可剝離涂料制備

楊秀燕（山西省安全生產科學研究院 山西太原 030002）

前言

可剝離涂料是一種涂覆于金屬或非金屬制品上，能隔絕侵蝕介質，防擦傷和防劃痕的涂膜材料，在完成防護期后又可方便地剝去。它主要用于涂裝保護較精密的金屬工件、器件等，在電鍍或者是貯運過程中起到一定的防護作用。除了要求其具有普通涂料的性能外，還特別要求其具有一定的彈性與強度，并對其保護基面有合適的附著力及良好的可剝離性。

最常用的可剝離涂料大多以醋酸乙酯、丙酮、二甲苯等有機物作為溶劑，主要成膜物質為聚乙烯。這種涂料在起到保護產品的同時，有機溶劑的揮發會對人們的健康和環境帶來不良影響。隨著環保法律法規的加強，溶劑型涂料的發展也受到了制約與限制。因此，水性可剝涂料成為未來涂料行業的一個重點。

為了解決傳統可剝離涂料去膜困難，價格高，對環境造成污染等缺點，本試驗研制出的水性可剝離涂料，不僅易剝離，成本低，對環境無特殊要求，而且具有優良的機械性能和防護性能。試驗利用市面上常見的苯丙乳液，加入一定量的助劑制備出一種成本較低、環保型、性能良好的電鍍防護涂料，找到一種有效添加劑，對涂膜的韌性大為改善，且干燥速度明顯比工廠現用的橡膠類可剝離涂料快得多。

二、以苯丙乳液為基料的可剝離涂料制備

1.試劑

苯丙乳液 BC-01，添加劑 L，滑劑，乳化劑（OP-10）,成膜助劑，流平劑，消泡劑，增稠劑

2.儀器設備

燒杯，磁力攪拌器，電動攪拌器，軟毛刷

3.操作步驟

稱取一定量的苯丙乳液（BC-01）于一燒杯中，在磁力攪拌下加入少量添加劑L，乳化劑，30分鐘后，加入定量滑劑，待其攪拌完全后，依次向其中加入95%乙醇、成膜助劑、流平劑、墨汁和增稠劑，攪拌一定時間后出料；將其涂覆于打磨處理好的鋼片上，記錄表干時間，并觀察其涂膜剝離情況。

4.涂料和涂膜性能測試

(1)粘度的測定

流出杯法：流出杯是在實驗室，生產車間和施工場所最容易獲得的涂料粘度測量儀器。由于流量杯容積大，流出孔粗短，因此操作、清洗均較方便，且可以用于不透明的色漆。流量杯粘度計所測定的粘度為運 動粘度，即為一定量的試樣。在一定溫度下從規定直徑的孔所流出的時間，以秒表示。這是最常用的 涂料粘度測定方法。因為可以在很多場合方便地使 用，因此在世界各地得以廣泛的應用。

在國家標準中，關于流出杯測涂料粘度的方法標準有GB/T1723-1993涂料粘度測定法和GB/T 6753.4_l988色漆和清漆用流出杯測定流出時間。在GB／T1723-1993中使用涂-1杯和涂-4杯。涂-1杯用于測定流出時間不低于 20s的涂料產品。涂-4杯適用于測定流出時間在 150s以下的涂料。 比較兩次測定值之差不大于平均值的 3%，取兩次測定值的平均值作為測定結果。

(2)涂膜附著力的測定

涂膜的附著力是指涂層與被附著物體表面之間通過物理和化學力的作用結合在一起的堅固程度，它是考核涂層性能好壞的重要指標之一。測試方法大體上可分為兩種：一種是涂層從被涂物體表面上脫落時所需之力的直接測定法；另一種是涂層在其它性能測定時的間接測定法。本試驗根據具體情況采用第一種測定方法。看膜是否完整及底材是否有殘留。

(3)涂膜厚度的測定

由于涂刷工藝的限制，使涂抹的厚度不均勻，所以在測定厚度時選用了測量平均厚度，具體操作方法是，將干燥的涂膜從試片上揭起來，將其折疊，用螺旋測微儀測其厚度，然后將得到的讀數平均，即得到一層膜的厚度。

(4)耐酸、堿、水性

在涂刷厚度范圍內，當將干燥涂膜的試片分別依次浸入酸液，堿液（10%NaOH溶液），水（不同溫度的水）中，固定一段時間后，取出試片，干燥后將膜層剝離，看是否能夠成片剝離，剝離后底材是否有殘留。

5.苯丙可剝離涂料最佳配方

制備工藝：

取苯丙乳液BC-01于燒杯中，開啟攪拌器，加入添加劑L并調節轉速為120轉/分，再加入乳化劑，攪拌30分鐘，加入一定量機油，攪拌30分鐘，待分散均勻后，加入95%乙醇，成膜助劑，墨汁，增稠劑，攪勻出料。

涂刷工藝：

試片的表面處理工序為：機械打磨→酸洗→堿洗→水洗→干燥；

將涂料用軟毛刷涂于工件上，涂抹厚度約在0.5mm左右，室溫干燥2小時左右。

注意事項

(1)原料苯丙乳液需密封放置，否則其表面易結皮；

(2)乳化劑OP-10預先用無水乙醇將其配置成50%的溶液；

(3)添加劑L、滑劑、乙醇均需邊攪拌邊滴加，否則不能很好地分散；

(5)攪拌器轉速需控制，速度太快時，會導致破乳。

原材料成本核算：約10元/kg

6.影響因素

1.滑劑的影響

選用帶油性的物質，如機油，白油，液體石蠟等。本試驗中選用了較為便宜且易得的機油。當機油用量大時，料體顯油狀，且涂刷后難干；而當用量較少時，不能起到很好的潤滑作用，涂膜不能很好地剝離。經試驗確定機油用量為苯丙乳液的20%時，剝離效果最好。

2.添加劑L的影響

在20℃以上時，苯丙乳液本身就可以順利成膜，但膜層硬度偏高，剝離時容易斷片；當外界溫度低于5℃時，乳液涂膜就會粉化。

所以當外界溫度過低時，會導致涂膜的玻璃化溫度高于外界溫度，涂膜處于玻璃態，涂膜硬度高而且脆性大，容易脆裂脆裂粉化。

只有降低高聚物的硬度，增加其延展性，使其成膜不再受溫度限制，才能消除涂膜之間的裂紋，使涂膜剝離時容易順利成片剝離。因此需采用添加劑L來降低高聚物的剛性，減少其硬度，使其成膜不再受溫度限制，而且容易順利成片剝離。但當添加劑L用量過少，雖然能一定程度上減少涂膜表面上的裂痕數量，但乳液中高聚物的剛度仍然得不到有效調節，涂膜硬度依舊會很大，延展性低，其成膜依舊受溫度限制，涂膜表面的裂紋依舊存在，也無法成片剝離；如果添加劑L用量過多，乳液中高聚物的剛度便會大大降低，涂膜延展性會大大增強，進而導致涂膜會變的很柔軟粘厚、附著力會增大，并且會增長涂膜干燥時間。

只有當添加劑的用量比較適中時，才能有效降低高聚物的剛度，使其硬度適中，延展性增強，成膜不再受溫度限制，剝離時容易成片剝離。添加劑L用量對乳液涂膜性能的影響關系具體如下表2.2所示：

從表2.5可以看出，只有當添加劑L的使用量占苯丙乳液用量的4.5%，涂膜的附著力和延展性比較適中。這樣就可以有效降低高聚物的剛度，使其硬度適中，附著力降低，成膜不再受溫度限制，容易順利成片剝離。

3.其他助劑的影響

苯丙乳液BC-01經過不斷改性后解決了硬度大、附著力低、成膜受溫度限制等特點。它以水作為介質，具有環境安全和使用安全等特點，但水也給苯丙乳液的生產和應用帶來很多問題。這些問題需要靠添加助劑來解決。

選用的助劑主要有：

(1)成膜助劑的選擇

聚合物乳液靠水分揮發后，聚合物離子變形、融合而成膜。當聚合物離子越軟時，越容易融合成致密的涂膜，但玻璃化溫度會使乳液在較低溫度難以成膜。所以，需要借助添加成膜助劑來降低涂膜的最低成膜化溫度，減少成膜時間。

(2)流平劑的選擇

涂料經過施工后都會有一個流平劑干燥的過程，然后形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。流平性是影響外觀和光澤的重要因素。如果涂料的流平性不好，涂刷時會出現裂痕，噴涂時出現桔皮，滾涂時出現滾痕；還會在干燥過程中出現縮孔、針孔、流掛等現象。故需要添加流平劑來消除這種現象。實驗發現，l，2.丙二醇不僅成本低、使用方便、而且助成膜和助流平效果好。

(3)乙醇用量的影響

為了縮短涂膜干燥時間，本試驗選用95%乙醇來作為催干劑，當其用量較大時，在攪拌的過程中，料體會產生顆粒性物質，不僅影響后面的涂刷工序，也一定程度上影響了膜層的美觀。當乙醇用量為苯丙乳液BC-01用量的6%時，效果最佳。

結論

?

?

(1)在對乳液硬度進行調節的過程中，當添加劑L的用量占涂料總量的4.5%-5.O%時涂膜的韌性效果比較好。

(2)在添加劑L用量適當的情況下，使用苯丙乳液的20%的脫模劑（機油）可以進一步降低乳液涂膜和被保護材料之間的粘附力，提高可剝性能。

(3)為了縮短干燥時間，試驗中加入了催干劑95%乙醇。且其用量為苯丙乳液用量的6%。

(4)為了使涂膜具有標志作用，本實驗用墨汁作為染色劑。

(5)為了使涂膜達到一定厚度，試驗中通過加入增稠劑調節了涂料的粘度，當調節粘度為150-200s（用涂-4杯測得），得到的涂膜效果最佳。

(6)涂膜干燥時間超過一天后，膜體不易從基材表面剝離，且剝離后基材有殘留。故有必要在這方面繼續進行研究。

[1]谷兵，周元林，付萬發，謝長瓊，宋開平，薛其彬，方巖.可剝離保護涂料的制備及成膜體性能分析[J].化工新型材料,2008,36(3)：52-53.

[2]孫幼紅，一種水性可剝離涂料的研制[J]，南京曉莊學院學報，2006,22(6)：101-102.

[3]張強國，朱婧，劉婭莉,俱國鵬.用苯丙乳液制成的水性可剝涂料[J].電鍍與涂飾，2007，26(12),48—50.