一種水基可剝離涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水基可剝離涂料及其制備方法，屬材料領域，該涂料由以下重量百分比的原料制備而成：水基海泡石懸浮劑2～5%，凹土粉料25～30%，納米氧化鋯粉料5～10%，乳化劑3～5%，粘結劑15～20%，分散劑2～6%，偶聯(lián)劑2～5%，消泡劑0.1～0.5%，余量為去離子水；本發(fā)明涂料利用各物質的特性及其相互作用，在金屬基材表面制備的膜層能夠耐700℃高溫，無明顯的脫落、起毛等現(xiàn)象，具有良好的耐水、耐酸堿及耐候性能。本發(fā)明粘合劑在制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低。
【專利說明】一種水基可剝離涂料及其制備方法
[0001]

【技術領域】： 本發(fā)明涉及一種水基可剝離涂料及其制備方法，屬涂料制備【技術領域】。
[0002]

【背景技術】： 現(xiàn)有的可剝離涂料由高分子材料配制加工而成，它用于各種金屬、玻璃、塑料、陶瓷及 各種高分子材料光滑表面的暫時性或者永久性保護，使用方便。如：電鍍和化學鍍行業(yè)用該 涂料在金屬工件表面進行部分隔離保護；工件按幾何圖形，需要鍍金屬的部位鍍上金屬，而 不需要鍍金屬的部位避免鍍上金屬，避免了電鍍液金屬中貴重金屬的損失和浪費。另外，在 化銑加工中，用該涂料進行部分保護，可得到所需要的化銑幾何圖形。其他金屬材料和非金 屬材料光滑表面的保護，如：航空航天有關材料、電器儀表材料，工業(yè)精密材料和建筑裝飾 材料的表面保護，防老化不脆裂、防水、防酸堿腐蝕。
[0003] CN103694872 A號申請，公開了一種水性可剝離涂料組合物，該涂料組合物含有 脂肪族聚氨酯分散體、脂肪族聚酯分散體、成膜助劑及水，制備的膜層柔韌性及粘附性好。 具有剝離性能良好，可大面積整體剝離，且涂膜可進一步加工的能力，但該膜層的耐熱和耐 酸、耐堿能力較差，只能承受80°C的溫度，和較低溶度的酸堿腐蝕作用。
[0004] CN201010592499號申請，公開了一種可剝涂層保護膜的水性涂料組合物，包括合 成樹脂乳液、附著力調節(jié)齊IJ、顏填料、消泡齊IJ、分散齊IJ、增稠齊IJ、防腐齊IJ、乙醇、去離子水，該組 合物制備的膜層耐水性及耐溶劑性能不理想，且上述涂料組合物制備的涂層的柔韌性及粘 附性并未達到理想要求，不適合進一步加工。 因此，確有必要對現(xiàn)有技術進行改進，以解決現(xiàn)有技術之不足。
[0005]


【發(fā)明內容】
： 本發(fā)明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種水基可剝離涂料，該涂料在金屬表面 制備的膜層不僅具有良好的柔韌性、粘附性和易剝離性，且該膜層能夠承受高于700°C的電 鍍高溫熱處理及重腐蝕的酸堿作用。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種水基可剝離涂料的制備方法，該制備方法工藝簡 單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術方案如下： 一種水基可剝離涂料，該涂料由以下重量百分比的原料制備而成： 水基海泡石懸浮劑2?5%，改性凹土粉料25?30%，納米氧化鋯粉料5?10%，乳化劑 3?5%，粘結劑15?20%，分散劑2?6%，偶聯(lián)劑2?5%，消泡劑0. 1?0. 5%，余量為去離 子水。
[0008] 所述乳化劑選用辛烷基酚聚氧乙烯醚聚乙二醇辛基苯基醚；分散劑選用聚丙烯酸 銨；所述偶聯(lián)劑為丙二醇丁醚；消泡劑選用二甲基聚硅氧烷有機硅消泡劑。
[0009] 所述粘結劑選用質量比為1:0. 5?1:1的聚乙烯醇縮甲醛溶液與硅酸鈉溶液配制 的混合液；其中聚乙烯醇縮甲醛溶液的質量濃度為10%，硅酸鈉溶液的固含量為35%。
[0010] 其中涂料膨潤土懸浮劑的細度為300?400目；納米氧化鋯粉料的細度為50? 100nm〇
[0011] 上述的水基可剝離涂料的制備方法，該制備方法包括以下步驟： 1) 改性凹土粉料的準備： a. 按上述重量百分比，稱量細度為200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入 鹽酸后在80?100°C的條件中處理1?3小時，再攪拌2?4小時制得懸浮液，備用；其中 每克凹凸棒石粘土中加入8?10ml蒸餾水；每克凹凸棒石粘土中加入0. 5?1. 0 ml鹽酸， 鹽酸濃度為lmol/L ; b. 向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入細度為20?50nm的納米氧化硅，攪拌得懸 浮液，然后向懸浮液中滴加NaOH溶液調整pH值至6?8,再攪拌2?4小時得懸浮液，備 用；其中每克凹凸棒石粘土中加入〇.〇5?0. 1 ml復合活性劑，每克凹凸棒石粘土中加入納 米氧化娃0. 20g?0. 33g ; c. 將b)步制得的懸浮液以3500r/min的轉速離心處理5?lOmin，回收的固體物烘 干，烘干溫度為溫度為70?100°C，烘干后研細，即得所述改性凹土粉料； 2) 制備水基可剝離涂料： a. 取去離子水倒入攪拌器中，向其中加入分散劑、乳化劑以及偶聯(lián)劑，采用十字攪刀 攪拌器充分攪拌，攪拌速度為1500?3000轉/分，攪拌時間為30?60分鐘，得混合液，備 用； b. 將上述鋰基膨潤土、納米氧化鋯粉料和步驟1) c步中制備的改性凹土粉料，放入到 a)步制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為1?2小時，得到混合液，備用； c. 向b)步制得的混合液加入粘結劑、消泡劑混合后，放入球磨機中以188?250r/min 的轉速球磨1?3h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后，即得所述水基可剝離涂料。
[0012] 其中，步驟l)b步中復合活性劑包括體積比為1:1?1:2的有機化合物和非離子 型表面活性劑，所述有機化合物選用有機羧酸，非離子型表面活性劑選用烷基酚聚氧乙烯 醚、失水山梨醇脂肪酸酯或吐溫。
[0013] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下有益效果： (1)本發(fā)明涂料可用于涂覆于金屬基材表面，利用各成份的特性及其相互作用，可在金 屬基材表面形成膜層，能夠耐700°c高溫，長期使用無明顯的脫落、起毛等現(xiàn)象，具有良好的 耐水、耐酸堿及耐候性能，且本發(fā)明涂料中添加的乳化劑和偶聯(lián)劑使得膜層具有良好的柔 韌性和可剝離性，可簡單大面積整體剝離，可以用于產(chǎn)品及零部件的臨時防護。
[0014] (2)本發(fā)明的涂料具有極大的應用性，不僅可以應用在多孔性、吸水性材料表面 (如紙、織物、木材、皮革、瓷磚等），也可應用在疏水性非多孔性材料表面（如玻璃、金屬等 基材），涂料可通過浸涂、刷涂和噴涂等簡單工藝附著在基材上，工藝簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)化 生產(chǎn)。本發(fā)明制備的水基可剝離涂料具有較好的穩(wěn)定性，放置15天仍具有99. 2%的懸浮性， 有利于涂料在各種基材表面的均勻涂覆。
[0015] (3)本發(fā)明材料中采用改性的凹土粉料，提高其在水溶液中的懸浮性能，利用其特 殊纖維狀晶體形態(tài)的層鏈狀結構，在涂料中膨潤土懸浮劑、乳化劑、分散劑的作用下在水溶 液中形成空間網(wǎng)狀結構，提高涂料中粘結劑聚合交聯(lián)度。
[0016] (4)本發(fā)明涂料中添加的納米氧化鋯粉末，吸附在凹土粉末表面，可以提高膜層的 耐高溫性；其中的乳化劑具有潤濕、擴散性能，膜層具有良好的柔韌性和可剝離性；粘結劑 可提高本發(fā)明涂料的耐酸堿性、耐水性及耐熱性等優(yōu)良性能；分散劑可提高凹土粉料在水 溶液中的懸浮性；偶聯(lián)劑可提高可剝離涂料的漆膜光潔度、平整性；消泡劑在水溶液中具 有較好的消泡能力。
[0017] (5)本發(fā)明制備方法在制備中，沒有大量使用稀貴元素，所取原料成本降低；本發(fā) 明材料制備工藝簡便、過程簡單，生產(chǎn)的材料具有良好的性能，非常便于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0018]

【具體實施方式】： 以下各實施例中所用原料如下： 所用凹凸棒石粘土采用201210083674. 3號專利制備的凹凸棒石粘土。
[0019] 所用乳化劑為辛烷基酚聚氧乙烯醚（0P-7型）；聚乙二醇辛基苯基醚為TX-10型； 偶聯(lián)劑為丙二醇丁醚；消泡劑選用二甲基聚硅氧烷有機硅消泡劑，德國畢克BYK-141。
[0020] 分散劑采用南京霄科納米陶瓷技術開發(fā)有限公司生產(chǎn)產(chǎn)品SD-00,主要成分是聚 丙烯酸銨。
[0021] 水基海泡石懸浮劑，（湖南華杰寶靈海泡石科技有限公司產(chǎn)品）細度為300?400 目；涂料膨潤土懸浮劑的細度為300?400目；納米氧化鋯粉料的細度為50?100nm。
[0022] 粘結劑中聚乙烯醇縮甲醛溶液(型號PVF)與硅酸鈉溶液(水玻璃）；聚乙烯醇縮甲 醛溶液的質量濃度為10%，硅酸鈉溶液的固含量35%。
[0023] 以下各實施例中，步驟1)中b)步中的 實施例1中，復合活性劑包括體積比為1:1?1:2的有機化合物和非離子型表面活性 齊U，有機化合物為硬脂酸，非離子型表面活性劑選用烷基酚聚氧乙烯醚（0P-10型)、失水山 梨醇脂肪酸酯（S80型）或吐溫（20型）。
[0024] 實施例2中，復合活性劑包括體積比為1:1. 5的有機化合物和非離子型表面活性 齊U，有機化合物為硬脂酸，非離子型表面活性劑選用失水山梨醇脂肪酸酯（S80型)。
[0025] 實施例3中，復合活性劑包括體積比為1:2的有機化合物和非離子型表面活性劑， 有機化合物為硬脂酸，非離子型表面活性劑選用吐溫（20型)。
[0026] 實施例1 1) 凹土粉料的準備： a. 稱量細度為200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入鹽酸在90°C中處理 2小時，同時攪拌3小時制得懸浮液，備用；其中每克凹凸棒石粘土中加入9ml蒸餾水；每克 凹凸棒石粘土中加入〇. 8ml鹽酸，鹽酸濃度為lmol/L ; b. 向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入納米氧化娃，攪拌得懸浮液，然后向懸浮液中 滴加NaOH (質量濃度5%)溶液調整pH值至7,再攪拌3小時得懸浮液，備用；其中復合活性 劑的用量為：每克凹凸棒石粘土中復合活性劑的用為〇. 08 ml ;每克凹凸棒石粘土中加入 納米氧化娃〇. 30g ; c. 將b)步制得的懸浮液以3500r/min的轉速離心處理8min，回收的固體物烘干，烘 干溫度為溫度為85°C，烘干后研細，即得所述凹土粉料； 2) 制備水基可剝離涂料： a. 將40ml的去離子水倒入攪拌器中，向其中加入2g分散劑、3g烷基酚聚氧乙烯醚型 表面活性劑以及2g偶聯(lián)劑，采用十字攪刀攪拌器充分攪拌，攪拌速度為2000轉/分，攪拌 時間為40分鐘，得混合液，備用； b. 稱量30g上述凹土粉料、5g涂料膨潤土懸浮劑和6g納米氧化鋯粉料，放入到步驟 2)中a)制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為2小時，得到混合液，備用； c.將步驟2)中b)步制得的混合液加入15g粘結劑（PVF :水玻璃=1:0. 5)、0. 5g消泡 劑混合后，放入球磨機中以188r/min的轉速球磨2h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后即，得 所述水基可剝離涂料。
[0027] 實施例2 : 1) 凹土粉料的準備： a. 稱量細度為200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入鹽酸在80°C中處理 1小時，同時攪拌2小時制得懸浮液，備用；其中每克凹凸棒石粘土中加入8ml蒸餾水；每克 凹凸棒石粘土中加入〇. 5 ml鹽酸，鹽酸濃度為lmol/L ; b. 向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入納米氧化娃，攪拌得懸浮液，然后向懸浮液中 滴加NaOH (質量濃度5%)溶液調整pH值至6,再攪拌2小時得懸浮液，備用；其中復合活性 劑的用量為：每克凹凸棒石粘土中復合活性劑的用為〇. 〇5ml ;每克凹凸棒石粘土中加入納 米氧化娃0. 20g ; c. 將b)步制得的懸浮液以3500r/min的轉速離心處理5?lOmin，回收的固體物烘 干，烘干溫度為溫度為70°C，烘干后研細，即得所述凹土粉料； 2) 制備無機耐高溫粘合劑： a. 將45ml的去離子水倒入攪拌器中，向其中加入5g分散劑、4g聚乙二醇辛基苯基醚 型非離子型表面活性劑以及3g偶聯(lián)劑，采用十字攪刀攪拌器充分攪拌，攪拌速度為1500轉 /分，攪拌時間為60分鐘，得混合液，備用； b. 稱量25g上述凹土粉料、4g涂料膨潤土懸浮劑和5g納米氧化鋯粉料，放入到步驟 2)中a)制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為2小時，得到混合液，備用； c. 將步驟2)中b)步制得的混合液加入20g粘結劑（PVF :水玻璃=1:0. 5)、0. 4g消泡 劑混合后，放入球磨機中以188r/min的轉速球磨2h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后即，得 所述水基可剝離涂料。
[0028] 實施例3 : 1) 凹土粉料的準備： a. 稱量細度為200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入鹽酸在100°C中處理 3小時，同時攪拌4小時制得懸浮液，備用；其中每克凹凸棒石粘土中加入10ml蒸餾水；每 克凹凸棒石粘土中加入1. 0 ml鹽酸，鹽酸濃度為lmol/L ; b. 向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入納米氧化娃，攪拌得懸浮液，然后向懸浮液中 滴加NaOH (質量濃度5%)溶液調整pH值至8,再攪拌4小時得懸浮液，備用；其中復合活性 劑的用量為：每克凹凸棒石粘土中復合活性劑的用為〇. 1 ml ;每克凹凸棒石粘土中加入納 米氧化娃0. 30g ; c. 將b)步制得的懸浮液以3500r/min的轉速離心處理10min，回收的固體物烘干，烘 干溫度為溫度為l〇〇°C，烘干后研細，即得所述凹土粉料； 2) 制備無機耐高溫粘合劑： a.將40ml的去離子水倒入攪拌器中，向其中加入4g分散劑、5g烷基酚聚氧乙烯醚型 表面活性劑以及5g偶聯(lián)劑，采用十字攪刀攪拌器充分攪拌，攪拌速度為3000轉/分，攪拌 時間為60分鐘，得混合液，備用； b. 稱量30g上述凹土粉料、5g涂料膨潤土懸浮劑和7g納米氧化鋯粉料，放入到步驟 2)中a)制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為2小時，得到混合液，備用； c. 將步驟2)中b)步制得的混合液加入18g粘結劑（PVF :水玻璃=1:0. 5)、0. 3g消泡 劑混合后，放入球磨機中以188r/min的轉速球磨2h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后即，得 所述水基可剝離涂料。
[0029] 實施例4 : 1) 按實施例1的方法制備凹土粉料： 2) 制備無機耐高溫粘合劑： a. 將45ml的去離子水倒入攪拌器中，向其中加入3g分散劑、5g聚乙二醇辛基苯基醚 型非離子型表面活性劑以及5g偶聯(lián)劑，采用十字攪刀攪拌器充分攪拌，攪拌速度為1500? 3000轉/分，攪拌時間為40分鐘，得混合液，備用； b. 稱量30g上述凹土粉料、3g涂料膨潤土懸浮劑和6g納米氧化鋯粉料，放入到步驟 2)中a)制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為2小時，得到混合液，備用； c. 將步驟2)中b)步制得的混合液加入20g粘結劑（PVF :水玻璃=1:0. 5)、0. 2g消泡 劑混合后，放入球磨機中以188r/min的轉速球磨2h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后即，得 所述水基可剝離涂料。
[0030] 測試實例： 取實施例1與實施例2制備的本發(fā)明可剝離涂料涂刷在馬口鐵表面，噴涂次數(shù)為3? 4次，后一次噴涂必須在前一次噴涂的涂膜實干后才可進行。最終涂膜厚度為0.08mm? 0.09_。涂膜在室溫下放置7天分別進行拉伸強度、剝離強度、耐水性和耐鹽水性測試。 測試結果見下表所示：

【權利要求】
1. 一種水基可剝離涂料，該涂料由以下重量百分比的原料制備而成： 水基海泡石懸浮劑2?5%，改性凹土粉料25?30%，納米氧化鋯粉料5?10%，乳化劑 3?5%，粘結劑15?20%，分散劑2?6%，偶聯(lián)劑2?5%，消泡劑0. 1?0. 5%，余量為去離 子水。
2. 如權利要求1所述的水基可剝離涂料，其特征在于：所述乳化劑選用辛烷基酚聚氧 乙烯醚聚乙二醇辛基苯基醚；分散劑選用聚丙烯酸銨；所述偶聯(lián)劑為丙二醇丁醚；消泡劑 選用二甲基聚硅氧烷有機硅消泡劑。
3. 如權利要求1所述的水基可剝離涂料，其特征在于：所述粘結劑選用質量比為 1:0. 5?1:1的聚乙烯醇縮甲醛溶液與硅酸鈉溶液配制的混合液；其中聚乙烯醇縮甲醛溶 液的質量濃度為10%，硅酸鈉溶液的固含量為35%。
4. 如權利要求1所述的水基可剝離涂料，其特征在于：其中涂料膨潤土懸浮劑的細度 為300?400目；納米氧化鋯粉料的細度為50?100nm。
5. 權利要求1-4任意一項所述的水基可剝離涂料的制備方法，該制備方法包括以下步 驟： 1) 改性凹土粉料的準備： a. 按上述重量百分比，稱量細度為200?400目的凹凸棒石粘土放入蒸餾水中，加入 鹽酸后在80?100°C的條件中處理1?3小時，再攪拌2?4小時制得懸浮液，備用；其中 每克凹凸棒石粘土中加入8?10ml蒸餾水；每克凹凸棒石粘土中加入0. 5?1. 0 ml鹽酸， 鹽酸濃度為lmol/L ; b. 向上述懸浮液加入復合活性劑，再加入細度為20?50nm的納米氧化硅，攪拌得懸 浮液，然后向懸浮液中滴加NaOH溶液調整pH值至6?8,再攪拌2?4小時得懸浮液，備 用；其中每克凹凸棒石粘土中加入〇.〇5?0. 1 ml復合活性劑，每克凹凸棒石粘土中加入納 米氧化娃0. 20g?0. 33g ; c. 將b)步制得的懸浮液以3500r/min的轉速離心處理5?lOmin，回收的固體物烘 干，烘干溫度為溫度為70?100°C，烘干后研細，即得所述改性凹土粉料； 2) 制備水基可剝離涂料： a. 取去離子水倒入攪拌器中，向其中加入分散劑、乳化劑以及偶聯(lián)劑，采用十字攪刀 攪拌器充分攪拌，攪拌速度為1500?3000轉/分，攪拌時間為30?60分鐘，得混合液，備 用； b. 將上述鋰基膨潤土、納米氧化鋯粉料和步驟1) c步中制備的改性凹土粉料，放入到 a)步制得的混合液中，充分攪拌，攪拌時間為1?2小時，得到混合液，備用； c. 向b)步制得的混合液加入粘結劑、消泡劑混合后，放入球磨機中以188?250r/min 的轉速球磨1?3h，將球磨后的料漿經(jīng)真空去泡后，即得所述水基可剝離涂料。
6. 根據(jù)權利要求5所述的水基可剝離涂料的制備方法，其中，步驟1) b步中復合活性 劑包括體積比為1:1?1:2的有機化合物和非離子型表面活性劑，所述有機化合物選用有 機羧酸，非離子型表面活性劑選用烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或吐溫。
【文檔編號】C09D7/12GK104327555SQ201410685188
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】姚義俊, 萬韜隃, 饒偉鋒, 劉斌, 王濤, 張樂彬, 溫曉霞 申請人:南京信息工程大學