水性透明可剥离防护涂料 【技术领域】
本发明涉及一种常温下固化，以水为溶剂，可用于基材临时性保护的透明可剥离涂料及其制备方法。
背景技术
可剥离涂料通常应用于文物、精密零件、机械设备等物品的临时性保护，也可应用于抽油烟机、排气伞等家用器具的污垢可剥离层。可剥离防护涂料必须满足在全天候条件下使用的要求，亦即必须具有优异的耐候性。它必须满足基本的技术要求：长时间雨淋不溶胀，不起泡(耐水性)；光照老化后保持可剥离性(耐光照老化)；夏天长时间户外暴晒后，与漆膜不粘结、不变色(耐高温)；冬季长时间冷冻不开裂(耐低温)；气候反复变化时保持可剥离性能。常温下固化的可剥离涂料常采用聚氯乙烯、过氯乙烯、低分子量聚苯乙烯、聚丙烯酸树脂、尼龙共聚物、有机硅、各类橡胶等树脂成膜物研制，但由于这些涂料大都属于溶剂类涂料，环保性不佳，有易燃易爆危险，已不适应未来涂料发展的趋势。
【发明内容】
为克服上述涂料环保性不足的劣势，本发明拟研制一种水性的透明可剥离涂料，该涂料具有高耐水性、高耐油性、高耐候性和一次连续可剥离的特性。
本发明通过如下实施方案实现：
一种常温下固化，以水为溶剂，可用于基材临时性保护的透明可剥离涂料，其特征在于，所述的水性透明可剥离防护涂料为单组份涂料，按如下重量比组成，
组分：柔韧性丙烯酸共聚乳液25％～70％；硬丙烯酸共聚乳液25％～70％；增塑剂1.0％～5.0％；剥离促进剂1.0％～5.0％；增稠剂0.1％～0.5％；成膜助剂0.5％～2.0％；消泡剂0.05％～0.1％；防霉剂0.05％～0.1％。
本发明还包括如下实施方案，一种上述的水性透明可剥离防护涂料的制备方法，其包括如下步骤：
该涂料为单组分涂料，其制备方法如下：按比例依次将柔韧性丙烯酸共聚乳液、硬丙烯酸共聚乳液、增塑剂、剥离促进剂、增稠剂、抗老化剂和成膜助剂充分混合后在800r/min下搅拌均匀。
使用时，可根据工件的待涂装面积依量取用，可以采取喷涂、刷涂的方式进行施工，待24h漆膜完全实干后，方可作为临时性保护涂层应用，待应用完毕，如抽油烟机沾满油污、或者大型设备运送到目的地并安装完毕后，可轻易揭开并完全去除可剥离涂层，露出基材原本表面。
在优选的实施方案中：
柔韧性丙烯酸共聚乳液可以是纯丙共聚物、苯丙共聚物、硅丙共聚物；可以是水溶性树脂或水分散性树脂；分子量最好大于20000；可以是气干成膜型，也可以是UV(紫外)交联固化成膜型；其玻璃化温度(Tg)最好是低于10℃。该乳液为漆膜提供韧性，利于整体剥离。柔韧性丙烯酸共聚乳液在涂料中的用量优选为30-50％，更优选35-45％。
硬丙烯酸共聚乳液，可以是纯丙共聚物、苯丙共聚物、硅丙共聚物；可以是水溶性树脂或水分散性树脂；分子量最好大于20000；可以是气干成膜型，也可以是UV(紫外)交联固化成膜型；其玻璃化温度(Tg)最好是高于20℃。该乳液为漆膜提供硬度，赋予漆膜强度，利于整体剥离。硬丙烯酸共聚乳液在涂料中的用量优选为30-50％，更优选35-45％。
剥离促进剂，可以是烷基磷酸酯类、有机硅类、含氟化合物(最好是低分子树脂)、氟硅低分子树脂、蜡等物质，起到调整漆膜与保护基材的适宜附着力。
增塑剂，可以是邻苯二甲酸酯、己二酸酯、辛二酸三甘醇酯、丁二酸酯、酒石酸酯类等。
增稠剂，可以是羟基纤维素、聚氨酯类增稠剂、丙烯酸乳液增稠剂、改性聚丙烯酸钠等。
成膜助剂，可以是醇醚、脂肪族二元醇、苯甲醇、甲基苄醇等。
防霉剂，可以是N-甲基苯甲酰胺、苯丙咪唑氨基甲酸甲酯、二碘甲基对甲基砜等。
消泡剂。使用消泡剂的目的是防止保护膜产生气孔，使用的消泡剂可以是高级脂肪酸甘油酯、多乙烯多胺的衍生物、丙稀酸共聚体、改性有机硅树脂等。
抗老化剂。使用抗老化剂的目的是防止保护膜因自然光照后发生力学性能、可剥离性的下降。抗老化剂选自取代丙烯酸酯类，如2-氰基-3，5二苯基丙烯酸-乙基己酯；或水杨酸酯类，如水杨酸苯酯、二苯甲酮类或苯并三唑类化合物。抗老化剂的用量为0.1-5％，优选为0.5-3％，如果抗老剂的用量太高，容易引起保护膜涂层的表面缩孔。
本发明中，为了提高防护涂料的乳液稳定性，还可以添加聚合物保护胶，其用量是涂料固含量的0.5-5％。这些聚合物胶体选自如下：羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧酸纤维素、聚乙烯醇、磺化聚乙烯醇、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇。也可以添加下述的无机分散剂：亲水性气相二氧化硅，氢氧化镁，羟基磷酸钙等。
根据需要，还可以在本发明的可剥离防护涂料中添加颜料。添加颜料的目的是制备彩色的保护膜，产生新鲜的视觉效应。使用的颜料是本领域的常规颜料，例如钛白粉、炭黑、铜酞花青蓝、铜酞花青绿、滑石粉、粘土、云母和蒙脱石等。在防护膜涂料中，添加无机颜料可以同时提高保护膜的力学性能。
根据本发明的一个优选实施方案，根据基材的表面特性，先将待涂覆表面如原设备金属表面或涂层表面、抽油烟机表面等清理干净，然后采用喷涂或刷涂的方式将水性透明可剥离防护涂料施工到待涂覆表面。待保护期完毕后，可直接将可剥离涂层揭去，露出原表面。
本发明的可剥离防护涂料可在例如汽车、车辆、机械部件、金属制日用品及其他铁的和有色金属制品、木器、剥离制品、橡胶制品和漆制品等表面上涂覆。
【具体实施方式】
以下通过实施例对本发明进行详细说明，所述实施例仅是便于理解本发明，而非对本发明的限制，本领域技术人员，在阅读本发明说明书的基础上，作出的任何变型或改变，都不会背离本发明的精神和范围。
实施例1
将35重量份的分子量为20000、玻璃化转变温度为5度的气干成膜型的水溶性苯丙共聚物；63重量份的分子量为25000、玻璃化转变温度为50度的气干成膜型的硅丙共聚物；0.4重量份的消泡剂改性有机硅树脂；0.5重量份的增塑剂邻苯二甲酸乙酯；0.3重量份的剥离促进剂三甲基磷酸酯；0.1重量份的增稠剂羟基纤维素；0.3重量份的成膜剂苯甲醇；0.5重量份的抗老化剂水杨酸苯酯；以及0.4重量份的防霉剂N-甲基苯甲酰胺进行充分混合，在800r/min下搅拌均匀，即成功制备水性透明可剥离防护涂料。为便于涂布，可用0-200mL的水调节其粘稠度。
实施例2
将40重量份地分子量为30000、玻璃化转变温度为-10度的气干成膜型的水溶性纯丙共聚物；55重量份的分子量为40000、玻璃化转变温度为80度的气干成膜型的纯丙共聚物；0.5重量份的消泡剂丙稀酸共聚体；0.6重量份的增塑剂辛二酸三甘醇酯；0.35重量份的剥离促进剂氟硅低分子树脂；0.05重量份的增稠剂丙烯酸乳液增稠剂；0.1重量份的成膜剂甲基苯甲醇；以及0.4重量份的防霉剂苯丙咪唑氨基甲酸甲酯进行充分混合，在800r/min下搅拌均匀，即成功制备水性透明可剥离防护涂料。为便于涂布，可用0-200mL的水调节其粘稠度。
实施例3
将70重量份的分子量为25000、玻璃化转变温度为-5度的气干成膜型的水溶性硅丙共聚物；28重量份的分子量为30000、玻璃化转变温度为60度的气干成膜型的苯丙共聚物；0.5重量份的消泡剂改性有机硅树脂；0.4重量份的增塑剂酒石酸酯；0.25重量份的剥离促进剂氟硅低分子树脂；0.1重量份的增稠剂丙烯酸乳液增稠剂；0.25重量份的成膜剂甲基苯甲醇；以及0.5重量份的防霉剂苯丙咪唑氨基甲酸甲酯进行进行充分混合，在800r/min下搅拌均匀，即成功制备水性透明可剥离防护涂料。为便于涂布，可用0-200mL的水调节其粘稠度。
实施例4
将20重量份的分子量为30000、玻璃化转变温度为0度的气干成膜型的水溶性苯丙共聚物；70重量份的分子量为40000、玻璃化转变温度为40度的气干成膜型的硅丙共聚物；1重量份的消泡剂改性有机硅树脂；3重量份的增塑剂改性聚丙烯酸钠；1重量份的剥离促进剂氟硅低分子树脂；1重量份的增稠剂丙烯酸乳液增稠剂；1重量份的成膜剂甲基苯甲醇；0.3重量份的抗老化剂2-氰基-3，5二苯基丙烯酸-乙基己酯；以及0.3重量份的防霉剂苯丙咪唑氨基甲酸甲酯进行充分混合，在800r/min下搅拌均匀，即成功制备水性透明可剥离防护涂料。为便于涂布，可用0-200mL的水调节其粘稠度。
对上述实施例中制备的防护膜样板进行以下性能测试实验：
(1)剥离性试验：分别在环境温度为0℃、20℃和40℃的条件下，考察防护膜是否易于剥离。
◎易于剥离；○剥离性良好；Δ剥离稍有困难(出现断裂)；×不能剥离
(2)耐酸雨试验：将40％硫酸滴在保护膜样板上，在25℃条件下保持12小时，观察漆膜表面有无腐蚀痕迹。
◎无腐蚀痕迹；×有腐蚀痕迹
(3)耐碱性试验：将0.1标准浓度的氢氧化钠滴在保护膜样板上，在25℃条件下保持12小时，观察漆膜表面有无腐蚀痕迹。
◎无腐蚀痕迹；×有腐蚀痕迹
(4)耐水性试验：水淋防护膜样板10小时，水流量为3.5L/min，观察防护膜是否起泡、开裂，是否易于剥离。
◎不起泡、不开裂、易于剥离；○不起泡、不开裂、剥离性良好；×气泡或开裂或不能剥离
(5)耐热性试验：将防护膜样板放在80℃的烘箱内，热处理24天，观察防护膜是否变色、开裂、是否易于剥离，对漆膜有无不良影响。
◎不变色、不开裂、易于剥离，无不良影响；○不开裂、易于剥离、无不良影响，稍有变色；Δ不开裂、无不良影响、稍有变色，剥离性良好；口剥离稍有困难；×不能剥离
(6)耐低温试验：在-40℃条件下，将防护膜样品放置24小时试验。观察保护膜是否开裂，是否易于剥离。
◎不开裂、易于剥离；×开裂或不能剥离
(7)800h加速老化试验：将防护膜样板在按照GB/T 1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(虑过的氙弧辐射)》进行人工气候加速老化试验800h。观察防护膜是否开裂，是否变色，是否易于剥离，漆膜有无不良影响。
◎不变色、不开裂、易于剥离，无不良影响；○不开裂、易于剥离、无不良影响，稍有变色；Δ剥离稍有困难；×开裂或不能剥离
(8)2000h加速老化试验：将防护膜样板在按照GB/T 1865-1997《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(虑过的氙弧辐射)》进行人工气候加速老化试验2000h。观察防护膜是否开裂，是否变色，是否易于剥离，漆膜有无不良影响。
◎不变色、不开裂、易于剥离，无不良影响；○不开裂、易于剥离、无不良影响，稍有变色；Δ剥离稍有困难；×开裂或不能剥离
以上各种试验条件是为了具体描述防护膜的性能而设定的，并不是意味着，在以上条件范围以外防护膜的性能就能劣化。
实施例1-4防护膜样板的各项试验结果如表1所示。
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 可剥离性试 验 ◎ ◎ ◎ ◎ 耐酸雨试验 ◎ ◎ ◎ ◎ 耐碱性试验 ◎ ◎ ◎ ◎ 耐水性试验 ◎ ◎ ◎ ◎ 耐热性试验 ◎ ◎ ○ ◎
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 耐低温试验 ◎ ◎ ◎ ◎ 800h加速老 化试验 ◎ ◎ ◎ ◎ 2000h加速老 化试验 ○ Δ Δ ◎