CN101768399B - 一种环保型水性复合镭射镀铝涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型水性复合镭射镀铝涂料及其制备方法，该涂料包括以下组分及重量份含量：自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液5-10、聚氨酯水分散体5-10、助溶剂10-20、去离子水20-40、pH值调节剂0.2-0.3、润湿剂0.1-0.5、流平剂0.1-0.2、消泡剂0.05-0.2，将树脂组分置于反应釜中，低速搅拌后依次加入pH值调节剂、润湿剂、流平剂、消泡剂，经过搅拌过滤，即得到产品。与现有技术相比，本发明具有环保优势、成本较低、耐溶剂性好，模压时适宜的模压温度范围比较宽，模压效果好，生产上容易控制，并可直接用于替代现有溶剂型复合镭射涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合涂料及其制备方法，尤其是涉及一种环保型水性复合镭射镀铝涂料及其制备方法。
背景技术
PET镭射镀铝膜凭借其特有的功能性和外观强烈的金属感、炫目的镭射效果一直在包装领域占有一席之地，为其度身定制的复合镭射镀铝涂料得到了大量的推广应用。复合镭射镀铝涂料的基础性能是其附着性和模压效果，附着性即涂料对基膜(一般为PET聚酯薄膜)的附着力，模压效果是指通过模压工艺在涂层上呈现出全息镭射效果。
现有复合镭射镀铝涂料为溶剂型体系，大量使用有机溶剂，一方面挥发性有机物(VOCs)含量高对生产与使用环境造成严重污染，另一方面也存在着溶剂成本受制于国际油价波动的问题。水性涂料具有溶剂型涂料无可比拟的环保优势已成为广泛共识，复合镭射镀铝涂料走水性化的道路也是大势所趋，具环保性水性复合镭射镀铝涂料则尚未见有相关专利或文献报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有环保优势、成本较低、耐溶剂性好的环保型水性复合镭射镀铝涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及重量份含量：
自交联丙烯酸乳液 30-40；
硬质丙烯酸乳液 5-10；
聚氨酯水分散体 5-10；
助溶剂 10-20；
去离子水 20-40；
pH值调节剂 0.2-0.3；
润湿剂 0.1-0.5；
流平剂 0.1-0.2；
消泡剂 0.05-0.2。
所述的自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为45-55℃，自交联丙烯酸的分子量≥20万。
所述的硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为85-95℃，硬质丙烯酸的分子量≥20万。
所述的聚氨酯水分散体的软化点为205-220℃。
所述的助溶剂包括乙醇、异丙醇或丙二醇醚。
所述的pH值调节剂包括氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇或二甲基乙醇胺。
所述的润湿剂包括阴离子型润湿剂或非离子型润湿剂，所述的阴离子型润湿剂包括脂肪醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或羟甲基十二烷基羧酸钠，所述的非离子型润湿剂包括烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)或脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)。
所述的流平剂包括改性有机硅，所述的改性有机硅包括聚醚改质聚硅氧烷或氨基改性有机硅氧烷。
所述的消泡剂包括改性聚硅氧烷、特殊氢碳化合物、疏水粒子与碳氢化合物、非离子型界面活性剂或改性硅酮类消泡剂，所述的改性聚硅氧烷包括氨基改性聚硅氧烷或丙烯酸聚硅氧烷，所述的特殊氢碳化合物包括市售的德谦W-090或W-092，所述的疏水粒子与碳氢化合物包括市售的BYK-011或德谦Defoam W-082，所述的非离子型界面活性剂包括聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺，所述的改性硅酮类消泡剂包括市售KLD-970或市售LH-511。
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
自交联丙烯酸乳液 30-40，
硬质丙烯酸乳液 5-10，
聚氨酯水分散体 5-10，
助溶剂 10-20，
去离子水 20-40，
pH值调节剂 0.2-0.3，
润湿剂 0.1-0.5，
流平剂 0.1-0.2，
消泡剂 0.05-0.2；
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为100-200rpm，低速搅拌5-10min；
(3)向反应釜中加pH值调节剂，调节体系的pH值为7.5-8.5；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为500-600rpm，中速搅拌8-15min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为800-900rpm，高速搅拌20-30min，再经过滤，即得到产品。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)环保优势：以水为主要分散介质，基本不含有机溶剂，挥发性有机物(VOCs)含量极低；
(2)成本控制优势：由于不含有机溶剂，避免了有机溶剂受国际油价高企带来的成本显著升高的问题；
(3)耐溶剂性好：相比溶剂型体系，水性体系在树脂与溶剂型体系极性上的不同，赋予了其良好的耐溶剂性，对各种铝层上光清漆的适应性良好；
(4)模压时适宜的模压温度范围比较宽，模压效果好，生产上容易控制；
(5)可直接用于替代现有溶剂型高剥离性转移涂料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：30kg自交联丙烯酸乳液、10kg硬质丙烯酸乳液、10kg聚氨酯水分散体、20kg助溶剂、29.45kg去离子水、0.2kg pH值调节剂、0.1kg润湿剂、0.2kg流平剂、0.05kg消泡剂。其中自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为50℃，分子量≥20万；硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为90℃，分子量≥20万；聚氨酯水分散体的软化点为210℃；助溶剂为乙醇；pH值调节剂为氨水；润湿剂为脂肪醇硫酸钠；流平剂为氨基改性有机硅氧烷；消泡剂为氨基改性聚硅氧烷。
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为200rpm，低速搅拌5min；
(3)向反应釜中加入pH值调节剂，调节体系的pH值为7.5；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为550rpm，中速搅拌10min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为850rpm，高速搅拌25min，再经过滤，即得到产品。
将制成的水性复合镭射镀铝涂料，直接涂布于表面经电晕处理的聚酯(PET)薄膜表面，经适宜温度(90℃-140℃)与时间(8s-15s)的连续烘干固化成膜后，经模压工艺再进入真空镀铝机镀铝，然后与白卡纸通过常用胶水复合并在一定条件下烘干，铝面经上清漆后即制成镭射复合卡纸。
实施例2
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：40kg自交联丙烯酸乳液、5kg硬质丙烯酸乳液、5kg聚氨酯水分散体、10kg助溶剂、39kg去离子水、0.2kg pH值调节剂、0.5kg润湿剂、0.1kg流平剂、0.2kg消泡剂。其中自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为50℃，分子量≥20万；硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为90℃，分子量≥20万；聚氨酯水分散体的软化点为210℃；助溶剂为异丙醇；pH值调节剂为三乙胺；润湿剂为十二烷基苯磺酸钠；流平剂为聚醚改质聚硅氧烷；消泡剂为市售的德谦W-090。
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为200rpm，低速搅拌5min；
(3)向反应釜中加入pH值调节剂，调节体系的pH值为8.5；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为600rpm，中速搅拌10min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为800rpm，高速搅拌30min，再经过滤，即得到产品。
实施例3
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：35kg自交联丙烯酸乳液、7kg硬质丙烯酸乳液、6kg聚氨酯水分散体、15kg助溶剂、36.35kg去离子水、0.2kg pH值调节剂、0.2kg润湿剂、0.15kg流平剂、0.1kg消泡剂。其中自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为50℃，分子量≥20万；硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为90℃，分子量≥20万；聚氨酯水分散体的软化点为210℃；助溶剂为丙二醇醚；pH值调节剂为二甲基乙胺；润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)；流平剂为聚氧乙烯胺；消泡剂为市售LH-511。
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为100rpm，低速搅拌10min；
(3)向反应釜中加入pH值调节剂，调节体系的pH值为8.0；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为500rpm，中速搅拌15min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为900rpm，高速搅拌20min，再经过滤，即得到产品。
实施例4
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：30kg自交联丙烯酸乳液、8kg硬质丙烯酸乳液、7kg聚氨酯水分散体、14kg助溶剂、20kg去离子水、0.5kg pH值调节剂、0.3kg润湿剂、0.1kg流平剂、0.2kg消泡剂。其中自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为45℃，分子量25万；硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为85℃，分子量30万；聚氨酯水分散体的软化点为205℃；助溶剂为丙二醇醚；pH值调节剂为三乙醇胺；润湿剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)；流平剂为聚氧乙烯胺；消泡剂为市售的BYK-011。
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为100rpm，低速搅拌8min；
(3)向反应釜中加入pH值调节剂，调节体系的pH值为7.5；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为500rpm，中速搅拌15min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为800rpm，高速搅拌25min，再经过滤，即得到产品。
实施例5
一种环保型水性复合镭射镀铝涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：37kg自交联丙烯酸乳液、9kg硬质丙烯酸乳液、8kg聚氨酯水分散体、17kg助溶剂、40kg去离子水、0.3kg pH值调节剂、0.2kg润湿剂、0.2kg流平剂、0.1kg消泡剂。其中自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为55℃，分子量28万；硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为95℃，分子量27万；聚氨酯水分散体的软化点为220℃；助溶剂为乙醇；pH值调节剂为二甲基乙醇胺；润湿剂为高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)；流平剂为聚氧乙烯胺；消泡剂为市售KLD-970。
(2)将自交联丙烯酸乳液、硬质丙烯酸乳液及聚氨酯水分散体置于反应釜中，控制搅拌速率为200rpm，低速搅拌5min；
(3)向反应釜中加入pH值调节剂，调节体系的pH值为8.5；
(4)向反应釜中依次加入润湿剂、流平剂，控制搅拌速率为600rpm，中速搅拌10min；
(5)向反应釜中加入消泡剂，控制搅拌速率为800rpm，高速搅拌30min，再经过滤，即得到产品。
Claims (7)
1.一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及重量份含量：
自交联丙烯酸乳液 30-40；
硬质丙烯酸乳液 5-10；
聚氨酯水分散体 5-10；
助溶剂 10-20；
去离子水 20-40；
pH值调节剂 0.2-0.3；
润湿剂 0.1-0.5；
流平剂 0.1-0.2；
消泡剂 0.05-0.2；
所述的自交联丙烯酸乳液的玻璃化温度为45-55℃，自交联丙烯酸的分子量≥20万；
所述的聚氨酯水分散体的软化点为205-220℃。
2.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的硬质丙烯酸乳液的玻璃化温度为85-95℃，硬质丙烯酸的分子量≥20万。
3.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的助溶剂包括乙醇、异丙醇或丙二醇醚。
4.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的pH值调节剂包括氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇或二甲基乙醇胺。
5.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的润湿剂包括阴离子型润湿剂或非离子型润湿剂，所述的阴离子型润湿剂包括脂肪醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或羟甲基十二烷基羧酸钠，所述的非离子型润湿剂包括烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)或脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)。
6.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的流平剂包括改性有机硅，所述的改性有机硅包括聚醚改质聚硅氧烷或氨基改性有机硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的一种环保型水性复合镭射镀铝涂料，其特征在于，所述的消泡剂包括改性聚硅氧烷、特殊氢碳化合物、疏水粒子与碳氢化合物、非离子型界面活性剂或改性硅酮类消泡剂，所述的改性聚硅氧烷包括氨基改性聚硅氧烷或丙烯酸聚硅氧烷，所述的特殊氢碳化合物是市售的德谦W-090或W-092，所述的疏水粒子与碳氢化合物是市售的BYK-011或德谦DefoamW-082，所述的非离子型界面活性剂包括聚氧乙烯胺或聚氧乙烯酰胺，所述的改性硅酮类消泡剂包括市售KLD-970或市售LH-511。
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