CN115403981B - 一种水性保护胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性保护胶及其制备方法，包括以下质量份原料：水性改性聚氨酯树脂A 65～75份、水性聚氨酯B 18.4～28.4份、消泡剂0.6份、流平剂0.5份、醇醚溶剂4.5～5.4份、增稠剂0.5份；所述水性改性聚氨酯树脂A与所述水性聚氨酯B的质量比为2.29～4.17，所述水性改性聚氨酯A树脂与水性聚氨酯B树脂均为自干型树脂。本发明所述的水性保护胶，其喷涂在橡胶漆笔记本外壳基材上形成的漆膜固化速度快、粘附性超弱、非常易剥离且无残留、韧性超好、贴合紧密不易起泡脱落、保护全面、价格低廉，可用来替代橡胶漆笔记本外壳出货时所用的PE/PET保护膜。

Description

一种水性保护胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性胶领域，尤其涉及一种水性保护胶及其制备方法。

背景技术

随着人力成本越来越高，以及越来越多手机端品牌商加入笔记本电脑市场中，其笔记本电脑市场的竞争程度愈发激烈。持续降低生产成本成为了众多制造厂商的优先选择。传统的贴膜工艺需要较多的工人贴膜，每片保护膜价格也较高，且保护膜不能保护侧边，时间长了还容易起泡脱落。故需要寻求一种新的技术解决方案。

公开号为CN106967357B的专利公开了一种环保型水性可剥离涂料及制备方法，包括水性成膜树脂，助剥离剂，消泡剂，表面助剂，防沉剂和水，成膜树脂为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸共聚物。所述助剥离剂为无机类纳米碳酸钙、滑石粉、陶土等；有机类如硬脂酸钙、甘油等；高聚物类如硅油、聚乙二醇、低分子量聚乙烯等中的一种或几种。加入助剥离剂的目的是为了降低涂膜与基材之间的粘附力，调节涂膜的硬度和伸长率，进一步提高涂膜的可剥离性能。该专利存在以下缺陷：1.加入纳米碳酸钙、滑石粉、陶土、硬脂酸钙均为粉料，加入进去影响漆膜透明度，不便于观察被保护素材表面的轻微划伤或异色等现象。2.加入硅油容易析出残留在素材表面，导致素材二次污染。3.加入甘油、聚乙二醇耐水性会变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种水性保护胶及其制备方法，提高漆膜强度，改善外观，涂膜剥离之后不存在胶水残留的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水性保护胶，包括以下质量份原料：

水性改性聚氨酯树脂A65～75份、水性聚氨酯B18.4～28.4份、消泡剂0.6份、流平剂0.5份、醇醚溶剂4.5～5份、增稠剂0.5份；

所述水性改性聚氨酯树脂A与所述水性聚氨酯B的质量比为2.29～4.17，所述水性改性聚氨酯A树脂与水性聚氨酯B树脂均为自干型树脂。

本发明中水性改性聚氨酯树脂A、水性聚氨酯B、醇醚溶剂相互作用，制得的水性保护胶适合应用于制备橡胶漆笔记本外壳上的漆膜，漆膜具有超低的剥离力、优异的漆膜强度、剥离后表面无残留、漆膜外观好。本发明中所述水性改性聚氨酯树脂A与所述水性聚氨酯B的质量比为2.29～4.17，该比例的所述水性改性聚氨酯树脂A与所述水性聚氨酯B制得的水性保护胶，制得的漆膜强度大，可获得优异的漆膜外观，实验出来的结果，按此配比可以得到一个能够兼顾漆膜强度和外观的平衡点。低于该质量比，制得的漆膜强度低；高于该质量比，漆膜外观较差。

所述醇醚溶剂为二丙二醇甲醚。上述醇醚溶剂具有较高的沸点，同时与水的混溶性好，延长漆膜表面开放时间，有利于底层水分及时挥发出去，同时辅助成膜。

所述水性改性聚氨酯A为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸共聚物，固含量为30％～40％，Tg点为60～80℃，分子量在7W～9W。

大分子量能够保证强极性和刚性基团足够多，弹性模量足够大，保证了树脂的内聚力与强度足够强。且较高的Tg点有利于快速成膜，且成膜物具有合适的硬度和干爽性，脂肪族聚氨酯与丙烯酸形成的共聚物则有利于提高成膜后柔韧性及刚性强度。

水性改性聚氨酯A的结构示意图如下：

所述水性聚氨酯B为阴离子型非硅聚氨酯，固含量为35％～40％，分子量在1W～2W。

上式中，R1选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R2选自C1-C5的烷基；R3选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R4选自C1-C5的烷基；R5选自C1-C5的烷基。

阴离子型的聚氨酯B与树脂A混溶效果优异，其拉伸强度较好，混溶后对漆膜整体的拉伸强度影响较小，且分子量较小，呈线性结构，结晶程度低，有利于链段的运动，内应力也小。

水性聚氨酯B的结构示意图如下：

上式中，R选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R1选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-。

所述水性保护胶25℃时的粘度为200mPas～500mPas。粘度为200mPas～500mPas，是生产过程中产品管控的重要标准，从而满足水性保护胶的喷涂施工稳定性以及干膜的厚度均一性。这个粘度是针对于橡胶漆笔记本外壳特定形状的素材定的。

所述流平剂为聚醚改性硅氧烷溶液。上述流平剂能强烈降低水性体系表面张力，进而增进流平和基材润湿性能，稳泡性能低，且不增加漆膜的表面滑爽性。

所述增稠剂为水性非离子缔合型聚氨酯增稠剂。上述增稠剂能够在水性体系中提供极佳的增稠效果，抗流挂性能优异，在异性曲面上不易造成积油现象。

所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。消泡剂消泡能力强，易于加入水性体系，在低剪切力的条件下也容易分散均匀。

本发明还公开了所述水性保护胶的制备方法，包括以下步骤：

S1、在容器中加入水性改性聚氨酯树脂A，搅拌均匀；

S2、在容器中继续加入水性聚氨酯B，搅拌均匀；

S3、搅拌的同时，继续加入醇醚溶剂、消泡剂、流平剂、增稠剂，搅拌均匀制得所述水性保护胶。

将水性改性聚氨酯树脂A置于搅拌器中，开启搅拌器。然后将水性聚氨酯B在搅拌的条件下缓慢加入搅拌器中，在搅拌器中与树脂A充分搅拌均匀。再在搅拌的条件下缓慢滴加醇醚溶剂，充分搅拌均匀，如果一次性加入很有可能导致单位体积内的溶剂腐蚀能力过强，溶胀树脂颗粒，从而导致产品粘度急速升高。再在搅拌的条件下滴加消泡剂，充分搅拌均匀，便于在增稠之前快速消除产品中的空气。再在搅拌的条件下滴加流平剂与增稠剂，充分搅拌均匀后，即得一种应用于橡胶漆笔记本外壳的水性保护胶。

步骤S1中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌时间为10min～15min；

步骤S2中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌时间为10min～15min；

步骤S3中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌60min～70min至均匀状态。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明所述的应用于橡胶漆笔记本外壳的水性保护胶中，水性改性聚氨酯树脂A采用水性脂肪族聚氨酯丙烯酸共聚物，固含量为30％～40％，因树脂结构中含有较多的强极性和刚性的R-NHCOO-R等基团，分子间可以形成氢键，且强极性和刚性基团聚集在一起形成硬段微相区，极性较弱的链段聚集在一起形成软段相区，且产生微观相分离，硬段分布于软相中，形成一种不连续的微相结构，在软段中起到物理交联点的作用，并起增强作用，使其具有内聚力强、拉伸强度好的优点。同时侧链带有苯环基团，使得整个分子链段的刚性基团更多，空间位阻效应增大。由于分子链的极性和刚性强，侧链基团的空间位阻效应强，故分子相互吸引的作用也越大，链段活动性也越差，其恢复可逆弹性形变的程度也越差，导致残余内应力也越大，漆膜固化后产生收缩，导致与基材的附着力变弱，但内应力过大，容易导致漆膜龟裂。水性聚氨酯B采用阴离子型非硅聚氨酯，固含量在35％～40％，此树脂结构中刚性基团氨基甲酸酯的含量少，分子量小，便于分子链段插进到聚合物分子链之间，削弱聚合物分子链的应力，增加链段的移动性，防止漆膜开裂现象产生,可以作为一个辅助树脂用来对树脂A应力大的缺点进行改善。

本发明将水性保护胶应用于橡胶漆笔记本外壳，将其喷涂在橡胶漆笔记本外壳上形成的漆膜固化速度快，贴合紧密，保护全面，附着力超弱，非常易剥离且无残留，韧性及拉伸强度优异，可一次性轻松的从底材上剥离。

附图说明

图1是本发明实施例1的水性保护胶制得的漆膜从橡胶漆笔记本外壳剥离的示意图；

图2是本发明实施例1的水性保护胶制得的漆膜拉伸强度的示意图。

具体实施方式

实施例

水性改性聚氨酯树脂A购自荷兰帝斯曼公司的E-251；

水性聚氨酯B购自深圳市蓝博环保科技有限公司的LB-8501；

消泡剂购自毕克化学公司的BYK—024；

流平剂购自毕克化学公司的BYK—346；

增稠剂购自上海开士达化工新材料有限公司的LA PU 064；

醇醚溶剂购自合肥天健化工有限公司的二丙二醇甲醚。

实施例1

一种水性保护胶，包括以下质量份：水性改性聚氨酯树脂A70份、水性聚氨酯B23.4份、消泡剂0.6份、流平剂0.5份、醇醚溶剂5份、增稠剂0.5份。

一种水性保护胶的制备方法，包括以下补充：

S1、将水性改性聚氨酯树脂A加入搅拌器中，开启搅拌器，转速为800r/min，搅拌10min；

S2、将水性聚氨酯B在转速为800r/min搅拌的条件下，缓慢加入到搅拌器中，搅拌10min；

S3、将醇醚溶剂、消泡剂、流平剂、增稠剂，在转速为800r/min搅拌的条件下，依次缓慢滴加至搅拌器中，搅拌60min至均匀状态，即得一种水性保护胶。

其中消泡剂为破泡聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物。

实施例2

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

对比例1

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

对比例2

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

对比例3

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

对比例4

一种水性保护胶各组分质量份如表1所示，其制备方法与实施例1相同。

表1一种水性保护胶各组分质量份

将实施例1、2和3的一种水性保护胶、对比例1～4的一种水性保护胶喷涂在橡胶漆笔记本外壳上，烘烤固化，固化的温度为60℃，固化的时间为6min，形成漆膜的厚度约为50μm。对实施例1、2和3、对比例1～4获得的漆膜进行性能测试。

剥离力：参照GB/T 2792-2014测试。

漆膜强度：采用手撕评估法，用双手捏住漆膜两端用力往外拉，评估漆膜强度

表面残留：采用目视法，剥离漆膜后的素材与干净素材对比。

漆膜外观：采用目视法。

表2实施例与对比例性能测试结果

由表2可知，本发明的实施例1、2和3的一种水性保护胶形成的漆膜具有超低的剥离力、优异的漆膜强度、剥离后表面无残留、漆膜外观好。由对比例1和对比例2可知，树脂混合比例影响漆膜强度和漆膜外观。由对比例3和对比例4可知，增稠剂的含量影响漆膜外观。

本实施例的一种应用于橡胶漆笔记本外壳的水性保护胶，将水性保护胶喷涂在橡胶漆笔记本外壳表面，烘烤固化，固化的温度为60℃，固化的时间为6min～10min，形成漆膜的厚度约为50um。上述一种应用于橡胶漆笔记本外壳的水性保护胶具有固化速度快，与素材贴合紧密，保护全面，附着力超弱，非常易剥离且无残留，韧性及拉伸强度优异，可一次性轻松的从底材上剥离。可加去离子水调节水性保护胶在喷涂时的粘度。应用于橡胶漆笔记本外壳的水性保护胶固化后，具有优异的耐高低温性能，可作为橡胶漆笔记本外壳出货时的保护膜。

将实施例1的一种水性保护胶喷涂在橡胶漆笔记本外壳上，将漆膜从笔记本外壳上剥离下来，如图1所示，一种水性保护胶贴合紧密，保护全面，附着力超弱，可一次性轻松剥离，剥离后无残留。

将实施例1的一种水性保护胶喷涂在橡胶漆笔记本外壳上，将剥离下来后的漆膜用双手捏住两端用力往外拉，如图2所示，一种水性保护胶漆膜坚韧，拉伸强度优异。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水性保护胶，其特征在于由以下质量份原料组成：水性改性聚氨酯树脂A 65～75份、水性聚氨酯B18.4～28.4份、消泡剂0.6份、流平剂0.5份、醇醚溶剂4.5～5.4份、增稠剂0.5份；

所述水性改性聚氨酯树脂A与所述水性聚氨酯B的质量比为2.29～4.17，所述水性改性聚氨酯树脂A与水性聚氨酯B均为自干型树脂；

所述水性改性聚氨酯树脂A为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸共聚物，固含量为30％～40％，Tg点为60～80℃，分子量在7W～9W；

水性改性聚氨酯树脂A的结构示意图如下：

；

上式中R₁选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R₂选自C1-C5的烷基；R₃选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R₄选自C1-C5的烷基；R₅选自C1-C5的烷基；

所述水性聚氨酯B为阴离子型非硅聚氨酯，固含量为35％～40％，分子量在1W～2W；

水性聚氨酯B的结构示意图如下：

；

上式中R选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；R₁选自-CH₂-、-CH₂-CH₂-或-CH₂-CH₂-CH₂-；

所述增稠剂为水性非离子缔合型聚氨酯增稠剂。

2.根据权利要求1所述的水性保护胶，其特征在于，所述醇醚溶剂为二丙二醇甲醚。

3.根据权利要求1或2所述的水性保护胶，其特征在于，所述水性保护胶25℃时的粘度为200mPas～500mPas。

4.根据权利要求1或2所述的水性保护胶，其特征在于，所述流平剂为聚醚改性硅氧烷溶液。

5.根据权利要求1或2所述的水性保护胶，其特征在于，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂。

6.一种权利要求1-5任意一项所述水性保护胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：S1、在容器中加入水性改性聚氨酯树脂A，搅拌均匀；

S2、在容器中继续加入水性聚氨酯B，搅拌均匀；

S3、搅拌的同时，继续加入醇醚溶剂、消泡剂、流平剂、增稠剂，搅拌均匀制得权利要求1-5任意一项所述水性保护胶。

7.根据权利要求6所述的水性保护胶的制备方法，其特征在于，步骤S1中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌时间为10min～15min；

步骤S2中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌时间为10min～15min；

步骤S3中搅拌的转速为600r/min～800r/min，搅拌60min～70min至均匀状态。