CN1592771A - 涂层组合物用于在塑料表面上制备临时保护涂层的用途 - Google Patents

Abstract

本发明描述了涂层组合物用于制备临时保护涂层以防止在塑料表面上的污染和带静电的用途，该涂层组合物含有基于其重量计的下列组分：最多至20％的形成涂层的组分，0－20％的添加剂，0－20％的增溶剂，这里为达到100％所剩余的部分由水和/或一种或多种水溶性的溶剂组成，在此，所述溶剂以0－30％的量存在。

Description

涂层组合物用于在塑料表面上制备临时保护涂层的用途

塑料具有高的电阻。所以，特别是聚碳酸酯在运输、加工和储存过程中会带上静电。

由于这种带电而从周围环境吸引例如污物颗粒并且污物颗粒沉积在表面上。

由此所形成的污物层只能在“机械学”的作用下或借助特殊的有机溶剂才能去除。

特别是对于表面处理的加工过程，例如上漆、涂覆、粘接等过程，这样的静电沉积的层是有干扰作用的。

因此，过去尝试通过施用抗静电剂以防止带电，从而防止污染。然而，在随后的处理表面的过程中，这些抗静电剂又是有干扰作用的，所以必须在进一步加工之前将其去除。

为此，例如在上漆前，将塑料部件在洗涤设备中清洗。这种洗涤设备具有多个处理区；例如经常使用由一个洗涤槽和三个冲洗槽组成的配置。洗涤槽经常除了含有水以外，还含有表面活性的物质(表面活性剂)。有酸性的、中性的或碱性的槽，其根据塑料类型而显示出各自的优点。

用于清洗的表面活性剂大多数涉及非离子型、阴离子型或两性表面活性剂。然而因为抗静电处理在本专利的申请人所已知的应用情况下是用阳离子型表面活性剂进行的，所以可能在洗涤设备的洗涤槽中发生相互作用，从而随后在工艺过程中发生干扰作用。

因此，本发明的任务在于，避免塑料的表面受污染，同时在随后的处理技术中不出现由此引起的干扰作用。另外，在此应避开在现有技术中对于已经被污染的表面所必需的腐蚀性的机械或化学的清洗方法。

这也适用于在WO 00/01773中所描述的用于塑料表面的临时保护涂层，在该保护涂层中，特殊的能导电的聚合物，如特别是特殊的能导电的聚杂环类用作形成涂层的组分。从EP-A-0 012 513、EP-A-0 560 854和EP-A-0 822 236中已知其他的起抗静电作用的聚合物。然而，在这些文献中所描述的起抗静电作用的物质不是用于临时的保护涂层，而是用于耐久的涂层。

从GB-PS 578,540中已知固体聚乙二醇组合物，在这些组合物中聚乙二醇应对在组合物中另外含有的组分酒石酸和碳酸氢钠施加保护作用，并且应防止这些组分的不期望的过早的反应。为此，将酒石酸溶解于熔融的聚乙二醇中，并将经冷却的溶液与需要量的碳酸氢钠混合。在此所用的聚乙二醇是指一种具有的分子量至少为4000的聚乙二醇。最后，从GB-PS 632,594中还已知聚乙酸乙烯酯用作临时涂层的成分的用途。

现在惊奇地发现，在应用下面进一步清楚描述的涂层组合物以在所涉及到的塑料表面上产生临时的保护涂层时，如果这种组合物在塑料部件成形后立即涂覆，则几乎阻止了塑料表面的污染。

因此，本发明提供根据下列的1)-11)方面所确定的涂层组合物用于制备临时的保护涂层以防止在塑料表面上的污染和带静电的用途：

1.涂层组合物用于制备临时的保护涂层以防止在塑料表面上的污染和带静电的用途，该涂层组合物含有基于其重量计的下列组分：

-最多至20％的形成涂层的组分，

-0-20％的添加剂，

-0-20％的增溶剂，

-这里为达到100％所剩余的部分由水和/或一种或多种水溶性的溶剂组成，其中所述溶剂以0-30％的量存在。

2.根据第1方面的用途，在该用途中，形成涂层的组分是聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性的聚乙酸乙烯酯、多糖、聚二醇醚、聚羧酸酯、聚丙烯酸、纤维素或由马来酸/丙烯酸、马来酸/烯烃或马来酸/甲基乙烯基醚构成的共聚物。

3.根据第1或第2方面的用途，在该用途中，形成涂层的组分具有的摩尔质量为300-250000，优选为4000-6000g/mol。

4.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，添加剂是阴离子型、非离子型或两性表面活性剂。

5.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，表面活性剂是弱发泡的表面活性剂。

6.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，使用具有摩尔质量为500-1000g/mol，优选为...-...g/mol的形成涂层的表面活性剂。

7.根据第1-6方面之一的用途，在该用途中，作为形成涂层的组分只使用形成涂层的表面活性剂，特别是具有摩尔质量为300-100000g/mol，优选为400-1000g/mol的形成涂层的表面活性剂。

8.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，塑料表面由聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、合成树脂、聚酯、蜜胺树脂、ABS、TPU，以纯物质形式的和作为与共聚物如PC/PBT、PC/PET、PP/EPDM的混合物形式的TPE构成。

9.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，在涂层组合物中为达到100％所剩余的部分只是水。

10.根据第1-8方面中一个或多个的用途，在该用途中，水溶性的溶剂是乙醇或异丙醇。

11.根据上述方面中一个或多个的用途，在该用途中，涂层组合物非必要地在用水稀释后，通过喷雾、浸渍、涂刷、辊轧或浇注而施用到塑料表面上，随后干燥而形成保护涂层，在此，这种保护涂层在进一步加工塑料表面之前，以具有后接的冲洗槽的常用的洗涤方法再被去除。

具体地，在本发明中所使用的涂层组合物具有下面的组成。

-作为形成涂层的组分合适的有，形成涂层的聚合物，如聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性的聚乙酸乙烯酯、多糖、聚二醇醚、聚羧酸酯、聚丙烯酸、纤维素或由马来酸/丙烯酸、马来酸/烯烃或马来酸/甲基乙烯基醚构成的共聚物。特别使用聚乙烯醇、聚乙二醇、聚二醇醚和聚羧酸酯。优选的形成涂层的组分具有的摩尔质量为300-250000g/mol，特别为4000-6000g/mol。当这些物质具有低的至中等的聚合度时是特别合适的。优选使用这样的聚合物，该聚合物在20℃的水温下还具有至少5％，特别是＞10％的水溶性。作为形成涂层的组分，根据本发明合适的还有下述的形成涂层的表面活性剂。这些表面活性剂可以使得上述的形成涂层的聚合物的使用为非必需的。

-基料：涂层组合物是基于水性基料制备的。优选基料只由水组成。然而，也可以非必要地存在有一定比例的水溶性溶剂，如乙醇和异丙醇。所含有的水溶性溶剂的量为0-50重量％，优选为0-20重量％。其他的水溶性溶剂是：甲醇、丁基乙二醇、丁基二甘醇、甲基乙二醇、甲基二甘醇、乙二醇等等。

-选用性的组分：为了辅助随后例如在洗涤设备中对基材表面的清洗，可以含有作为添加剂的表面活性的或清洗作用的或辅助清洗的组分，如湿润剂。作为湿润剂合适的是阴离子型、非离子型和两性表面活性剂。在此涉及常用的为本领域专业人员所已知的表面活性剂。特别使用弱发泡的表面活性剂。在此特别涉及在40℃以上不发泡的表面活性剂。优选，这些表面活性剂具有的摩尔质量为300-100000g/mol，特别为400-1000g/mol。根据优选的实施方案使用能够形成涂层的表面活性剂。这样的表面活性剂特别具有上述为300-100000g/mol，特别优选为400-1000g/mol的摩尔质量。这样的表面活性剂的一个例子是脂肪醇-乙氧基化物-丙氧基化物，如C₁₀/C₁₂-脂肪醇5EO，4PO。对于这样的具有形成涂层的作用的表面活性剂可以如上所述不使用独立的形成涂层的组分。作为其他选用性的添加剂可以使用：染料、  防腐剂、气味改进剂、触变剂、凝胶形成剂。非必要地也可以使用增溶剂，如异丙苯磺酸钠。其他适用的增溶剂是所有向水性的化合物，如二甲苯磺酸盐、短链的烷基硫酸盐、脲、丁基单二醇硫酸钠等。

-用量比例：形成涂层的组分一般含量为最多至20重量％，优选为5-10重量％，基于涂层组合物的重量计。非必要存在的添加剂优选以最多至20重量％，特别为5-10重量％的量存在，基于涂层组合物的重量计。可能的增溶剂优选以最多至20重量％，特别是5-15重量％的量存在，基于涂层组合物的重量计。涂层组合物为达到100重量％还剩余的用量比例由水或由水和一种或多种水溶性溶剂如乙醇或异丙醇组成。在此，水溶性的溶剂一般以0-30重量％，特别地以5-20重量％的量存在。

本发明所用的涂层组合物的制备以常用的方式通过组分的掺混和均化而进行。

本发明所用的涂层组合物特别适合于在产品上制备保护涂层，所述产品由容易带静电的物质制成(如指绝缘体)或具有可带静电的涂层。在此，特别涉及由聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、合成树脂、聚酯、蜜胺树脂、ABS、TPU，以纯物质形式的和作为与共聚物如PC/PBT、PC/PET、PP/EPDM的混合物形式的TPE制成的产品或基材表面。

本发明所用的涂层组合物的应用适合在例如通过注塑而成形或制备基材后直接进行。通常所述的涂层配方是以稀释的形式，通常以用水稀释5-50％，优选5-20％，特别约10％的稀释度而施用到所要涂覆的部件上。另外，稀释还可以用由水和上述的水溶性溶剂如乙醇、异丙醇、甲醇、丁基乙二醇、丁基二甘醇、甲基乙二醇、甲基二甘醇和乙二醇组成的混合物，特别地以上述的用量比例进行。在所要涂覆的部件上的施用通常通过喷雾到表面上直至完全润湿而进行。不用喷雾法也可用每种其他合适的施用方法，如浸渍、涂刷、辊轧或浇注。随后的干燥可通过简单的在室温下储存而进行。也可以强制干燥，如在热干燥器中，优选具有循环空气的热干燥器中，在最高至80℃的温度下进行。另外，干燥也可以借助红外线进行。干燥后的层厚优选为约2-10μm。

以这种方式得到的保护涂层对于不太强烈的机械作用是稳定的并在短时间的暴露和室温下对于水是稳定的。

保护涂层的去除特别在表面的进一步处理之前，例如在上漆、电镀沉积或无电流沉积之前或在粘接过程之前是必需的。涂层可用水和/或溶剂去除。为此需要的作用时间取决于温度条件。去除可在室温下，然而也可在40℃以上的温度下进行，在此，在后一种情况下作用时间将缩短。常用的已知的洗涤方法，浸渍，超声，喷射，如在所谓的“强力-洗涤设备”中的洗涤方法适合用于去除过程。在此，在洗涤槽中去除保护涂层并在随后的冲洗槽中冲洗除去表面的残留物。

优选地，在本发明的范围内，洗涤过程在中性的或弱碱性至强碱性的洗液中进行，该洗液可以含有阴离子型表面活性剂。在这样的情况下，阳离子型表面活性剂干扰洗涤过程。出于这个原因，优选使用亲水性的不含有阳离子型表面活性剂的涂层组合物。

由此，根据本发明可以通过使用上述的涂层组合物而达到对在塑料部件上的污染和带静电的有效的表面保护，从而避开现有技术中的由已经发生的污染所引起的问题。

下面的实施例解释本发明，但不限制本发明。

实施例1(涂层配方)

通过按已知的方式掺混和均化下列的组分而制备下面的涂层配方：

5重量％   PEG；分子量：4000

5重量％   聚乙二醇醚(7EO)

10重量％  异丙苯磺酸钠

80重量％  水

实施例2(涂层配方)

通过按已知的方式掺混和均化下列的组分而制备下面的涂层配方：

15重量％  脂肪醇-乙氧基化物-丙氧基化物

          (C₁₀/C₁₂-脂肪醇5EO，4PO)

4重量％   异丙苯磺酸钠

81重量％  水

对于这种组合物，表面活性剂除了承担它的界面活性作用以外，同时还承担形成涂层的组分的功能。

实施例3(用途实施例)

实施例1的涂层配方以用水稀释10％的稀释度喷雾到刚从注塑模具中取出的所要涂覆的塑料部件上(由聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯-共聚物制成)，直至表面完全润湿。随后通过在室温下简单的储存干燥或在热干燥器中在强制的条件下干燥。

所得到的涂层对于不太强烈的机械作用是稳定的以及在室温条件下短的暴露时间下对于水是稳定的。该涂层可通过结合有随后的冲洗槽的常用的洗涤方法而没有问题地去除。

等价的结果也可用实施例2的组合物实现。

Claims (11)

1.涂层组合物用于制备临时保护涂层以防止在塑料表面上的污染和带静电的用途，该涂层组合物含有基于其重量计的下列组分：

-最多至20％的形成涂层的组分，

-0-20％的添加剂，

-0-20％的增溶剂，

-这里为达到100％所剩余的部分由水和/或一种或多种水溶性的溶剂组成，其中所述溶剂以0-30％的量存在。

2.根据权利要求1的用途，其中，形成涂层的组分是聚乙烯醇、聚乙二醇、水溶性的聚乙酸乙烯酯、多糖、聚二醇醚、聚羧酸酯、聚丙烯酸、纤维素或由马来酸/丙烯酸、马来酸/烯烃或马来酸/甲基乙烯基醚构成的共聚物。

3.根据权利要求1或2的用途，其中，形成涂层的组分具有的摩尔质量为300-250000，优选为4000-6000g/mol。

4.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，添加剂是阴离子型、非离子型或两性表面活性剂。

5.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，表面活性剂是弱发泡的表面活性剂。

6.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，使用具有摩尔质量为300-100000g/mol，优选为400-1000g/mol的形成涂层的表面活性剂。

7.根据权利要求6的用途，其中，作为形成涂层的组分只使用形成涂层的表面活性剂，特别是具有摩尔质量为300-100000g/mol，优选为400-1000g/mol的形成涂层的表面活性剂。

8.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，塑料表面由聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、合成树脂、聚酯、蜜胺树脂、ABS、TPU，以纯物质形式的和作为与共聚物如PC/PBT、PC/PET、PP/EPDM的混合物形式的TPE构成。

9.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，在涂层组合物中为达到100％所剩余的部分只是水。

10.根据权利要求1-8中一项或多项的用途，其中，水溶性的溶剂是乙醇或异丙醇。

11.根据上述权利要求中一项或多项的用途，其中，涂层组合物非必要地在用水稀释后，通过喷雾、浸渍、涂刷、辊轧或浇注而施用到塑料表面上，随后干燥而形成保护涂层，在此，这种保护涂层在进一步加工塑料表面之前，以具有后接的冲洗槽的常用的洗涤方法再被去除。