一种卷材自清洁涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种卷材自清洁涂料及其制备方法和应用。

背景技术

装饰性卷材涂料是近年来一种新兴的装饰涂料，多用在卷铝、塑料薄膜等基材上，装饰型涂料虽然具有丰富多彩的外观，但是由于装饰性涂料的应用场景的客观条件，污渍、油污、涂鸦、划痕等外界不可抗因素严重影响装饰性卷材涂料的使用寿命和客户使用体验感。

综上所述，市场上急需一款卷材自清洁涂料，用于涂覆于卷材或卷材装饰性涂料表面达到防污、防涂鸦效果同时，具有高透光率不影响装饰性涂料的外观呈现。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供卷材自清洁涂料，具有优越的防涂鸦效果、耐沾污性、防水性、柔韧性、抗划伤性、耐油性和高透明性。

为实现上述技术目的，本发明提供一种卷材自清洁涂料，其由如下重量份数的组分组成：高分子量聚酯树脂30-40份、氟碳树脂10-15份、自消光树脂10-15份、氨基树脂15-20份、防污助剂3-8份、流平剂0.2-1份、消泡剂0.1-0.5份、流变助剂0.5-2份和溶剂15-25份，其中，所述高分子量聚酯树脂为ETERKYD-5055-R-70、VYLON-637、GK-360、ST-5790中的一种或多种组合物；所述自消光树脂为MT-2350F或MT-2550F。当氟碳树脂添加量较多时，由于氟碳树脂本身相容性较差，导致涂层透光率降低到，同时由于氟树脂的高表面张力，涂膜的润湿性较差，无法较好润湿基材易产生缩孔或橘皮。而当氟树脂含量减少时其防涂鸦效果又会降低，其耐候性变差。当自消光树脂添加量过低，可能无法达到哑光效果，而当添加量过高时，透过率较低；防污助剂添加量为4％时，防涂鸦等级为2级，防污效果有所降低，而当添加量过高时，同时由于其高表面张力，涂膜的润湿性较差，无法较好润湿基材易产生缩孔或橘皮，同时成本也会增加。

其中，采用高分子量聚酯树脂，分子量为15000～20000，Tg为30～50℃，较高的分子量为涂层提供优异的物理性能和附着力，适合的玻璃化转变温度使涂层具有足够的韧性和干燥速度。

所述氟碳树脂为HLR 670、ETERFLON-41215、ETERFLON-41011、D-4109中的一种或多种的组合。选用接枝改性的偏氟树脂，提高耐候性和防污性能的同时，不易产生结晶结构而影响透光率。

所述的氨基树脂为MR625或5717。采用甲醚化的氨基树脂可有效提升涂料的固化速度。

所述的防污助剂为TEGO-5000N、WELLMIX-6610、ZH-8017B或SMA 4015中的任意一种或多种的组合物。选用带有硅醇基团的有机硅改性防涂鸦助剂，可以保证涂层防涂鸦效果的长效性。

所述的流平剂为BYK-333、TEGO 450或BYK-306中的任意一种或多种的组合物，流平剂可保证涂层高速印刷时的漆膜平整性；所述的消泡剂为BYK-052N或TEGO 945，用于消除涂料在分散研磨和施工过程中所产生的汽泡和微泡；所述的流变助剂为VOK-SD、N-3300、AQH-810中的任意一种或多种的组合物，用于提升涂料的储存稳定性和抗流挂性能。

所述的溶剂为二甲苯、三甲苯、醋酸丁酯、二元酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚中的任意一种或多种的组合物。搭配快干与慢干性溶剂，平衡涂料的流平效果及表干速度。

本发明还提供了上述卷材自清洁涂料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将配方量的高分子量聚酯树脂、氟碳树脂、自消光树脂、氨基树脂按比例投入釜中进行600RPM分散10分钟，搅拌均匀；

S2：将配方量的防污助剂、流平剂、消泡剂依次加入到上述S1制备的体系中，1000RPM分散10分钟；

S3：将配方量的流变助剂加入至S2制备的体系中，1200RPM分散30min，分散均匀，最后加入配方量的溶剂调节涂料粘度为65-85KU。

本发明进一步提出了上述卷材自清洁涂料的在制备卷材自清洁涂层上的应用。

具体地，所述的涂料辊涂或喷涂在卷材上，190-220℃固化2-3min即得到卷材自清洁涂层。

有益效果：采用高分子量聚酯树脂、氟碳树脂以及自消光树脂作为基体树脂，高分子量聚酯树脂提供优异的柔韧性和附着力，氟碳树脂的引入可以明显提升涂层的耐候性和防涂鸦效果，自消光树脂降低涂层光泽的同时，保证其依然具有较高透光率；同时，改性防涂鸦助剂的加入，使漆膜成膜过程中，Si-OH反应迁移至涂膜表面，牢牢锚定在界面上，减少防涂鸦效果的衰减；最后将氨基树脂作为交联剂加入体系，在高温条件下，氨基树脂与体系中的羟基反应，形成致密的IPN结构，保证漆膜优异的稳定性和附着力；同时，配合使用快干、慢干溶剂，采用沸点较低的PM，保证涂膜固化过程中溶剂的挥发性促进表干，慢干溶剂BGA可以促进树脂间的相容性、互溶性，较高的沸点有保证了涂膜在有限时间内的流平性，提供较好的施工性。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

实施例1

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7032份，氟碳树脂ETERFLON-4121514份，自消光树脂MT-2350F 10份，氨基树脂571718份，防污助剂为WELLMIX-66105份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA 6.2份

制备方法：

S1：将高分子量聚酯树脂，氟碳树脂，自消光树脂，氨基树脂按比例投入釜中进行低速分散，低速搅拌均匀。

S2：将防污助剂，流平剂，消泡剂依次加入到上述S1制备的体系中，快速搅拌均匀。S3：将流变助剂加入至S2制备的体系中，中高速分散30min，分散均匀，最后加入溶剂调节涂料粘度为65-85KU，即得到卷材自清洁涂料。

实施例2

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7028份，氟碳树脂ETERFLON-4121518份，自消光树脂MT-2350F 12份，氨基树脂571718份，防污助剂为WELLMIX-66104份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 16份，溶剂BGA 2.2份

制备方法：同实施例1

实施例3

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7030份，氟碳树脂ETERFLON-4121512份，自消光树脂MT-2350F 16份，氨基树脂571718份，防污助剂为WELLMIX-66103份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA 6.2份

制备方法：同实施例1

实施例4

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7026份，氟碳树脂ETERFLON-4121514份，自消光树脂MT-2350F 10份，氨基树脂571720份，防污助剂为WELLMIX-66108份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 15份，溶剂BGA 4份

制备方法：同实施例1

根据性能测试指标对实施例1-4的卷材自清洁涂料进行检测，得到结果如表1所示：

表1.卷材自清洁涂料性能测试

对比例1

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7032份，氟碳树脂ETERFLON-4121518份，分散剂BYK-1631份，消光粉E-10114份，氨基树脂571718份，防污助剂为WELLMIX-66105份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA6.2份

制备方法：

S1：将高分子量聚酯树脂，氟碳树脂，氨基树脂，分散剂按比例投入釜中进行低速分散，低速搅拌均匀；然后将消光粉加入体系中分散至细度≤35μm。

S2：将防污助剂，流平剂，消泡剂依次加入到上述S1制备的体系中，快速搅拌均匀。S3：将流变助剂加入至S2制备的体系中，中高速分散30min，分散均匀，最后加入溶剂调节涂料粘度为65-85KU，即得到卷材自清洁涂料。

对比例2

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7032份，氟碳树脂ETERFLON-4121514份，自消光树脂MT-2350F 10份，氨基树脂571718份，防污助剂为ZH-8017B 5份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA 6.2份

制备方法：同实施例1

对比例3

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7032份，氟碳树脂ETERFLON-4121514份，自消光树脂MT-2350F 10份，氨基树脂MR 62518份，防污助剂为WELLMIX-66105份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-33001份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA 6.2份

制备方法：同实施例1

对比例4

配比：聚酯树脂ETERKYD-5055-R-7032份，氟碳树脂D-410914份，自消光树脂MT-2350F 10份，氨基树脂5717 18份，防污助剂为WELLMIX-6610 5份，流平剂BYK-3331份，消泡剂为BYK-052N 0.4份，流变助剂为N-3300 1份，溶剂PM 12.4份，溶剂BGA 6.2份

制备方法：同实施例1

检测结果

根据性能测试指标对实施例1和对比例1-4的卷材自清洁涂料进行检测，得到结果如表1所示：

表1.卷材自清洁涂料性能测试

由表1数据可以看出，当采用消光粉替代消光树脂对涂层进行消光时，由于消光粉主要是通过表面的粗糙结构对光线进行漫反射作用形成哑光效果，虽然消光效果优于消光树脂，但由于消光粉自身粒径较粗，在起到漫反射作用的同时，对于光的透过率也存在较大影响，致使漆膜发雾发蒙，无法充分显示出装饰性底漆的外观。另外，由于消光粉分布在涂层表面使得防涂鸦助剂无法充分迁移至涂料表面，使得防污防涂鸦效果较差(对比例1的缺陷)。而采用自消光树脂，由于其采用微相不相容原理产生消光效果，树脂分子链不会产生取向结晶而影响透光率，其次其作为基体树脂均匀地分散在漆膜中不会影响防涂鸦助剂向表面迁移。此外，同端羟基硅氧烷(WELLMIX-6610)相比，普通的改性有机硅防涂鸦助剂(ZH-8017B)在防涂鸦效果抗衰减性上表现较差。虽然在成膜阶段改性有机硅也可以迁移排布在涂层表面，但是迁移主要是因为其低表面能而产生的物理迁移，无法完全锚定的涂层表面，随着时间的推移，其有效成分在表面会出现减少(对比例2的缺陷)。而端羟基硅氧烷，迁移至表面后通过氨基反应，已牢牢锚定在漆膜表面，随着时间推移并不会明显衰减。甲醚化氨基树脂，由于较大的位阻效应，在有限的固化时间内，无法与树脂充分反应交联，导致卷材在熟化、热储过程中易出现返粘掉漆现象，而半甲醚化氨基树脂位阻效应影响较小，固化反应速度快，反应程度完全。则不会出现上述问题(对比例3的缺陷，采用甲醚化氨基树脂，固化不完全，导致涂层返粘)。从对比例4可以看出采用四氟氟碳树脂(其他实施例为接枝改性的偏氟树脂)，由于四氟树脂结构对称，结晶性较好，交联后成规整度较高的晶型结构，具有较高的强度，但韧性较差，耐弯折性差，结晶结构导致漆膜透过率低，涂层发雾。

本产品属于功能性绿色环保型涂料，既拥有出色的防粘污功能，同时采用环保型无毒溶剂，为客户减少涂料施工对环境的污染、施工人员的身体危害；本技术引入自消光树脂、特定结构的防涂鸦助剂以及兼顾固化效率与性能要求的半甲醚化氨基树脂，在保证了涂料防粘污的功能性和高透光率的特点的同时，也保证了其施工及实际应用的可行性。本产品防涂鸦效果等级1级，紫外透光率≥85％，具有优异的柔韧性和附着力等优点，提升了卷材涂料的使用寿命和应用领域。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。