一种水性聚氨酯可剥离涂料及其制备方法和应用

本发明涉及可剥离涂料，具体涉及一种水性聚氨酯可剥离涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、可剥离涂料是一种临时性保护涂料，其在常温下便可快速干燥，可以在基材表面形成一层连续、均匀、强韧的保护涂层，而需要更换新涂层时漆膜又容易从基材上整张揭下，无需使用水或有机溶剂进行清洗，且不会对基材本身造成影响。

2、水性聚氨酯成膜后漆膜具有优异的耐磨性、柔韧性、耐酸碱性和耐候性，且漆膜的软硬度等性能可以灵活调节，其在可剥离涂料领域扮演着重要角色。然而，现有的水性聚氨酯可剥离涂料普遍存在成膜后漆膜的耐水性差(亲水基团导致)、机械性能较差等问题，难以完全满足实际应用要求，应用受到了很大限制。

3、因此，开发一种成膜后漆膜的耐水性好、机械性能优异的水性聚氨酯可剥离涂料具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水性聚氨酯可剥离涂料及其制备方法和应用。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种水性聚氨酯可剥离涂料，其包括以下质量份的组分：

4、氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液：100份～110份；

5、增稠剂：1.3份～1.7份；

6、水性助剥离剂：3份～5份；

7、流平剂：1份～2份；

8、润湿剂：0.5份～0.7份。

9、优选地，所述氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液是由包括以下步骤的制备方法制成：

10、1)将氧化石墨烯和二异氰酸酯超声分散在有机溶剂中，再加入催化剂后进行反应，再分离出固体产物后进行清洗和干燥，得到二异氰酸酯改性的氧化石墨烯；

11、2)将二异氰酸酯改性的氧化石墨烯超声分散在有机溶剂中，再加入聚醚多元醇或/和聚酯多元醇、二异氰酸酯、催化剂和亚磷酸三苯酯后进行反应，得到聚氨酯预聚体；

12、3)将1,4-丁二醇、2,2-二羟基丙酸、三羟基甲基丙烷和丙酮加入聚氨酯预聚体中进行反应，再加入中和剂后进行中和，再加入消泡剂、分散剂和水后进行乳化，再进行减压蒸馏除去有机溶剂，即得氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液。

13、优选地，步骤1)所述氧化石墨烯是由包括以下步骤的制备方法制成：将石墨粉分散在硫酸-磷酸混合酸中，再加入高锰酸钾后40℃～50℃下搅拌反应2h～3h，再冷却至室温后缓慢加入水，再升温至85℃～95℃后搅拌反应20min～40min，再冷却至室温后加入过氧化氢溶液，再搅拌反应20min～40min，再进行水洗、离心和冷冻干燥，即得氧化石墨烯。

14、优选地，所述石墨粉、硫酸-磷酸混合酸、高锰酸钾、水、过氧化氢溶液的质量比为1:15～110:1～8:50～300:5～50。

15、优选地，所述石墨粉的规格为10000目。

16、优选地，所述硫酸-磷酸混合酸由质量分数98％的硫酸和质量分数85％的磷酸按照体积比8～10:1混合制成。

17、优选地，所述过氧化氢溶液的质量分数为25％～35％。

18、优选地，步骤1)所述氧化石墨烯、二异氰酸酯的质量比为1:25～40。

19、优选地，步骤1)所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

20、优选地，步骤1)所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮、甲苯中的至少一种。

21、优选地，步骤1)所述催化剂为有机锡催化剂。

22、进一步优选地，步骤1)所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷硫基)二丁基锡中的至少一种。

23、优选地，步骤1)所述反应在保护气氛、温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为20h～30h。

24、优选地，所述保护气氛为氮气气氛。

25、优选地，步骤2)所述二异氰酸酯改性的氧化石墨烯、聚醚多元醇或/和聚酯多元醇、二异氰酸酯的质量比为1:60～175:50～150。

26、优选地，步骤2)所述二异氰酸酯改性的氧化石墨烯、催化剂、亚磷酸三苯酯的质量比为1:0.2～1.5:2～5.5。

27、优选地，步骤2)所述有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、丙酮中的至少一种。

28、优选地，步骤2)所述聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种。

29、优选地，步骤2)所述聚酯多元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇中的至少一种。

30、优选地，步骤2)所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

31、优选地，步骤2)所述催化剂为有机锡催化剂。

32、进一步优选地，步骤2)所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、二(十二烷硫基)二丁基锡中的至少一种。

33、优选地，步骤2)所述反应在温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为3h～4h。

34、优选地，步骤3)所述聚氨酯预聚体、1,4-丁二醇、2,2-二羟基丙酸、三羟基甲基丙烷的质量比为1:0.016～0.022:0.052～0.058:0.01～0.014。

35、优选地，步骤3)所述中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、四乙基氢氧化铵中的至少一种。

36、优选地，步骤3)所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

37、优选地，步骤3)所述分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷类分散剂。

38、优选地，步骤3)所述反应在温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为1h～2h。

39、优选地，所述氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液的固含量为25％～35％。

40、优选地，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

41、优选地，所述水性助剥离剂为聚醚改性聚硅氧烷类助剥离剂。

42、优选地，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷类流平剂。

43、优选地，所述润湿剂为有机硅类润湿剂。

44、一种如上所述的水性聚氨酯可剥离涂料的制备方法包括以下步骤：

45、将氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液、增稠剂、水性助剥离剂、流平剂和润湿剂混匀，即得水性聚氨酯可剥离涂料。

46、一种如上所述的水性聚氨酯可剥离涂料在制备可剥离临时保护涂层中的应用。

47、本发明的有益效果是：本发明的水性聚氨酯可剥离涂料成膜后漆膜具有优异的耐水性能和机械性能，且其组成简单、制备工艺简单、生产成本低，适合进行大规模工业化应用。

48、具体来说：

49、本发明的水性聚氨酯可剥离涂料中添加有氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液，通过使氧化石墨烯原位聚合在聚氨酯分子链中，可以使其在涂料体系中具有更好的分散稳定性，最终可以赋予漆膜优异的耐水性能和机械性能。

技术特征：

1.一种水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液是由包括以下步骤的制备方法制成：

3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：步骤1)所述氧化石墨烯、二异氰酸酯的质量比为1:25～40；步骤2)所述二异氰酸酯改性的氧化石墨烯、聚醚多元醇或/和聚酯多元醇、二异氰酸酯的质量比为1:60～175:50～150；步骤3)所述聚氨酯预聚体、1,4-丁二醇、2,2-二羟基丙酸、三羟基甲基丙烷的质量比为1:0.016～0.022:0.052～0.058:0.01～0.014。

4.根据权利要求2或3所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：步骤1)所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；步骤1)所述催化剂为有机锡催化剂；步骤2)所述聚醚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种；步骤2)所述聚酯多元醇为聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸一缩二乙二醇酯二醇中的至少一种；步骤2)所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；步骤2)所述催化剂为有机锡催化剂；步骤3)所述中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、四乙基氢氧化铵中的至少一种；步骤3)所述消泡剂为有机硅类消泡剂；步骤3)所述分散剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷类分散剂。

5.根据权利要求2或3所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：步骤1)所述反应在保护气氛、温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为20h～30h。

6.根据权利要求2或3所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：步骤2)所述反应在温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为3h～4h。

7.根据权利要求2或3所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：步骤3)所述反应在温度为70℃～80℃的条件下进行，反应时间为1h～2h。

8.根据权利要求1或2所述的水性聚氨酯可剥离涂料，其特征在于：所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂；所述水性助剥离剂为聚醚改性聚硅氧烷类助剥离剂；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷类流平剂；所述润湿剂为有机硅类润湿剂。

9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的水性聚氨酯可剥离涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液、增稠剂、水性助剥离剂、流平剂和润湿剂混匀，即得水性聚氨酯可剥离涂料。

10.一种如权利要求1～8中任意一项所述的水性聚氨酯可剥离涂料在制备可剥离临时保护涂层中的应用。

技术总结本发明公开了一种水性聚氨酯可剥离涂料及其制备方法和应用。本发明的水性聚氨酯可剥离涂料包括以下质量份的组分：氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液：100份～110份；增稠剂：1.3份～1.7份；水性助剥离剂：3份～5份；流平剂：1份～2份；润湿剂：0.5份～0.7份。本发明的水性聚氨酯可剥离涂料的制备方法包括以下步骤：将氧化石墨烯改性的水性聚氨酯乳液、增稠剂、水性助剥离剂、流平剂和润湿剂混匀，即得水性聚氨酯可剥离涂料。本发明的水性聚氨酯可剥离涂料成膜后漆膜具有优异的耐水性能和机械性能，且其组成简单、制备工艺简单、生产成本低，适合进行大规模工业化应用。技术研发人员：陈中华,杨拓,刘文杰受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18