CN102888161A - 环保水性高附着力pet预涂层涂料组合物及制备、用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物及制备、用途。该涂料组合物包括如下重量份数的各组分：水性树脂60～75份，助溶剂0～15份，去离子水0～20份，其中，助溶剂、去离子水的重量份数不同时为0份。优选地，水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯或水性丙烯酸和水性聚氨酯的混合物时，所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物还包括5～10重量份数的固化剂。本发明的预涂层涂料组合物具有以下优点：环保，低气味、低VOC；生产成本低，原料简单易得；与PET膜和UV涂料附着力好；是一种优良的UV光固化涂料如PET加硬液或者猫眼产品的预涂层涂料。
Description
技术领域
本发明涉及PET预涂层涂料领域，尤其涉及一种环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物及制备、用途。
背景技术
在电晕处理过的PET膜表面涂布一层透明的涂料，以提高UV光固化涂料如PET加硬液或猫眼涂料与PET膜的附着力，防止UV光固化涂料层脱落。
传统的现有PET预涂层涂料，一方面使用大量可挥发性有机溶剂，易产生大量挥发性有机物（VOCs），污染环境；另一方面，其采用双组份体系，需上机前预混合，生产操作繁琐，而且烘干时间需要1～2分钟，生产效率低。
上述种种因素制约了PET膜UV光固化涂料的应用，需要一款环保型的高附着力PET预涂层涂料。
发明内容
本发明的目的就是为了解决UV光固化涂料如PET加硬液或猫眼涂料与PET膜的附着力不好的问题，提供了一种安全无毒、成本低、附着力好的环保水性PET预涂层涂料组合物及其制备方法与用途。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
第一方面，本发明涉及一种环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包括以下重量份数的各组分：
水性树脂 60～75份，
助溶剂 0～15份，
去离子水 0～20份，
其中，助溶剂、去离子水的重量份数不同时为0份。
优选地，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯、丙烯酸改性水性聚氨酯中的一种或几种。
优选地，所述水性丙烯酸的玻璃化转变温度为30℃～105℃，分子量为5万～50万；所述水性聚氨酯的软化点温度为75℃～130℃，分子量为1万～10万。
优选地，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯或水性丙烯酸和水性聚氨酯的混合物时，所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物还包括5～10重量份数的固化剂。这是由于水性丙烯酸或水性聚氨酯含有可与固化剂作用的活性基团羟基，其与固化剂按一定比例复配后，可明显提高树脂与UV树脂的附着力；而丙烯酸改性水性聚氨酯，含有功能性的双键，经UV光固化后可以明显提高树脂与基材的附着力，而无需加入固化剂。
优选地，所述固化剂为氨基树脂或异氰酸酯中的一种或几种。
优选地，其特征在于，所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物还包括以下组分中的一种或几种：3～5重量份的成膜助剂、0.1～0.4重量份的润湿剂、0.1～0.2重量份的防粘剂、0.1～0.2重量份的消泡剂。
优选地，所述助溶剂为乙醇、异丙醇中的一种或两种。
优选地，所述成膜助剂为正丁醇、丙二醇醚、十二碳醇酯中的一种或几种。
优选地，所述润湿剂为阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂中的一种或几种。
优选地，所述阴离子型润湿剂为聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐、六偏磷酸钠中的一种或几种；所述非离子型润湿剂为聚氧乙烯烷基醚、乙炔乙二醇、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的一种或几种。
优选地，所述防粘剂为聚硅氧烷、矿物油类中的一种或两种。本专利中其还被用于提高涂层表面滑爽度。
优选地，所述消泡剂为改性聚硅氧烷、改性硅酮类、酯类、矿物油类中的一种或几种。
第二方面，本发明还涉及一种前述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
A、将所述水性树脂投入反应釜中，控制搅拌速度为400～500转/分钟，低速搅拌均匀；
B、将所述助溶剂、去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下加入到反应釜中，控制搅拌速度为400～500转/分钟，低速搅拌均匀,即得所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
优选地，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯或水性丙烯酸和水性聚氨酯的混合物时，步骤A是将5～10重量份的固化剂和所述水性树脂依次投入反应釜中，所述固化剂为氨基树脂或异氰酸酯中的一种或几种。
优选地，所述步骤B是将3～5重量份的成膜助剂和所述助溶剂、去离子水混合均匀后加入反应釜的；所述步骤B中低速搅拌均匀后还包括如下步骤：向反应釜中依次加入0.1～0.4重量份的润湿剂、0.1～0.2重量份的防粘剂，控制搅拌速度为600～800转/分钟，中速搅拌均匀，再向反应釜中加入0.1～0.2重量份的消泡剂，控制搅拌速度为900～1200转/分钟，高速搅拌30～40min，使混合均匀。
第三方面，本发明还涉及一种前述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的用途，将所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释，用钢辊或陶瓷辊涂布到PET薄膜上，经温度100℃～120℃、时间10s～15s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布UV光固化涂料。在上述烘干温度、时间下，本发明的预涂层涂料组合物能够更好的用以提高UV光固化涂料与PET膜之间的附着力。
优选地，所述稀释采用的稀释剂为质量比为1:1的乙醇和水的混合溶液。
与现有技术相比，本发明以水为主要分散介质，采用单组份树脂，具有如下有益效果：
1、环保：以水性树脂为主要成膜物质，基本不含有机溶剂，挥发性有机物（VOCs）含量极低，气味极低；
2、应用工艺简单、应用成本低：采用单组份树脂，不需要上机前预混合，操作简单；
3、烘干只需10～15s，较现有预涂层1～2分钟的烘干时间，效率大大提升。
4、PET膜表面只需涂布0.5～1微米厚的预涂层后，再涂布PET加硬液，有氧固化后，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次不脱落。
5、PET膜表面只需涂布10～50纳米厚的预涂层后，再涂布猫眼涂料，附镍板无氧固化后，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次不脱落。
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。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中，选用的水性丙烯酸的玻璃化转变温度为30℃～105℃，分子量为5万～50万；选用的水性聚氨酯的软化点温度为75℃～130℃，分子量为1万～10万。
实施例1
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂投入反应釜中，并低速400转/分钟搅拌10min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水、成膜助剂混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速400转/分钟搅拌10min，使混合均匀；
（4）向反应釜中依次加入润湿剂、防粘剂，中速700转/分钟搅拌15min；
（5）向反应釜中加入消泡剂，高速1200转/分钟搅拌40分钟，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释到10%～20%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度110℃～120℃、时间10s～12s连续烘干，固化成膜，然后500mJ/cm2能量进行UV固化，再涂布PET加硬液UV光固化涂料，通过300mJ/cm2能量进行UV固化，如此，PET加硬液涂料与PET膜之间的附着力得到了明显提高。经测试未涂预涂层时，PET加硬液涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，附着力明显变好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次PET加硬液涂层也不会脱落。
实施例2
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂和固化剂依次投入反应釜中，并低速400转/分钟搅拌5min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水、成膜助剂混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速400转/分钟搅拌20min，使混合均匀；
（4）向反应釜中加入润湿剂，中速600转/分钟搅拌10min；
（5）向反应釜中加入消泡剂，高速1000转/分钟搅拌30分钟，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保型水性高附着力PET预涂层涂料按涂布量要求稀释到1%～5%的固含量，用250目陶瓷辊涂布到PET薄膜上，经温度100℃～110℃、时间12s～15s烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布PET加硬液UV光固化涂料，提高猫眼涂料与PET膜之间的附着力。经测试未涂预涂层时，猫眼涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，附着力明显变好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次猫眼涂层也不会脱落。
实施例3
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂投入反应釜中，并低速450转/分钟搅拌7min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速450转/分钟搅拌15min，使混合均匀；
（4）向反应釜中加入防粘剂，中速800转/分钟搅拌20min；
（5）向反应釜中加入消泡剂，高速900转/分钟搅拌35分钟，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释到15%～25%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度110℃～120℃、时间10s～13s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布猫眼涂料UV光固化涂料，提高猫眼涂料与PET膜之间的附着力。经测试未涂预涂层时，猫眼涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，由于涂料中未加入交联所需固化剂，附着力变好不明显，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯4次便会脱落。
实施例4
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂和固化剂依次投入反应釜中，并低速500转/分钟搅拌8min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水、成膜助剂混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速500转/分钟搅拌18min，使混合均匀；
（4）向反应釜中依次加入润湿剂、防粘剂，中速700转/分钟搅拌35min，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释到10%～15%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度115℃～120℃、时间13s～15s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布PET加硬液UV光固化涂料，提高PET加硬液涂料与PET膜之间的附着力。经测试未涂预涂层时，PET加硬液涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，附着力明显变好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次PET加硬液涂层也不会脱落。
实施例5
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂投入反应釜中，并低速500转/分钟搅拌8min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速500转/分钟搅拌18min，使混合均匀，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释到10%～15%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度115℃～120℃、时间13s～15s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布PET加硬液UV光固化涂料，提高PET加硬液涂料与PET膜之间的附着力。经测试未涂预涂层时，PET加硬液涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，附着力明显变好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次PET加硬液涂层也不会脱落。
实施例6
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，包含表1所示的组分及重量份数。其制备方法包括以下步骤：
（1）按照表1所示的各组分及含量（重量份）备料：
（2）将水性树脂和固化剂依次投入反应釜中，并低速500转/分钟搅拌8min，使混合均匀；
（3）把助溶剂、去离子水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速500转/分钟搅拌18min，使混合均匀，得到环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
本实施例的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物作为UV光固化涂料PET加硬液预涂层的应用，具体如下：
将得到的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释到10%～15%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度115℃～120℃、时间13s～15s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布PET加硬液UV光固化涂料，提高PET加硬液涂料与PET膜之间的附着力。经测试未涂预涂层时，PET加硬液涂层可用3M胶带轻松扯落；而涂布预涂层后，附着力明显变好，经百格刀法测试，用3M胶带拉扯5次PET加硬液涂层也不会脱落。
对比例1
本实施例的PET预涂层涂料，为市场上现有溶剂型产品，采用聚酯树脂与异氰酸酯固化剂复配体系。其使用方法包括以下步骤：
（1）将溶剂乙酯、丁酮按质量比1:1投入反应釜中，再投入聚酯树脂，并低速500转/分钟搅拌30min，使混合均匀；
（2）向反应釜中加入异氰酸酯固化剂，低速600转/分钟搅拌20min，使混合均匀。
本实施例的溶剂型产品作为UV光固化涂料猫眼涂料预涂层的应用，具体如下：
将得到的溶剂型产品按涂布量要求稀释到10%～20%的固含量，用200目钢辊涂布到PET薄膜上，经温度110℃～120℃、时间1min～2min连续烘干，固化成膜，再涂布猫眼涂料UV光固化涂料，提高猫眼涂料与PET膜之间的附着力。采用百格刀法测试，用3M胶带拉扯2次，便可将涂层扯落。
表1实施例1～6的组分及其重量份数
综上所述，本发明的预涂层涂料组合物环保，低气味、低VOC；生产成本低，原料简单易得；与PET膜和UV涂料附着力好；是一种优良的UV光固化涂料如PET加硬液或者猫眼产品的预涂层涂料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (17)
1.一种环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
水性树脂 60～75份，
助溶剂 0～15份，
去离子水 0～20份，
其中，助溶剂、去离子水的重量份数不同时为0份。
2.根据权利要求1所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯、丙烯酸改性水性聚氨酯中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述水性丙烯酸的玻璃化转变温度为30℃～105℃，分子量为5万～50万；所述水性聚氨酯的软化点温度为75℃～130℃，分子量为1万～10万。
4.根据权利要求2所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯或水性丙烯酸和水性聚氨酯的混合物时，所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物还包括5～10重量份数的固化剂。
5.根据权利要求4所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述固化剂为氨基树脂或异氰酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物还包括以下组分中的一种或几种：3～5重量份的成膜助剂、0.1～0.4重量份的润湿剂、0.1～0.2重量份的防粘剂、0.1～0.2重量份的消泡剂。
7.根据权利要求6所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、异丙醇中的一种或两种。
8.根据权利要求6所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述成膜助剂为正丁醇、丙二醇醚、十二碳醇酯中的一种或几种。
9.根据权利要求6所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述润湿剂为阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述阴离子型润湿剂为聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐、六偏磷酸钠中的一种或几种；所述非离子型润湿剂为聚氧乙烯烷基醚、乙炔乙二醇、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的一种或几种。
11.根据权利要求6所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述防粘剂为聚硅氧烷、矿物油类中的一种或两种。
12.根据权利要求6所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物，其特征在于，所述消泡剂为改性聚硅氧烷、改性硅酮类、酯类、矿物油类中的一种或几种。
13.一种如权利要求1所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将所述水性树脂投入反应釜中，控制搅拌速度为400～500转/分钟，低速搅拌均匀；
B、将所述助溶剂、去离子水混合均匀后，在搅拌的状态下加入到反应釜中，控制搅拌速度为400～500转/分钟，低速搅拌均匀,即得所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物。
14.根据权利要求13所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述水性树脂为水性丙烯酸、水性聚氨酯或水性丙烯酸和水性聚氨酯的混合物时，步骤A是将5～10重量份的固化剂和所述水性树脂依次投入反应釜中，所述固化剂为氨基树脂或异氰酸酯中的一种或几种。
15.根据权利要求13所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤B是将3～5重量份的成膜助剂和所述助溶剂、去离子水混合均匀后加入反应釜的；所述步骤B中低速搅拌均匀后还包括如下步骤：向反应釜中依次加入0.1～0.4重量份的润湿剂、0.1～0.2重量份的防粘剂，控制搅拌速度为600～800转/分钟，中速搅拌均匀，再向反应釜中加入0.1～0.2重量份的消泡剂，控制搅拌速度为900～1200转/分钟，高速搅拌30～40min，使混合均匀。
16.一种如权利要求1～12中任一项所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的用途，其特征在于，将所述环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物按涂布量要求稀释，用钢辊或陶瓷辊涂布到PET薄膜上，经温度100℃～120℃、时间10s～15s连续烘干，固化成膜，然后UV固化，再涂布UV光固化涂料。
17.根据权利要求16所述的环保水性高附着力PET预涂层涂料组合物的用途，其特征在于，所述稀释采用的稀释剂为质量比为1:1的乙醇和水的混合溶液。
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