醇0.18mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，135～145℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入700g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到分散液。
对比例3
将聚碳酸酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十二醇0.10mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，130℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入700g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到分散液。
对比例4
将聚碳酸酯二醇0.1mol、DMBA 0.1mol、BDO 0.05mol、TMP 0.1mol、十二醇0.10mol加入到三口烧瓶中，100℃真空脱水2h，加入IPDI 0.60mol、T-12 0.1g，150℃反应1.5h，降温至56℃以下加入丙酮50g稀释5min，加入三乙胺0.08mol反应5min，倒入700g去离子水中，以2000r/min以上转速分散，真空脱去丙酮，即得到分散液。
测试方法：在金属铝表面喷一层水性可剥离涂料分散液，晾干，样片在烘箱中分别加热到25℃和70℃20min，取出按照GB/T 2790-1995标准测试剥离强度。实施例1-6和对比例1-2的测试数据如表1所示。
表1 实施例1-6和对比例1-2的测试数据
实验编号 25℃剥离强度(kN/m) 70℃剥离强度(kN/m)
实施例1 45.26 2.52易剥离
实施例2 50.23 1.89易剥离
实施例3 40.36 1.45易剥离
实施例4 44.10 2.06易剥离
实施例5 51.36 2.17易剥离
实施例6 48.90 2.05易剥离
对比例1 50.54 15.32不易剥离
对比例2 2.62 1.57易脱离
对比例3 46.30 10.65不易剥离
对比例4 15.85 14.56不易剥离
从表1可以看出，单醇的用量对于剥离强度的影响较大，对比例1单醇的用量用量少于0.1mol，70℃不易剥离；对比例2单醇用量大于0.15mol，常温剥离强度低，易脱落，起不到保护作用。对比例3 130℃反应和对比例4 150℃反应，也会影响70℃的剥离性能。

Claims (10)

1.一种水性可剥离涂料，原料由以下物质组成：
2.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的单醇是指十醇、十一醇、十二醇或十三醇。
3.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的多异氰酸酯是指甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)或萘二异氰酸酯(NDI)。
4.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的亲水扩链剂是指二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。
5.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的扩链剂是指乙二醇、1，4-丁二醇、二甘醇、1，2-丙二醇、新戊二醇、甲基丙二醇、1，6-己二醇、1，3-丙二醇、三甲基戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇或环己二醇。
6.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的溶剂是指丙酮或丁酮。
7.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述催化剂是指二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或二醋酸二丁基锡。
8.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的中和剂是指三乙胺、氢氧化钠或氢氧化钾；所述的交联剂是指三羟甲基丙烷或甘油。
9.根据权利要求1所述的水性可剥离涂料，所述的多元醇是指聚醚多元醇和聚酯多元醇；所述的聚醚多元醇是指分子量为1000-4000的聚氧化丙烯二醇、分子量为1000-6000的聚氧化丙烯三醇、分子量500-4000的聚四氢呋喃二醇；所述的聚酯多元醇是指聚碳酸酯二醇、芳香族聚酯多元醇、己二酸系聚酯二醇、二聚体聚酯二醇或聚己内酯二醇，分子量为1000-4000。
10.一种制备权利要求1～9之一所述的水性可剥离涂料的方法，包括以下步骤：将多元醇、亲水扩链剂、扩链剂、交联剂、单醇按比例加入反应器中；抽真空脱水后加入异氰酸酯、催化剂，在135～145℃反应1～2hh；降温至50～56℃加入溶剂稀释，加入中和剂中和，倒入去离子水中分散，抽真空脱去丙酮，得到水性可剥离涂料分散液。
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