ОТСЛАИВАЮЩЕЕСЯ ВРЕМЕННОЕ ПОКРЫТИЕ
PEELABLE TEMPORARY COATING

Настоящее изобретение относится к водной композиции покрытия для формирования отслаивающегося временного покрытия на подложке, к способу формирования отслаивающегося временного покрытия на подложке и к подложке с покрытием.
Композиция покрытия вышеуказанного типа известна из заявки на Германский патент DE 19921885 A. Известная композиция содержит полимерную дисперсию и частицы неорганического минерального наполнителя. При нанесении на непористую подложку композиция образует пленку с внутренней когезией, которая является выше ее адгезии к подложке. Временные покрытия, получаемые из композиции, являются эффективными для защиты наружных поверхностей различных продуктов и компонентов и могут быть удалены отслаиванием.
Такие покрытия являются подходящими для временной защиты и/или отделки автомобилей и их компонентов. Отделочные покрытия новых автомобилей подвергаются различным видам разрушения как в процессе сборки, так и в процессе транспортировки от сборочного завода до мест продажи. Обычные источники разрушения включают в себя кислотный дождь, птичий помет и «железнодорожную пыль», облако пыли, абразивные частицы, которые поднимаются от железнодорожной насыпи, когда поезд проходит по рельсам, или от электрического искрения на подвесных линиях электропередач. Железнодорожная пыль является особенно трудной проблемой для производителей автомобилей, так как многие автомобили транспортируются от сборочных заводов или верфей до рынков по железной дороге. Помимо новых автомобилей другая продукция также подвергается воздействию абразивных и вредных условий в ходе транзита, а также в процессе изготовления и сборки в другую продукцию. Например, наружные оконные переплеты и другие стеклянные изделия должны быть специально защищены, чтобы избежать царапания и соприкосновения в процессе дорожного и железнодорожного транзита. Палубный груз также восприимчив к поверхностному разрушению, вызванному морской водой и другими факторами. Аналогично, многие продукты должны быть защищены в процессе изготовления или сборки изготовителями ниже по потоку. Например, пластиковые ламинаты и другие материалы с отделкой с высоким блеском, такие как арматура ванной комнаты и хромированные или анодированные поверхности, должны быть защищены не только в процессе перевозки, но также в процессе установки или сборки в другие изделия.
Имеется постоянная необходимость улучшения свойств временных покрытий, в частности, относительно улучшенных механических свойств слоя покрытия, ведущих к лучшей отслаиваемости при удалении, а также относительно долговечности временного покрытия при внешнем воздействии, особенно, водостойкости. Соответственно, настоящее изобретение стремится создать композицию покрытия для формирования отслаивающихся временных покрытий, отвечающих указанным потребностям.
Настоящее изобретение предлагает водную композицию покрытия для формирования отслаивающегося временного покрытия на подложке, причем указанная водная композиция покрытия содержит, по меньшей мере, один водорастворимый пленкообразующий полимер, и композиция дополнительно содержит твердые частицы полимера на основе аминосмолы.
Было установлено, что твердые частицы полимера на основе аминосмолы в качестве добавки в водной композиции покрытия улучшают отслаиваемость слоя временного покрытия. Во многих случаях дополнительно улучшается водостойкость.
Композиция покрытия согласно настоящему изобретению дает временные покрытия, которые легко удаляются при отслаивании, когда защитное временное покрытие больше не требуется. Обычно покрытия также имеют хорошую водостойкость.
Выбор водорастворимых пленкообразующих полимеров определяет, по меньшей мере, частично легкость удаления временного покрытия при отслаивании. Обычно предпочтительными являются пленкообразующие полимеры, имеющие низкую температуру стеклования ((Тст)(Tg)). Подходящие пленкообразующие полимеры могут иметь Тст 19°C или ниже, или 13°C или ниже, или 9°C или ниже. Обычно пленкообразующие полимеры имеют Тст -30°C или выше, или -25°C или выше.
Эластичность временного покрытия также оказывает благоприятное воздействие на отслаиваемость. По этой причине предпочтительно использовать композицию покрытия, дающую слой покрытия, который после сушки имеет модуль упругости 80 МПа или менее, или 50 МПа или менее. Хорошие результаты также получают, когда модуль упругости слоя покрытия составляет самое большое 20 МПа. Обычно модуль упругости слоя покрытия составляет, по меньшей мере, 9 МПа или, по меньшей мере, 10 МПа. Относительное удлинение при разрыве также рассматривается для хорошей отслаиваемости. Обычно относительное удлинение при разрыве временного покрытия составляет, по меньшей мере, 400%, или, по меньшей мере, 500%, или даже 600%, с тем чтобы предотвратить преждевременное разрушение покрытия, когда оно отслаивается от подложки. Слишком высокое относительное удлинение при разрыве является неблагоприятным для отслаиваемости. Относительное удлинение при разрыве не должно превышать 1000%, предпочтительно, оно не должно превышать 900%. До сих пор очень хорошие результаты были достигнуты, когда модуль упругости находится в интервале 5-12 МПа с относительным удлинением при разрыве в интервале 500-800%.
Примерами подходящих водорастворимых пленкообразующих полимеров являются полиуретаны, сложные полиэфиры, поликарбонаты и полимеры, получаемые полимеризацией мономеров с олефиновой ненасыщенностью, такие как поли(мет)акрилаты или сополимеры винилацетата. Также можно использовать смеси и/или гибриды указанных типов пленкообразующих полимеров. Получение водорастворимых пленкообразующих полимеров производится по традиционной технологии. Можно получать полимер в отсутствие воды с последующим рассеянием в воде. Альтернативно, полимер может быть получен в водной среде, например, эмульсионной полимеризацией. В одном варианте композиция покрытия настоящего изобретения содержит, по меньшей мере, два различных водорастворимых пленкообразующих полимера.
Подходящие водорастворимые пленкообразующие полимеры выпускаются промышленностью, такие как торговая марка Revacryl 274, водная дисперсия сополимера (сложный акриловый эфир)-акрилонитрил (поставщик - Synthomer), торговая марка Emultex AC 430, водная дисперсия сополимера винилацетат-бутилакрилат (поставщик - Synthomer), торговая марка Plextol В500, водная дисперсия сополимера (сложный метакриловый эфир)-(сложный акриловый эфир) (поставщик - Polymer Latex) или торговая марка NeoRez R987, водная полиуретановая дисперсия (поставщик - DSM Neoresins).
Твердые частицы полимера на основе аминосмолы обычно присутствуют в композиции покрытия в количестве, по меньшей мере, 1 или, по меньшей мере, 2, или даже, по меньшей мере, 4% мас., рассчитанном на общую массу композиции. Верхний предел количества частиц подходяще составляет 25% мас., или 20% мас., или 14% мас., рассчитанный на общую массу композиции. Средний размер частиц обычно находится в интервале от 1 мкм до 150 мкм. Используемые частицы обычно имеют распределение частиц по размеру. Например, 90% всех частиц могут быть мельче 14 мкм, и 50% всех частиц могут быть мельче 6,5 мкм.
В одном варианте поперечный размер и продольный размер частиц могут быть одного порядка. Частицы могут быть, например, по существу сферической формы. Однако частицы могут также иметь другие формы, например пластинчатую форму или иглообразную форму.
Полимер на основе аминосмолы может быть подходяще получен реакцией конденсации аминосмолы или предшественника аминосмолы с формальдегидом или другими реакциями конденсации и/или присоединения аминов. Примерами подходящих полимеров на основе аминосмолы являются гуанидинсодержащие полимеры, меламинсодержащие полимеры, уретансодержащие полимеры, амидсодержащие полимеры и мочевиносодержащие полимеры, в частности метилмочевиносодержащие полимеры. Полимер на основе аминосмолы подходяще является сшитым, т.е. полимер является реактопластом. Сшивка может иметь место в реакции конденсации аминосмолы с формальдегидом. Однако сшивка также может быть вызвана дополнительными сшивающими агентами. Подходящие твердые частицы полимера на основе аминосмолы выпускаются промышленностью, например, под торговой маркой Deuteron MK (поставщик - Deuteron GmbH, Германия). Частицы Deuteron MK являются на основе метилмочевиносодержащего полимера.
Настоящее изобретение также относится к применению твердых частиц полимера на основе аминосмолы в качестве добавки к водорастворимой композиции покрытия для формирования отслаивающегося временного покрытия на подложке, для улучшения отслаиваемости слоя временного покрытия.
Главная часть содержания летучей композиции покрытия настоящего изобретения состоит из воды. Однако композиция покрытия может содержать один или более органических растворителей при условии, что содержание летучих органических соединений (ЛОС) готовой к применению композиции покрытия не превышает 420 г/л. Предпочтительно, оно не превышает 210 г/л. Присутствие такого органического растворителя может облегчить коалесценцию дисперсных полимерных частиц с образованием гомогенной пленки. Поэтому такие растворители часто называются коалесцирующими агентами. В качестве подходящих коалесцирующих агентов могут быть указаны диметилдипропиленгликоль, метиловый простой эфир диацетонового спирта, этилацетат, бутилацетат, этилгликольацетат, бутилгликольацетат, 1-метокси-2-пропилацетат, бутилпропионат, этоксиэтилпропионат, толуол, ксилол, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, метилизоамилкетон, этиламилкетон, диоксолан, N-метил-2-пирролидон, диметилкарбонат, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмоноизобутират, пропиленкарбонат, бутиролактон, капролактон и их смеси.
Композиция покрытия согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать другие компоненты и добавки, традиционно присутствующие в композициях покрытий, такие как пигменты, удлинители, окрашивающие агенты, пигментные диспергаторы, эмульгаторы (поверхностно-активные вещества), агенты регулирования реологии, выравнивающие агенты, матирующие добавки, смачиватели, добавки, препятствующие кратерообразованию, пеногасители, пестициды, пластификаторы, УФ-поглотители, светостабилизаторы и добавки, маскирующие запах.
Для получения желаемого цвета композиция покрытия может содержать один или более пигментов. Пигменты могут быть либо органическими, либо неорганическими. Содержание пигмента обычно находится в интервале 1-20% мас., рассчитанное на массу пленкообразующего полимера. Альтернативно или дополнительно, композиция покрытия может содержать один или более красителей, полностью или частично растворимых в композиции.
Настоящее изобретение также относится к способу формирования временного покрытия на подложке, в котором композицию покрытия согласно настоящему изобретению наносят на подложку и обеспечивают формирование слоя отслаивающегося временного покрытия на подложке. В одном варианте способ дополнительно содержит удаление слоя отслаивающегося временного покрытия отслаиванием.
Любые известные способы нанесения композиций покрытий на подложку могут использоваться для нанесении композиции покрытия изобретения. Примерами таких способов нанесения являются намазывание (например, кистью, валиком, печатной подушкой или раклей), распыление (например, воздушное распыление, безвоздушное распыление, горячее распыление и электростатическое распыление), нанесение поливом (например, окунание, нанесение поливом, нанесение валком и обратимое нанесение валком) и электроосаждение.
Слои покрытия, полученные из композиции данного изобретения, могут сушиться в интервале 0-160°C, или в интервале 5-80°C, или в интервале 10-60°C, например при температуре окружающей среды. Сушка при повышенной температуре может выполняться в печи. Альтернативно, сушка может обеспечиваться инфракрасным и/или подобным излучением.
Композиция покрытия является очень подходящей для формирования временного защитного покрытия на подложке. Однако, альтернативно или дополнительно, композиция покрытия может также использоваться для временных декоративных целей, в частности, когда композиция дополнительно содержит пигменты. Для формирования слоя временного покрытия композицию наносят на подложку и обеспечивают формирование слоя отслаивающегося временного покрытия. Как указано дополнительно выше, временные защитные покрытия могут быть необходимыми для временной защиты подложек в ходе и/или между операциями сборки или в процессе транспортировки. Временная декорация может быть желательна для придания автомобилям определенного внешнего вида и цвета в ходе праздников. Когда необходимости во временной защите и/или декорации подложки более не существует, слой временного покрытия может быть удален отслаиванием слоя покрытия от подложки.
Подложка подходяще является непористой подложкой. Например, подходящими непористыми подложками являются металлы, которые могут быть предварительно обработаны или нет, предварительно обработанная древесина, синтетические полимерные материалы и стекло. Другими подходящими подложками являются другие слои краски, такие как присутствующие на транспортных средствах или на автомобилях, например легковых автомобилях, велосипедах, поездах, грузовых автомобилях, автобусах и самолетах.
Примеры
Используемые исходные материалы
АС 430 - торговая марка Emultex AC 430, водная дисперсия сополимера винилацетат-бутилакрилат (поставщик - Synthomer).
R 274 - торговая марка Revacryl 274, водная дисперсия сополимера (простой акриловый эфир)-акрилонитрил (поставщик - Synthomer).
P B500 - торговая марка Plextol B500, водная дисперсия сополимера (простой метакриловый эфир) - (простой акриловый эфир) (поставщик - Polymer Latex).
R987 - торговая марка NeoRez R987, водная полиуретановая дисперсия (поставщик - DSM Neoresins).
D MK - торговая марка Deuteron MK, частицы полимера, содержащего аминосмолу (поставщик - Deuteron).
Texanol (торговая марка) - 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмоноизобутират.
BYK 333 (торговая марка) - поверхностно-активное вещество (поставщик (BYK Chemie)).
Красящее вещество - промышленная тонерная композиция, содержащая пигменты.
Композиции покрытий примеров 1-3 и сравнительных примеров А-С получают смешением компонентов в массовых пропорциях, указанных в таблице 1.
1
А
2
В
3
С
AC 430
36,94
37,88
-
-
-
-
R274
45,15
46,29
-
-
-
-
P B500
-
-
82,68
85,49
-
-
R987
-
-
-
-
82,60
86,49
Вода
-
-
-
-
1,61
1,69
BYK 333
-
-
-
-
1,37
1,43
Красящее вещество
12,98
13,31
13,91
13,65
9,92
10,38
Texanol
2,46
2,53
0,83
0,85
-
-
D MK
2,46
-
2,59
-
4,50
-
Модуль упругости Е высу-шенной пленки
21 МПа
4 МПа
10 МПа
3 МПа
50 МПа
8 МПа
Композиции покрытий 1-3 согласно настоящему изобретению содержат твердые частицы полимера на основе аминосмолы. Сравнительные композиции А-С не содержат таких частиц. Жидкие композиции покрытий наносят на металлические пластины, предварительно покрытые автомобильными покрытиями, содержащими слой основы и верхний прозрачный слой. Нанесение осуществляют воздушным распылением распылительным пистолетом Devilbiss. Когда рассматривается нанесение валиком или щеткой, могут быть подходяще введены загуститель и, необязательно, пеногаситель. Обеспечивают сушку покрытий при комнатной температуре в течение двух часов или при 60°C в течение 30 мин. Толщина сухого слоя составляет 50-90 мкм. Через 1 день (24 ч) нанесенные покрытия удаляют ручным отслаиванием.
Отслаиваемость определяют испытанием, в котором группа людей отслаивает пленки вручную. Было установлено, что покрытия из примеров 1-3 показывают улучшенную отслаиваемость по сравнению с примерами А-С соответственно. Таким образом, было показано, что введение твердых частиц полимера на основе аминосмолы дает лучшую отслаиваемость при удалении временных покрытий. Из данных таблицы 1 также можно сделать вывод, что при введении твердых частиц полимера на основе аминосмолы значительно увеличивается модуль упругости.
Водочувствительность временных покрытий определяют погружением в воду на 7 дней (168 ч). Было установлено, что покрытия из примеров 1-3 показывают улучшенную водостойкость по сравнению с примерами А-С соответственно. Таким образом, было показано, что введение твердых частиц полимера на основе аминосмолы может улучшить водостойкость временных покрытий.