CN102719125A

CN102719125A - 一种防粘贴水性涂料

Info

Publication number: CN102719125A
Application number: CN2012101928282A
Authority: CN
Inventors: 孙巨福
Original assignee: Tianchang Julong Car and Ship Coating Co Ltd
Current assignee: Tianchang Julong Car and Ship Coating Co Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明涉及一种防粘贴水性涂料，包括以下重量份的成分：聚合物乳液50~80，甲基丙烯酸甲酯10~15，丙烯酸丁酯6～9，丙烯酸异辛酯2～5，马来酸二正丁酯3～6，丙烯酸羟乙酯0.6～1，十二烷基磺酸钠0.3～1.0，过硫酸钾0.1～0.4，乙酸钠0.05～0.2，疏水剂1~10，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂0.5~5。本发明的水性涂料无毒无害，对环境污染小；涂布后形成的涂层不仅光亮度高、坚韧、抗爆裂性能优秀，还具有很好的抗老化及耐候性，而且后续加工性能极佳，能快速高效地进行烫金加工，烫金效果好，并且可防粘贴，有利于涂布后的表面清洁度的保持的环保型水性涂料。

Description

一种防粘贴水性涂料

技术领域

本发明涉及一种水性涂料，尤其涉及一种防粘贴水性涂料。

背景技术

在包装印刷行业，在白卡纸上涂布一层涂料后，可形成高光亮度的高光纸。随着人们对包装材料装饰效果及使用时的安全卫生的要求的日益提高，要求高光纸不仅具有高光亮度，适合后续进行快速高效的烫金加工，还要求使用时污渍不易粘附，易去除。而且，随着人们对环境保护的日益重视，还要求涂料在使用过程中挥发出的有害物质少，甚至没有挥发出有害物质，符合环保要求。

由于油性涂料涂布后形成的涂层虽然能够满足高光亮度及后续快速烫金加工的要求，但使用过程中会挥发出较多的有害物质，环境污染大，无法达到环保要求(特别是烟包行业的有机挥发物限量要求)，而且成本较高。而水性涂料由于其环保性，使其在包装印刷行业的应用也越来越多。

然而，水性涂料虽然环境污染小，却也存在一些缺点，如目前市场上的水性涂料涂布后形成的涂层不能同时满足高光亮度及后续快速烫金加工的要求。。有些水性涂料涂布后形成的涂层虽然光亮度高，但不适用于烫金加工或烫金效率低下，烫金图案残缺；有些水性涂料涂布后形成的涂层虽然适用于后续快速烫金加工，但光亮度极低。CN 101942256A公开了一种水性涂料，由下述重量百分比的原料制成：水52～55％，十二烷基磺酸钠0.5～0.7％，甲基丙烯酸甲酯20～25％，丙烯酸丁酯3～4.5％，丙烯酸异辛酯0～2％，丙烯酸1～1.5％，甲基丙烯酸丁酯10～15％，马来酸二正丁酯1～2％，丙烯酸羟乙酯0.6～1％，衣康酸0.4～1％，氨水0.8～1％，消泡剂0.1～0.2％，乙酸钠0.05～0.1％，防腐剂0.1～0.2％，过硫酸钾0.1～0.2％。本发明还提供上述水性涂料的一种制备方法。本发明的水性涂料无毒无害，对环境污染小；涂布后形成的涂层不仅光亮度高、坚韧、抗爆裂性能优秀，而且后续加工性能极佳，能快速高效地进行烫金加工，烫金效果好。

该发明所提供的水性涂料涂布后虽然图层光亮，烫金效果好，但是涂布后的表面清洁度无法保证，易粘有污渍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涂布后能够形成既具有高光亮度又适合后续进行快速烫金加工并且可防粘贴，有利于涂布后的表面清洁度的保持的环保型水性涂料。

本发明所提供的防粘贴水性涂料，包括以下重量份的成分：聚合物乳液50~80，甲基丙烯酸甲酯10~15，丙烯酸丁酯6～9，丙烯酸异辛酯2～5，马来酸二正丁酯3～6，丙烯酸羟乙酯0.6～1，十二烷基磺酸钠0.3～1.0，过硫酸钾0.1～0.4，乙酸钠0.05～0.2，疏水剂1~10，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂0.5~5。

作为优选技术方案，本发明所提供的涂料，包括以下重量份的成分：聚合物乳液60~70，甲基丙烯酸甲酯10~15，丙烯酸丁酯6～9，丙烯酸异辛酯3～5，马来酸二正丁酯3～5，丙烯酸羟乙酯0.6～1，十二烷基磺酸钠0.5～0.7，过硫酸钾0.2～0.3，乙酸钠0.1～0.2，疏水剂3~8，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂3~5。

本发明采用的聚合物乳液选自氟硅改性丙烯酸酯乳液、氟乳液和硅丙乳液，利用其具有低表面能、耐水、耐洗擦、耐老化和保光保色等优良性能，从而提高涂料的耐水、耐候及表面光泽度性能。

甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、马来酸二正丁酯、丙烯酸羟乙酯在十二烷基磺酸钠的乳化作用下，并在催化剂过硫酸钾和缓冲剂乙酸钠的共同作用下，聚合形成共聚物。水性涂料中的固物成份就是上述的共聚物。上述甲基丙烯酸甲酯可增强涂料涂布后形成的涂层的强度，并且增强涂层的耐高温性能，防止涂层受热龟裂；丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、马来酸二正丁酯能增强涂层的韧性和亮度；丙烯酸羟乙酯能增加共聚物的自交联，从而增加共聚物的强度、耐温性及耐溶剂性，并改善涂料的涂布性能。

疏水剂使涂料具有疏水性，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂使涂料涂刷的膜具有疏水疏油特性，防止污渍粘附在漆膜上，可选择杜邦公司生产的FS-81的氟助剂或者AW902C含氟助剂等可以起到相同功能的含氟助剂。

作为优选技术方案，所述的聚合物乳液选自氟硅改性丙烯酸酯乳液、氟乳液和硅丙乳液中的一种；

优选地，所述的疏水剂为水溶性蜡乳液。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性涂料还包括颜填料，消泡剂，分散剂，增稠剂，防腐剂中的一种或两种以上的混合物。

作为优选技术方案，本发明所提供的水性涂料所述的颜填料5-8份，消泡剂0.5-1.5份，分散剂0.3-1.2份，增稠剂1.0-3.0份，防腐剂0.02-0.1份。

本发明所提供的水性涂料组合物可以任选含有颜填料。本发明的颜填料没有具体限制，可以采用市售的各种适用于水性涂料的颜填料，这对于本领域技术人员是已知的。作为优选技术方案，本发明的水性涂料组合物中的颜填料可选用钛白粉、酞菁蓝、酞菁绿、碳黑、滑石粉、硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或几种。

涂料由生产、罐装、运输、施工至最后形成漆膜整个过程均有机械力，必然将大量的空气带入乳胶体系中，大量的泡沫会使生产操作困难，设备利用率不足，导致颜料和填充料分散不充分，甚至无法生产下去。大量的泡沫会给施工时带来更严重的后果是给涂膜留下许多缺陷，如缩孔，针孔、火山口等漆膜弊病。一支有效的消泡剂在涂料体系中作用相当重要。

泡沫可理解为一个相当大量的不溶性气体分散在少量液体中的分散体，是需要在机械力的作用下才能形成。泡沫在本质上是不稳定的，有时由于液体本身热运动的作用足以使它破灭。一般认为消泡机理可分为以下四个过程：1、消泡剂吸附到泡沫的表面；2、消泡剂渗透到泡沫的表面；3、消泡剂在泡沫表面上扩散，并吸附表面活性剂；4、泡沫张力不平衡-破泡。

由消泡机理可知，消泡剂是低表面张力的液体，一般应具有以下特性：1、消泡剂的表面张力要小于需消泡液体自身的表面张力；2、在需要消泡的液体中的溶解度要尽量小；3、要有良好的分散性。4、不能与所要消泡的液体起反应，不能影响涂料中颜料的内聚力及乳液的稳定性。5、要有较强的扩散力。6、不能影响成品乳胶漆的性能。7、不能有不良气味。

作为优选技术方案，本发明的水性涂料组合物中的消泡剂可选用矿物油类、有机聚硅氧烷类中的一种或两种。

粉料的分散、润湿原理，一是分散剂吸附于粉料颗粒，将凝聚的粉料颗粒湿润；二是高分子分散剂吸附在粉料颗粒表面，增加颜料和填充料粒子间的表面电荷，提高粒子间的静电斥力，并有效增加了粒子间的空间位阻，使液体中粉料颗粒稳定的分散成为可能。根据分子结构划分，分散剂一般分为两大类：无机分散剂和有机分散剂。无机分散剂中以聚磷酸盐类居多，如六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、多聚磷酸钠和焦磷酸四钾。其作用的机理是通过氢键和化学吸附，起静电斥力稳定作用。其优点是对无机颜料和填充料分散效果好，但随pH值和温度的升高，多聚磷酸盐容易水解，对长期储存稳定性不佳。有机分散剂包括聚丙烯酸盐类，聚苯乙烯/顺丁烯二酸盐类、聚异丁烯/顺丁烯二酸盐类等。他们的特点是，在粉料表面产生强吸附或锚固作用，具有较长的分子链以形成空间位阻，链端具有水溶性，有的还辅有静电斥力，达到稳定的结果。

有机分散剂因其分子量不同，表现会有所不同；低分子量型分散剂具有一个或多个空间上相接近的极性基团，它们吸附在颜料表面，以空间屏蔽作用来稳定粉料粒子，从而使粘度下降，这类分散剂主要用于无机颜料，因无机颜料是离子型结构，有较高的表面极性，分散剂易于吸附。而有机颜料因其表面含C、H、O基团，无离子活性，所以往往用高分子量的分散剂，有较多的黏附基团吸附在有机颜料的表面，它可以在有机颜料上形成持久的吸附层。但分散剂的分子量太大易絮凝。所以选择分散剂的类型时应根据颜料和填充料类型而选择。

作为优选技术方案，本发明的水性涂料组合物中的分散剂选用的是聚丙烯酸钠盐、非离子界面活性剂中的一种或两种。

涂料与粘度密切相关。它有一个非常重要的特性就是触变性。触变性的特征在于静止时有某种很弱的网状结构形成，如聚合物间的氢键形成物理交联；以颜料粒子为桥由其极性吸附形成聚合物之间的“交联”都表现为增稠。粘度与剪切力则表现为触变性，施加了剪切力后粘度下降，即网状结构被破坏；一旦撤去剪切力，网状结构逐步恢复，粘度又上升。它是一个与时间和剪切力相关的假塑性现象。涂料理想的状态即是贮存时，有较高的粘度以更好地稳定整个体系；涂料施工时，需要较低的粘度以获得较好的施工流平性。这种触变性是需要依靠一个理想的流变增稠体系才能达到的，它可以很好地平衡这一静一动的粘度变化，即有较好的触变性。

作为优选技术方案，本发明的水性涂料组合物中的增稠剂选用的是非离子型聚氨酯类化合物。

防腐剂能够抑制涂料中的霉菌生长，使涂料保持质量稳定。作为优选技术方案，本发明所提供的防腐剂为异噻唑啉酮。其有效成分是2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物。

本发明提供的水性涂料的一种制备方法，包括下述步骤：

1）按比例配备聚合物乳液、十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、马来酸二正丁酯、丙烯酸羟乙酯、乙酸钠和过硫酸钾、疏水剂及具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂；

2）将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、马来酸二正丁酯、丙烯酸羟乙酯在聚合物乳液中共聚；

3）在2）所得物料中加入颜填料，消泡剂，分散剂，增稠剂，防腐剂，搅拌均匀；

3）在3）所得物料中加入疏水剂及具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂搅拌均匀后过滤即可。

本发明所提供的涂料业可以用常规的制备涂料的方法制得，不限于本发明所提供的制备方法。

本发明的水性涂料无毒无害，对环境污染小，符合环保要求；涂布后形成的涂层不仅光亮度高、坚韧、抗爆裂性能优秀，还具有优异的抗老化、耐候性，而且印刷适应性广，后续加工性能极佳，能快速高效地进行烫金加工，烫金效果好；同时由于本发明所提供的涂料具有非常好的疏水疏油性能，不干胶、污渍不易粘附在涂层上，涂层干后防粘贴性能优异。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

聚合物乳液可选用威海新元化工公司的氟硅改性丙烯酸酷乳液，固含量45%左右，玻璃化温度25℃。

疏水剂选用深圳海川化工利科技有限公司生产的型号为HF200的蜡乳液。

具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂选用杜邦公司生产的型号为FS-81的氟助剂。

实施例1

聚合物乳液80，甲基丙烯酸甲酯15，丙烯酸丁酯6，丙烯酸异辛酯2，马来酸二正丁酯3，丙烯酸羟乙酯1，十二烷基磺酸钠1.0，过硫酸钾0.4，乙酸钠0.2，疏水剂10，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂5，颜填料8份，消泡剂1.5份。利用本发明提供的制备方法制得涂料。

实施例2

聚合物乳液50，甲基丙烯酸甲酯10，丙烯酸丁酯9，丙烯酸异辛酯5，马来酸二正丁酯5，丙烯酸羟乙酯0.6，十二烷基磺酸钠0.3，过硫酸钾0.1，乙酸钠0.05，疏水剂1，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂2，消泡剂1份，分散剂0.3份，防腐剂0.1份。利用本发明提供的制备方法制得涂料。

实施例3

聚合物乳液65，甲基丙烯酸甲酯13，丙烯酸丁酯7，丙烯酸异辛酯3，马来酸二正丁酯6，丙烯酸羟乙酯0.8，十二烷基磺酸钠0.6，过硫酸钾0.2，乙酸钠0.1，疏水剂7，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂0.5，颜填料5份，消泡剂0.9份，分散剂1.2份，增稠剂2.0份，防腐剂0.02份。利用本发明提供的制备方法制得涂料。

对比例

对比例1、2、3分别为CN 101942256A中的实施例1、2、3。

按照耐沾污性的评估方法，漆膜白度下降率(%)

操作方法为：在平整的白卡纸上分别喷涂本发明实施例1~3及对比例1~3的水性涂料涂料1~2遍，漆膜养护7天后涂上相应的污染物，进行漆膜白度下降率计算。白度下降率越多，代表漆膜的耐污性能越差，具体的耐沾污性能及防粘贴性能如下表。

从表中可以看出，本发明所提供的防粘贴水性涂料具有较好的防粘贴性能和防污能力。

Claims

1.一种防粘贴水性涂料，其特征在于，包括以下重量份的成分：聚合物乳液50~80，甲基丙烯酸甲酯10~15，丙烯酸丁酯6～9，丙烯酸异辛酯2～5，马来酸二正丁酯3～6，丙烯酸羟乙酯0.6～1，十二烷基磺酸钠0.3～1.0，过硫酸钾0.1～0.4，乙酸钠0.05～0.2，疏水剂1~10，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂0.5~5。

2.根据权利要求1所述的水性涂料，其特征在于，包括以下重量份的成分：聚合物乳液60~70，甲基丙烯酸甲酯10~15，丙烯酸丁酯6～9，丙烯酸异辛酯3～5，马来酸二正丁酯3～5，丙烯酸羟乙酯0.6～1，十二烷基磺酸钠0.3～1.0，过硫酸钾0.1～0.4，乙酸钠0.05～0.2，疏水剂3~8，具有疏水疏油结构的氟改姓表面助剂3~5。

3.根据权利要求1或2所述的水性涂料，其特征在于，所述的聚合物乳液选自氟硅改性丙烯酸酯乳液、氟乳液和硅丙乳液中的一种；

优选地，所述的疏水剂为水溶性蜡乳液。

4.根据权利要求1~3任一项所述的水性涂料，其特征在于，还包括颜填料，消泡剂，分散剂，增稠剂，防腐剂中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1~3任一项所述的水性涂料，其特征在于，所述的颜填料5-8份，消泡剂0.5-1.5份，分散剂0.3-1.2份，增稠剂1.0-3.0份，防腐剂0.02-0.1份。

6.根据权利要求4或5所述的水性涂料，其特征在于，所述的颜填料可选用钛白粉、酞菁蓝、酞菁绿、碳黑、滑石粉、硅灰石粉、碳酸钙晶须中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求4或5所述的水性涂料，其特征在于所述的消泡剂可选用矿物油类、有机聚硅氧烷类中的一种或两种复合。

8.根据权利要求4或5所述的水性涂料，其特征在于所述的分散剂选用的是聚丙烯酸钠盐、非离子界面活性剂中的一种或二种。

9.根据权利要求4或5所述的水性涂料，其特征在于，所述的增稠剂选用的是非离子型聚氨酯类化合物。

10.根据权利要求4或5所述的水性涂料，其特征在于，所述的防腐剂为异噻唑啉酮。