一种仿人造PU用VAE涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料组合物技术领域，具体涉及一种仿人造PU用VAE涂料及其制备方法。

背景技术

PU是Polyurethane的缩写，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯，由于只需要简单修改配方，便可获得不同的密度、弹性、刚性等物理性能，目前，被广泛应用于内外墙保温材料、冰箱保温材料、家庭装潢、高档体育用品以及人工合成PU皮革等领域。

然而，由于人工合成PU皮革成本偏高，在一些软包领域大规模推广有一定难度。现有的仿人造PU皮革的涂料中，为了增加涂膜柔韧性和手感，会提高涂料中作为基料的乳液含量，而添加过多的乳液，会导致涂料具有一定的回黏性。回黏性是指漆膜干燥后，因受一定温度和湿度的影响而发生黏附的现象，表观具有发黏感。涂膜一经回黏就容易粘尘，影响涂膜的装饰性，且涂膜回黏伴随涂膜软化，会降低涂膜的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。回黏的涂膜只能刮去重涂，因此，回黏性是一种涂膜弊病。为了解决涂膜回黏性的问题，一般采取的办法是降低涂料中作为基料的乳液含量，从而提高涂膜的抗回黏性，但此时又有新的问题出现，因涂料中作为基料的乳液含量降低，涂料在喷涂后会容易掉粉。

因此，如何制备既有抗回黏性又不容易掉粉的涂料是现有技术中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明意在提供一种仿人造PU用VAE涂料及其制备方法，以使制备而成的涂料既有抗回黏性又不容易出现掉粉问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种仿人造PU用VAE涂料，包括如下重量份的成分：

本方案的原理及优点是：非离子的润湿剂可使填料均匀的分散在乳液中，从而使得涂料有优异的抗回粘性。

在实际应用中，乳液对涂料的力学性能和热学性能起着决定性的作用。在成膜过程中，乳液微粒相互靠近而凝聚，并将颜料和填料粘结起来，形成连续涂膜。乳液的添加会提高涂料的力学性能，比如粘结力、断裂延伸率和柔韧性等；但同时乳液含量的增加会使涂膜的抗回黏性能会降低。因此，现有技术中为了规避这一问题，通常采用的方法是适度降低乳液的含量，但这样的方法存在涂料形成涂膜后容易掉粉的弊端。本申请在不降低乳液含量的前提下，通过筛选多种不同的颜填料和相关助剂，意外的发现润湿剂和石英粉之间具有协同作用。润湿剂具有降低涂料的表面张力的作用，使涂料能够更好地润湿基材，一般用于提高涂料对基材的粘结力。石英粉为填料，成分为二氧化硅，一般用于涂料填充，降低涂料成本；并可提高涂料的耐磨性、耐热性和耐化学品性。除此之外，发明人在研究过程中还意外的发现石英粉和润湿剂通过复配加入到涂料后，不仅保持了原有的作用效果，还能有效的提升涂膜的抗回黏性，克服涂料的掉粉问题。其机理为：通过润湿剂，降低乳液表面张力，从而使得石英粉均匀分散在体系中，干膜以后，充分利用了乳胶粘结力以及分布在乳胶表面石英粉的硬度。

本发明的涂料除具有上述性能外，同时还具有粘结力强、强度高、柔韧性好、手感柔软、成本低、无毒、无味、易降解、无污染，安全环保，对人体无害的优点。

优选的，作为一种改进，醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液中乙烯含量≥25％。

有益效果：乙烯含量在该范围内，涂料具有较低的最低成膜温度，具有较好的弹性和柔韧性。如果乙烯含量低于该范围值，会使涂料的玻璃化温度升高，使得最低成膜温度升高。如果最低成膜温度高于常温，则涂料不能成膜，这种情况下只能通过额外添加成膜助剂来保证低温成模性，而过高的成膜助剂添加量会影响到涂膜的耐水和耐醇性能，实际干燥速度也会延长。此外，涂料的玻璃化温度升高还会使涂料的弹性和柔韧性降低。

优选的，作为一种改进，钛白粉的粒径为600-1250目。

有益效果：钛白粉粒径在该范围内，钛白粉具有良好的分散性，可使钛白粉在乳液中分布更均匀，与乳液的相容性更好，并能增强涂膜的强度和粘结力。如果钛白粉的粒径过大，钛白粉不容易均匀分布在乳液中；钛白粉的粒径过小，会降低涂膜的强度和粘结力，缩短漆膜寿命。

优选的，作为一种改进，石英粉的粒径为600-1250目。

有益效果：石英粉粒径在该范围内，使得石英粉在涂料成膜时能够均匀的分散在整个涂料涂层之中，能显著提高涂膜的强度。如果石英粉的粒径过大，石英粉不容易均匀分布在涂膜中；如果石英粉的粒径过小，会降低涂膜的强度。石英粉和润湿剂协同作用，可提高涂膜的抗回黏性能。

优选的，作为一种改进，增塑剂为欧摩德MADE、TXIB中的一种。

有益效果：欧摩德MADE、TXIB均为无毒环保型增塑剂，可明显提高涂膜的强度和弹性，改善柔韧性和粘结力。

欧摩德MADE(杜邦称DBE)为二元酸酯混合物，亦称二价酸酯，是一种低毒、低味，能生物降解的环保型高沸点溶剂。欧摩德MADE系列产品包括丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯以及它们不同比例的混合物，混合物中各成分的浓度分别为：戊二酸二甲酯25-60％、己二酸二甲酯20-50％、丁二酸二甲酯10-30％。

TXIB化学名称为2,2,4-三甲基1,3-戊二醇二异丁酸酯，是一种具有增塑作用和挥发性较低的降粘剂，可赋予涂料良好的耐寒性和耐水性。

优选的，作为一种改进，润湿剂为非离子润湿剂。

有益效果：非离子润湿剂可以更好的降低涂料的表面张力，具有更好的亲水性，可快速润湿基材，提高涂料的粘结力。非离子润湿剂与填料协同作用，可提高涂料的抗回黏性能。

非离子润湿剂作为湿润剂中的一类，包括本领域技术人员熟知的聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。

优选的，作为一种改进，消泡剂为嵌段聚醚类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂中的一种或两种。

有益效果：嵌段聚醚类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂同时具有很好的消泡和抑泡作用，稳定性好，无毒，环保。

本发明另一方面，还提供一种仿人造PU用VAE涂料的制备方法，包括以下步骤：将醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、增塑剂、润湿剂和消泡剂混合，搅拌均匀，静置。

有益效果：通过机械搅拌，可使涂料中的成分均匀混合，从而使形成的涂膜更均匀，更光滑，色泽更饱满；并且该制备方法简单，有利于实现工业化生产。

优选的，作为一种改进，搅拌速度为600-1800转/分钟，静置时间为60-90分钟。

有益效果：在该搅拌速度范围内涂料分散更均匀；搅拌速度过低，会导致乳液中成分分散不均匀；搅拌速度过高，会使乳液出现破乳。静置一段时间可以使涂料中的气泡充分逸出，并且使涂料中各组分相互溶解更好，混合更均匀。

本发明再一方面，提供一种仿人造PU用VAE涂料在制备仿人造PU、人造纤维及作为棉质布料粘结剂中的应用。

有益效果：本申请的涂料可用于制造仿人造PU、人造纤维和用于棉质布料粘结用。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

VAE乳液CW40-602购自中国石化集团重庆川维化工有限公司；ST-83购自索尔维公司；MP200购自迈图，欧摩德MADE购自江苏欧摩德漆业有限公司。

实施例1仿人造用VAE涂料的制备

仿人造用VAE涂料组成为:

VAE乳液：300g VAE乳液CW40-602(乙烯含量为25％)；

钛白粉：400g，粒径800目；

石英粉：200g,粒径800目；

增塑剂：100g，本实施例中的增塑剂为欧摩德MADE；

润湿剂：50g，本实施例中的润湿剂为ST-83；

消泡剂：50g，本实施例中的消泡剂为MP200。

上述仿人造用VAE涂料的制备方法为：

将上述醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、欧摩德MADE、ST-83和MP200混合均匀；然后于900转/分钟转速下搅拌分散均匀，静置90分钟。

实施例2仿人造用VAE涂料的制备

仿人造用VAE涂料组成为:

VAE乳液：300g VAE乳液CW40-602(乙烯含量为25％)；

钛白粉：300g，粒径800目；

石英粉：200g，粒径800目；

增塑剂：150g TXIB；

润湿剂：30g ST-83；

消泡剂：30g MP200。

所述涂料的制备方法为：

将上述醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、TXIB、ST-83和MP200混合均匀；然后于600转/分钟转速下搅拌分散均匀，静置60分钟。

实施例3仿人造用VAE涂料的制备

仿人造用VAE涂料组成为:

VAE乳液：400g VAE乳液CW40-602(乙烯含量为30％)；

钛白粉：400g粒径800目；

石英粉：100g粒径800目；

增塑剂：200g欧摩德MADE；

润湿剂：30g ST-83；

消泡剂：20g MP200。

所述涂料的制备方法为：

将上述醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、高沸点增塑剂、润湿剂和消泡剂混合均匀；然后于1800转/分钟转速下搅拌分散均匀，静置90分钟。

实施例4仿人造用VAE涂料的制备

仿人造用VAE涂料组成为:

VAE乳液：500g VAE乳液CW40-602(乙烯含量为25％)；

钛白粉：200g，粒径800目；

石英粉：50g，粒径800目；

高沸点增塑剂：150g TXIB；

润湿剂：30g ST-83；

消泡剂：20g MP200。

所述涂料的制备方法为：

将上述醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、高沸点增塑剂、润湿剂和消泡剂混合均匀；然后于1200转/分钟转速下搅拌分散均匀，静置80分钟。

实施例5仿人造用VAE涂料的制备

仿人造用VAE涂料组成为:

VAE乳液：600g VAE乳液CW40-602(乙烯含量为25％)；

钛白粉：200g，粒径800目；

石英粉：100g，粒径800目；

高沸点增塑剂：50g TXIB；

润湿剂：30g ST-83；

消泡剂：20g MP200。

涂料的制备方法为：

将上述醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、钛白粉、石英粉、高沸点增塑剂、润湿剂和消泡剂混合均匀；然后于1000转/分钟转速下搅拌分散均匀，静置75分钟。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：未添加石英粉。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：未添加ST-83。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于：未添加石英粉和ST-83。

应用性能检测

将实施例1-5以及对比例1-12制得的涂料用于制造仿PU，然后于110℃下烘干5分钟，随后常温下保养24小时，并取出部分材料，制成2厘米宽*10厘米长的条状粘结材料，每个实施例设置10个重复，采用美国MTS生产的C43微机控制万能试验机测试仿PU材料剥离拉伸强度，以其平均值作为检测结果，以上各组除涂料不同外，其他条件相同，结果如表1所示。

表1性能测试结果

结果显示：由表1可知，实施例1-5的涂料用于制造仿PU，破坏了基材。由此证明，本发明的粘合剂的粘结力强。此外，实施例1-5的涂料无刺激性气味。由此证明，本发明的涂料安全环保。而且实施例1-5制备而成的涂料基本无回粘问题，对比例1-3出现不同程度的回粘。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。