本发明属于水性涂料,具体涉及一种水性可剥离保护膜涂料及其制备方法。
背景技术:
1、在现代化工业生产及日常生活中,例如鞋材、皮具、包装和地毯等应用中,保护膜涂料作为一种重要的辅助材料,广泛应用于各类材料表面的临时保护,以防止在加工、运输或存储过程中受到划痕、污染或其他形式的损害。传统的保护膜涂料多为溶剂型,这类涂料虽然能提供较好的保护效果,但存在环保问题,如挥发性有机化合物排放,对人体健康和环境造成不利影响。因此,随着环保意识的增强和法规的严格,水性保护膜涂料逐渐成为市场的主流。
2、水性保护膜涂料以水为溶剂,具有低有机化合物排放、环境友好、易于操作等优点,然而,现有的水性保护膜涂料在某些性能上仍难以满足特定需求,如剥离性能、耐候性、抑菌性能等。特别是在需要保护膜能够轻松从被保护材料表面剥离而不留下残留物的场合,对涂料的可剥离性提出了更高要求。因此,如何对传统的水性可剥涂料的技术缺陷进行改进,使其在环保的基础上具有优异性能,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的为:提供一种水性可剥离保护膜涂料及其制备方法,能够有效地解决现有技术的保护膜涂料环保效果较差且剥离性能、耐候性和抑菌性能不能满足实际使用的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种水性可剥离保护膜涂料,所述水性可剥离保护膜涂料由以下组分组成:自乳化性水性聚氨酯、抑菌改性含硅苯丙乳液、改性硅油、改性硅溶胶、丙二醇、消泡剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂和三乙胺;
4、所述自乳化性水性聚氨酯以异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇、二月桂酸二丁基锡、二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、三乙胺和乙二胺为原料制得;
5、所述抑菌改性含硅苯丙乳液以苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、氧化石墨、十二烷基硫酸钠、对甲苯磺酸、八甲基环四硅氧烷、壬基酚聚氧乙烯基醚、硅烷偶联剂kh-570和过硫酸钾为原料制得。
6、更进一步地,所述自乳化性水性聚氨酯的制备步骤为:
7、步骤1、向三口烧瓶中加入16-17g异佛尔酮二异氰酸酯和17-18g聚丙二醇,在90℃的温度下搅拌反应后降温至50℃并加入0.3-0.5g二月桂酸二丁基锡,接着以1滴/s的滴速滴加3g二羟甲基丙酸和1g 1,4-丁二醇,在50℃的恒温条件下继续反应2-3h后所得记作反应体系;
8、步骤2、将反应体系降温至50℃并加入1.6g三乙胺,再次搅拌反应后加入0.4g乙二胺和60g去离子水并继续反应,减压蒸馏后所得即为自乳化性水性聚氨酯。
9、更进一步地,在步骤1中,搅拌反应的具体操作为以200r/min的搅拌速度搅拌2h,继续反应的搅拌速度为150r/min,在步骤2中,再次搅拌反应的具体操作为以300r/min的搅拌速度搅拌30min,继续反应的具体操作为以150r/min的搅拌速度搅拌30min,减压蒸馏的具体操作为在68℃的温度下减压蒸馏2-3h。
10、更进一步地,所述抑菌改性含硅苯丙乳液的制备步骤为:
11、步骤a、称取9-10g苯乙烯、9-10g甲基丙烯酸丁酯、3-4g丙烯酸丁酯、1-2g丙烯酸和0.3-0.5g氧化石墨进行混合,混合均匀后记作单体组分;
12、步骤b、在氮气氛围下向反应瓶中加入1-2g十二烷基硫酸钠和55-60g去离子水,搅拌均匀后加入2-3g对甲苯磺酸并继续搅拌30min,加入4-5g八甲基环四硅氧烷和3-4g壬基酚聚氧乙烯基醚后升温至80℃,恒温反应3h后降温至60℃,以1滴/s的滴速滴加2-3g 硅烷偶联剂kh-570后恒温搅拌30min,再升温至80℃继续反应1h后降温至40℃,所得记作待反应组分;
13、步骤c、以2滴/s的滴速向待反应组分中滴加一半的单体组分,接着升温至50℃并按原滴速滴加3-5g过硫酸钾溶液和剩余的单体组分,升温至80℃并保温4h后降温至室温,调节ph值至7-8后所得即为抑菌改性含硅苯丙乳液。
14、更进一步地,步骤a中混合均匀的具体操作为以200r/min的搅拌速度搅拌5min,在步骤b中,搅拌均匀的具体操作为以500r/min的搅拌速度搅拌10min,恒温搅拌的搅拌速度为300r/min,步骤c中过硫酸钾溶液的质量分数为10%,步骤c中使用质量分数均为15%的氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节ph。
15、更进一步地,所述改性硅油的制备方法为:
16、称取15-18g硅油和16-18g烯丙基聚醚倒入烧瓶内,升温至60℃后加入5-6g质量分数为20%的氯铂酸溶液,继续升温至90-100℃后保温反应2-3h,再降温至50℃后滴加5-6gn-(2-羟乙基)哌嗪,滴加完成后继续反应2-3h直至溶液呈透明状,以65℃的温度减压蒸馏1-2h后,所得即为改性硅油。
17、更进一步地,所述改性硅溶胶的制备步骤为:
18、步骤i、称取10g硅烷偶联剂kh-560溶于90g无水乙醇中,以500r/min的搅拌速度搅拌10min后所得记作分散液;
19、步骤ii、称取20g硅溶胶倒入烧瓶内,滴加质量分数为15%的氢氧化钠溶液调节ph值至8,在搅拌速度为250r/min的搅拌条件下以1滴/s的滴速滴加5-6g分散液,滴加完成后在50-60℃的温度下保温8h,所得即为改性硅溶胶。
20、更进一步地,所述消泡剂为聚氧乙烯脂肪醇醚,所述流平剂为羧甲基纤维素钠。
21、更进一步地,所述成膜助剂为二丙二醇单甲醚,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
22、一种水性可剥离保护膜涂料的制备方法,所述制备方法为:
23、s1、将55-60重量份抑菌改性含硅苯丙乳液倒入带有搅拌器的容器内,在搅拌速度为600-800r/min的搅拌条件下加入30-35重量份自乳化性水性聚氨酯、5-6重量份改性硅溶胶和1-2重量份丙二醇,继续搅拌10min后所得记作混合体系;
24、s2、向混合体系中加入0.2-0.5重量份消泡剂和0.2-0.5重量份流平剂,继续搅拌30min后加入5-6重量份改性硅油,再次搅拌10min后加入1-5重量份成膜助剂和1-2重量份增稠剂,最后用三乙胺调节ph值至7.5-8,所得即为水性可剥离保护膜涂料。
25、本发明的有益效果:
26、本发明中的自乳化性水性聚氨酯在水中具有更好的分散稳定性,不易发生团聚或沉淀,有助于在制备可剥涂料时获得更加均匀、稳定的涂层,从而提高涂料的整体性能,而且自乳化性水性聚氨酯能够在水中自发乳化,无需借助外力或强剪切力,能够简化制备过程,在一定程度上提高生产效率;其次,自乳化性水性聚氨酯具有极好的耐水性,能够在潮湿环境中保持涂层的完整性和性能,能够使制备的可剥涂料具有极好的耐水性,而且,自乳化性水性聚氨酯不含有机溶剂,能够避免有机溶剂对环境的污染,符合环保要求;本发明在涂料中添加抑菌改性含硅苯丙乳液,使得涂料在形成保护膜的同时,还具有一定的抑菌作用,能够有效防止细菌、霉菌等微生物的生长,延长保护膜的使用寿命,并保护被保护物体免受微生物的侵害。
27、本发明中的水性可剥离保护膜涂料采用水性配方,通过减少有机溶剂的使用来减少对环境的污染,同时在使用过程中对人体健康的影响也大大降低,而且原料的选择和制备过程均注重环保,符合现代绿色涂料的发展趋势;其次,通过各原料之间的合理配比和制备工艺,使涂料在形成保护膜后,能够轻松地从被保护物体表面剥离,不会留下残留物或损伤被保护表面,适用于各种需要临时保护的场合;再者,本发明制备的水性可剥离保护膜涂料通过合理的配方设计和选用优质的成膜助剂、流平剂等添加剂,使得涂料在涂装过程中能够迅速形成均匀、光滑、无缺陷的膜层,从而提高涂料的装饰性和保护性,能够满足现代工业生产和日常生活中对临时保护材料的需求。
1.一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述水性可剥离保护膜涂料由以下组分组成:自乳化性水性聚氨酯、抑菌改性含硅苯丙乳液、改性硅油、改性硅溶胶、丙二醇、消泡剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂和三乙胺;
2.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述自乳化性水性聚氨酯的制备步骤为:
3.根据权利要求2所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,在步骤1中,搅拌反应的具体操作为以200r/min的搅拌速度搅拌2h,继续反应的搅拌速度为150r/min,在步骤2中,再次搅拌反应的具体操作为以300r/min的搅拌速度搅拌30min,继续反应的具体操作为以150r/min的搅拌速度搅拌30min,减压蒸馏的具体操作为在68℃的温度下减压蒸馏2-3h。
4.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述抑菌改性含硅苯丙乳液的制备步骤为:
5.根据权利要求4所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,步骤a中混合均匀的具体操作为以200r/min的搅拌速度搅拌5min,在步骤b中,搅拌均匀的具体操作为以500r/min的搅拌速度搅拌10min,恒温搅拌的搅拌速度为300r/min,步骤c中过硫酸钾溶液的质量分数为10%,步骤c中使用质量分数均为15%的氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节ph。
6.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述改性硅油的制备方法为:
7.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述改性硅溶胶的制备步骤为:
8.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述消泡剂为聚氧乙烯脂肪醇醚,所述流平剂为羧甲基纤维素钠。
9.根据权利要求1所述的一种水性可剥离保护膜涂料,其特征在于,所述成膜助剂为二丙二醇单甲醚,所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种水性可剥离保护膜涂料的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:
