聚合物保护涂料制造技术

本发明专利技术整体涉及聚合物表面涂料，尤其是易于剥离并提供免受污染和物理刮擦的表面保护功能、以及提供易于辨识性的聚合物涂料。

Polymer Protective Coatings

The invention relates to polymer surface coatings as a whole, in particular to surface protection functions which are easy to peel off and provide free from pollution and physical scratch, and to polymer coatings which are easy to identify.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物保护涂料
本专利技术整体涉及聚合物表面涂料，尤其是易于剥离并提供免受污染和物理刮擦的表面保护功能的聚合物涂料。
技术介绍
可剥离涂料可提供用于多种产品的便于移除的表面涂层。它们可为用于表面(或其部分)的牺牲保护涂层。可剥离涂料的流行形式包括通过气溶胶喷剂或浸涂涂覆的橡胶涂料，用于装饰汽车轮毂、引擎盖和门板。可剥离的橡胶涂料包括橡胶，诸如溶解在有机溶剂(诸如二甲苯、乙苯、丙酮和甲基乙基酮)中的苯乙烯-丁二烯。这些溶剂将挥发性有机化合物(volatileorganiccompound，VOC)释放到空气中，对于人类健康和环境都具有潜在的危险。监管的发展导致油漆中挥发性有机溶剂的使用更加严格。已经开发出可供选择的水基乳液涂料，其中水替代有机溶剂起到介质(聚合物颗粒分散在其中)的作用。能够形成水基乳液的聚合物的示例有聚醋酸乙烯酯和丙烯酸。通过浇注分散体并使其干燥而形成的涂层通常形成易碎的硬涂层。为了实现可剥离性，通常需要减少在待涂覆的所述表面的聚合物涂层的粘附性。在一些涂料中采用的技术是使用隔离剂(诸如石蜡、动物或植物油，其全部包含脂肪酸)，以降低聚合物涂层对表面的粘附性。与将包含脂肪酸的剥离剂添加至涂料组合物中相关联的若干问题是它们与金属、染色砖石结构和木材反应的趋势，以及其油性质地。因此，本领域的技术人员认识到涂料组合物的可剥离性在一定程度上不仅取决于涂料组合物的成分构成，也取决于基材表面涂层的相互作用，而后者主要取决于基材表面的性质。可剥离涂层的其他要求包括在涂层中具有足够的拉伸强度，使得在风化或剥离时不发生断裂。许多表面(诸如金属和被粉末涂覆的表面)易受苛刻的化学物质(诸如溶剂和酸)的降解和氧化，以及通过刮擦损害了表面完整性的切割技术，保护工作表面以延长功能寿命的需求近年来不断增长。设置有可被牺牲且易于剥离的保护性涂层提供了有吸引力的解决方案。对于该解决方案，现有技术方法提供的涂料组合物具有以下缺点中的一者或多者：i)在环境温度下不可固化，ii)需要施涂多重涂层以获得有效厚度，iii)无/轻度耐化学品性，iv)需要交联剂，v)水溶性，vi)施加热以用于剥离释放，和/或vii)不能容易地观察和区分涂覆的表面部分与未涂覆的部分。因此，希望提供一种不使用隔离剂的易于剥离的保护涂料组合物，其具有耐化学品性，能够在环境温度下固化并且在视觉上不同于所施涂的表面。
技术实现思路
本专利技术部分地基于以下发现：能够保护表面并且可容易地施涂、在环境温度下固化并且易于识别的可剥离聚合物涂层可使用具有不同玻璃化转变温度(Tg)的水分散型聚氨酯树脂与至少一种pH指示剂化合物的混合物来制备。因此，在一个方面，提供了一种用于涂覆表面的可变色且可剥离的聚合物涂料组合物，所述聚合物涂料组合物包含：至少一种低玻璃化转变温度(Tg)水分散型聚氨酯(低TgPU)和至少一种高玻璃化转变温度(Tg)水分散型聚氨酯(高TgPU)的混合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，其中用于形成涂料组合物的高TgPU:低TgPU的比率为10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；以及至少一种pH指示剂化合物。在一个实施方案中，所述至少一种低TgPU具有介于约-5℃至10℃之间的Tg，诸如-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃或10℃。在一个实施方案中至少一种高TgPU具有介于约20℃至40℃之间的Tg，诸如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃。如本文所用，“Tg水分散型聚氨酯”是指分散在水中的聚氨酯树脂，其中聚氨酯树脂的特征在于高或低Tg(或玻璃化转变温度)。Tg可通过ASTME1356-08进行测量。Tg表征在温度升高时聚合物树脂从坚硬且相对“玻璃态”状态到熔融或橡胶样状态的可逆转变温度。上文所示的Tg范围表征发生玻璃化转变的温度范围，其始终低于结晶或玻璃态的熔融温度(Tm)。因此，“低”是指相对于表征为具有较高Tg(即，介于约20℃至40℃之间的Tg)的“高”TgPU而言较低的温度范围(-5℃至10℃)。应当理解术语“水分散型聚氨酯”是指形成胶状体系的聚氨酯树脂，在胶状体系中聚氨酯颗粒分散于用作连续相的水中。水分散型低TgPU的示例包括购自DSM的NeorezR1005、NeorezR1007和NeorezR2190。水分散型高TgPU的示例包括购自DSM的NeorezR2180和Neorez2203以及购自AlberdingkBoley的AlberdingkU9800和U9300。低Tg和高Tg聚氨酯分散体还可通过它们的断裂伸长率应变值来表征。断裂伸长率应变以百分比表示，是样品的初始长度与样品断裂的长度的比率。低TgPU可表现出断裂伸长率应变百分比介于1000％和1500％之间，例如1000％、1100％、1200％、1300％、1400％或1500％。高TgPU可表现出断裂伸长率应变百分比介于100％和700％之间，例如100％、200％、300％、400％、500％、600％或700％。在本专利技术的另一方面，提供了一种在表面上形成可变色且可剥离的聚合物涂层的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将至少一种水分散型低TgPU和至少一种水分散型高TgPU混合以形成涂料组合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，所述高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，其中高TgPU:低TgPU的比率范围为约10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；(ii)将来自(i)的所述涂料组合物施涂至表面；以及(iii)在环境温度下，使所述涂料组合物在所述表面上固化以形成可剥离的聚合物涂层。在一个实施方案中，混合步骤还包括添加至少一种其他水分散型聚合物，其选自水分散型聚醋酸乙烯酯共聚物、水分散型聚氨酯丙烯酸和/或水分散型聚丙烯酸酯。在一个实施方案中，混合步骤还包括添加至少一种聚结剂。在某些实施方案中，混合步骤还包括添加一种或多种添加剂，其选自去泡剂、流平剂和增稠剂。在某些实施方案中，混合步骤包括添加一种或多种添加剂，其选自聚结剂、消泡剂、流平剂和增稠剂。在一个实施方案中，pH指示剂化合物为有机染料，其能够在固化过程中改变组合物的颜色。在另一方面，本专利技术提供了一种产品，其中所述产品的至少一部分已涂覆有组合物，该组合物包含：(i)至少一种低Tg水分散型聚氨酯(低TgPU)和至少一种高Tg水分散型聚氨酯(高TgPU)的混合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，并且所述高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，其中用于形成所述涂料组合物的高TgPU:低TgPU的比率为10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；以及(ii)至少一种pH指示剂化合物。在本专利技术的另一个方面，提供了一种用于在表面上形成可变色且可剥离的聚合物涂层的试剂盒，该试剂盒包含涂料组合物并且包含：(i)至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涂覆表面的可变色且可剥离的聚合物涂料组合物，所述涂料组合物包含：至少一种低Tg水分散型聚氨酯(低Tg PU)和至少一种高Tg水分散型聚氨酯(高Tg PU)的混合物，其中所述低Tg PU具有按重量计约30％至约50％的低Tg PU固体含量，并且所述高Tg PU具有按重量计约30％至约50％的高Tg PU固体含量，其中用于形成所述涂料组合物的高Tg PU:低Tg PU的比率为10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；以及至少一种pH指示剂化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 AU 20169034411.一种用于涂覆表面的可变色且可剥离的聚合物涂料组合物，所述涂料组合物包含：至少一种低Tg水分散型聚氨酯(低TgPU)和至少一种高Tg水分散型聚氨酯(高TgPU)的混合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，并且所述高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，其中用于形成所述涂料组合物的高TgPU:低TgPU的比率为10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；以及至少一种pH指示剂化合物。2.一种在表面上形成可变色且可剥离的聚合物涂层的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将至少一种水分散型低TgPU、至少一种水分散型高TgPU以及至少一种pH指示剂化合物混合以形成涂料组合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，并且所述高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，并且其中所述高TgPU:低TgPU的比率范围为约10:90％(w/w)至约90:10％(w/w)；(ii)将得自(i)的所述涂料组合物施涂至表面；以及(iii)在环境温度下，使所述涂料组合物在所述表面上固化以形成所述可剥离的聚合物涂层。3.一种产品，其中所述产品的至少一部分已涂覆有组合物，所述组合物包含：(i)至少一种低Tg水分散型聚氨酯(低TgPU)和至少一种高Tg水分散型聚氨酯(高TgPU)的混合物，其中所述低TgPU具有按重量计约30％至约50％的低TgPU固体含量，并且所述高TgPU具有按重量计约30％至约50％的高TgPU固体含量，其中用于形成所述涂料组合物的高TgPU:低TgPU的比率为10...

【专利技术属性】
技术研发人员：基米亚·阿里扎德，李枓炫，乔治·迪斯卡拉，许毓洁，乔恩·P·尼特费尔德，杰弗里·J·施瓦布，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US