CN116355486A - 一种高分子贴纸防护剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高分子贴纸防护剂及其制备方法和应用,该高分子贴纸防护剂包括纳米高分子聚合物分散液50‑70份;固化剂10‑20份;稀释剂10‑30份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:(0.03‑0.08)的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米SiO2粒子和/或纳米Al2O3粒子。上述高分子贴纸防护剂通过将纳米SiO2和/或纳米Al2O3添加到高光透明聚合物溶液中,形成分散液,再结合固化剂、稀释剂等材料作用,使其通过交联固化反应,在贴纸外表面形成一层高光透明的保护膜,耐海水侵蚀,耐太阳光及自然风化侵蚀,给贴纸提供长期防护。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种高分子贴纸防护剂及其制备方法。
背景技术
贴纸,属于粘贴型的背干胶纸,是将各种图画、相片印刷在背干胶纸上,可以粘贴在文具、杯碗、家具、电器、金属器、瓷器、机动车辆或非机动车辆、手机、笔记本、游戏机以及广告商标、工业指示标、船舶等等多元素系列的产品。
船舶,尤其是远洋船舶,水线以下的壳体,长期沉浸在强腐蚀性的海水中,除时时承受侵腐外,并有诸多贝类、藻类粘附在壳体表面,当贝类集积吸附过多时,可形成超粗糙或起伏畸形的触水界面,而水线以上的壳体,需要贴上贴纸,如一些指示贴纸、图案贴纸、反光安全贴纸或者标识贴纸,以提高船舶的识别性和安全性,偶尔,水线以上的壳体因货物的重量或者水流的冲击等缘故,长期受到海水的腐蚀,以及阳光及自然风化侵蚀,使其容易从船舶上脱离,也容易受贝类、藻类粘附,而失去其该有的效果。
在现有文献中,CN107351977A公开了一种无损伤船壳贴膜防护法,其贴膜材料采用耐水不干胶宽幅胶带,在船壳上贴膜,当贝类藻类粘附时不与船壳直接接触,而是粘附在贴膜层,当吸附物需要清理时,将贴膜掀掉,即可便捷的实现彻底清理,多层贴膜分层剥离可实现较长时段的防护效果,水线以下的船壳在贴膜材料的作用下,起到船体与海水隔绝的效果,在贴膜粘结有效且没剥掉前,水下船壳相当于尚没下水,有助于延长水下船壳的寿命,在零损伤船壳漆面的情况下实现全面除贝除藻清理。上述技术中,其只公开了采用耐水不干胶宽幅胶带,未公开具体的材料成分,而且其主要是用于水下,当其使用在太阳底下的船身时,受到的环境影响更大,更加容易使其失效,导致船身受到影响,而且其也未公开可以对贴纸进行保护。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明目的之一在于提供一种高分子贴纸防护剂,解决上述传统的技术问题,其具有高耐候、耐酸碱、高光透明等特性,能够耐海水侵蚀,给贴纸提供长期防护。
本发明目的之二在于提供一种上述高分子贴纸防护剂的制备方法。
本发明目的之三在于提供一种将上述高分子贴纸防护剂应用于船舶的PVC贴纸,尤其是远洋船舶中的PVC贴纸,通过涂刷或者喷涂的方式,涂覆在其上,对其进行防护。
本发明目的之一采用如下技术方案实现:
一种高分子贴纸防护剂,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液50-70份;固化剂10-20份;稀释剂10-30份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:(0.03-0.08)的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米SiO2粒子和/或纳米Al2O3粒子。
即本发明通过将纳米SiO2和/或纳米Al2O3添加到高光透明聚合物溶液中,形成分散液,再结合固化剂、稀释剂等材料作用,使其通过交联固化反应,在贴纸外表面形成一层高光透明的保护膜,耐海水侵蚀,耐太阳光及自然风化侵蚀,给贴纸提供长期防护。
进一步地,所述耐酸碱纳米粒子为质量比1:(0.5-1)纳米SiO2粒子和纳米Al2O3粒子的混合物。利用SiO2粒子和Al2O3粒子的双重作用,以适当的配比,进一步地提高材料的高耐候、耐酸碱、高光透明等特性。其中,纳米SiO2粒子的粒径为0.08-0.3μm,纳米Al2O3粒子的粒径为30-60nm。
进一步地,纳米SiO2粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米SiO2粒子,纳米Al2O3粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米Al2O3粒子,经研究表明,经MPS偶联剂处理后的纳米SiO2粒子、纳米Al2O3粒子,可以增加其表面亲油性,抑止其在超声细乳化过程中从油相逃逸到水相的逃逸现象。
进一步地,高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体20-30份;甲基丙烯酸单体25-35份;硅烷偶联剂5-15份;引发剂1-5份;去离子水40-60份。
上述的高光透明聚合物溶液采用常规的混合方法,在此不再赘述。
进一步地,聚醚单体为异戊烯醇聚乙二醇单甲醚和/或甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚;甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸六氟丁酯和/或甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM);硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或者两种以上;引发剂为过氧酸盐-硫醇引发剂和/或过硫酸钾-硫代硫酸钠-硫酸铜引发剂。
进一步地,稀释剂为甲基丙烯酸酯。可选的,甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯;
进一步地,固化剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-异丙基硫杂蒽酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化磷、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或者两种以上。
本发明目的之二采用如下技术方案实现:
一种高分子贴纸防护剂的制备方法,包括如下制备步骤:
S1:在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;其中,超声细乳化过程的超声振动频率为38-40kHz;
S2:在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀,即可。
本发明目的之三采用如下技术方案实现:
一种应用,将上述高分子贴纸防护剂涂覆在船舶的PVC贴纸上。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明的高分子贴纸防护剂通过将纳米SiO2和/或纳米Al2O3添加到高光透明聚合物溶液中,形成分散液,再结合固化剂、稀释剂等材料作用,使其通过交联固化反应,在贴纸外表面形成一层高光透明的保护膜,耐海水侵蚀,耐太阳光及自然风化侵蚀,给贴纸提供长期防护。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种高分子贴纸防护剂,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液52份;固化剂10份;稀释剂30份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:0.04的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米SiO2粒子。纳米SiO2粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米SiO2粒子。固化剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。稀释剂为甲基丙烯酸甲酯。
高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体20;甲基丙烯酸单体30份;硅烷偶联剂5份;引发剂1份;去离子水60份。其中,聚醚单体为异戊烯醇聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸六氟丁酯,硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷,硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
该高分子贴纸防护剂的制备方法为:
在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀。
实施例2
一种高分子贴纸防护剂,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液65份;固化剂20份;稀释剂28份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:0.03的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米SiO2粒子。纳米SiO2粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米SiO2粒子。固化剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。稀释剂为甲基丙烯酸甲酯。
高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体25;甲基丙烯酸单体28份;硅烷偶联剂10份;引发剂2份;去离子水50份。其中,聚醚单体为甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯,硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷,硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
该高分子贴纸防护剂的制备方法为:
在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀。
实施例3
一种高分子贴纸防护剂,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液65份;固化剂20份;稀释剂28份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:0.03的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为质量比1:0.5纳米SiO2粒子和纳米Al2O3粒子的混合物。纳米SiO2粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米SiO2粒子,纳米Al2O3粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂处理后的纳米Al2O3粒子。固化剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。稀释剂为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯。
高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体30;甲基丙烯酸单体30份;硅烷偶联剂10份;引发剂3份;去离子水60份。其中,聚醚单体为甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚和甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯,硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷,硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
该高分子贴纸防护剂的制备方法为:
在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀。
实施例4
一种高分子贴纸防护剂,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液70份;固化剂18份;稀释剂25份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:0.08的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米Al2O3粒子。纳米Al2O3粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂(MPS)处理后的纳米Al2O3粒子。固化剂为质量比1:1:1的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化磷、苯甲酰甲酸甲酯。稀释剂为甲基丙烯酸羟乙酯。
高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体26;甲基丙烯酸单体32份;硅烷偶联剂12份;引发剂5份;去离子水55份。其中,聚醚单体为甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚,甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯,硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷,硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
该高分子贴纸防护剂的制备方法为:
在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀。
性能测试:
一、测试方法
1、将1.0*1.0*1.0mm市售PVC贴纸贴附不锈钢钢板上,然后喷涂实施例1-4的防护剂,采用强酸、强碱滴在其上,并80℃高温烘烤120min,观察其性能情况。
2、将50*50*50mmPVC贴纸贴附在远洋船舶的水线以上的船壳上,喷涂实施例1-4的防护剂,在海上30天后,观察其性能情况。
3、将50*50*50mmPVC贴纸贴附在远洋船舶的水线以下的船壳上,喷涂实施例1-4的防护剂,在海水中进行8个月的试验,观察其性能情况。
二、测试结构如下。
表1
注:透明性采用目测进行,分为四种情况,第一种为优良(81-100),高光透明,能够清楚看到贴纸上的内容;第二种为良好(61-80),透明性好,可以看清贴纸上的内容,第三种为一般(41-60),透明性较差,稍微有部分或者大部分已变黄;第四种为较差(0-40),基本看不到内容。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高分子贴纸防护剂,其特征在于,包括如下重量份的组分:
纳米高分子聚合物分散液50-70份;固化剂10-20份;稀释剂10-30份;其中,纳米高分子聚合物分散液由质量比为1:(0.03-0.08)的高光透明聚合物溶液和耐酸碱纳米粒子组成,所述耐酸碱纳米粒子为纳米SiO2粒子和/或纳米Al2O3粒子。
2.根据权利要求1所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述耐酸碱纳米粒子为质量比1:(0.5-1)纳米SiO2粒子和纳米Al2O3粒子的混合物。
3.根据权利要求2所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述纳米SiO2粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂处理后的纳米SiO2粒子,所述纳米Al2O3粒子为采用甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯偶联剂处理后的纳米Al2O3粒子。
4.根据权利要求1所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述高光透明聚合物溶液包括如下重量份的组分:
聚醚单体20-30份;甲基丙烯酸单体25-35份;硅烷偶联剂5-15份;引发剂1-5份;去离子水40-60份。
5.根据权利要求4所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述聚醚单体为异戊烯醇聚乙二醇单甲醚和/或甲基烯丙醇聚乙二醇单甲醚;所述甲基丙烯酸单体为甲基丙烯酸六氟丁酯和/或甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯;所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或者两种以上;所述引发剂为过氧酸盐-硫醇引发剂和/或过硫酸钾-硫代硫酸钠-硫酸铜引发剂。
6.根据权利要求1所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述稀释剂为甲基丙烯酸酯。
7.根据权利要求6所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸羟乙酯。
8.根据权利要求1所述的高分子贴纸防护剂,其特征在于,所述固化剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-异丙基硫杂蒽酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化磷、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或者两种以上。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的高分子贴纸防护剂的制备方法,其特征在于,包括如下制备步骤:
S1:在超声细乳化过程中,将耐酸碱纳米粒子分散在高光透明聚合物溶液中,形成纳米高分子聚合物分散液;
S2:在使用时,将稀释剂、固化剂添加到纳米高分子聚合物分散液内,搅拌均匀,即可。
10.一种应用,其特征在于,将如权利要求1-8任一项所述的高分子贴纸防护剂涂覆在船舶的PVC贴纸上。
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CN102337068A (zh) * | 2011-06-29 | 2012-02-01 | 江苏大学 | 一种水性聚氨酯丙烯酸酯二氧化硅光固化涂料的制备方法 |
WO2015109466A1 (zh) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 中国科学院化学研究所 | 一种单组分杂化水性防覆冰涂料及其涂层的制备方法与应用 |
CN110114419A (zh) * | 2016-12-29 | 2019-08-09 | 3M创新有限公司 | 柔性纳米颗粒光学涂料组合物 |
CN113667339A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-19 | 江苏皇冠新材料科技有限公司 | 一种基材涂料的制备方法及使用该涂料的可印刷硬化膜 |
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