CN102964535A - 一种用于耐碱性酒标涂层的复合乳液的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

一种用于耐碱性酒标涂层的复合乳液的制备方法及其应用，该方法包括如下步骤：（1）丙烯酸或甲基丙烯酸单体、烯烃类单体和引发剂混合备用；（2）环氧树脂和打底溶剂加入反应釜中，在110～150℃温度下溶解，把温度调节至140℃；（3）混合单体在80～150℃温度下滴加到反应釜中，滴加时间控制在2～5小时，（4）降温至90℃，加入中和剂，pH值控制在6.5～8.5；（5）降温至60℃，加水自乳化，得固含量为40wt%的核壳型环氧/丙烯酸复合乳液。该复合乳液与颜填料和助剂复配后用于水性酒标涂层，所述涂层具有很高的耐碱性。

Description

一种用于耐碱性酒标涂层的复合乳液的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及涂料工业领域，具体地说，涉及一种酒标涂层，也就是涉及一种耐碱性能优良的乳液型酒标涂层，这是一种水性核壳型聚氨酯环氧/丙烯酸树脂乳液涂料，本发明涉及其制备和应用。

背景技术

酒标最初是用普通白纸印制的，随着科学技术的进步及市场的拓展，用于酒标的材料也越来越广泛，如铜版纸、铝箔复合纸、镀铝纸和透明不干胶等。具有高光泽度、良好的印刷性能和不容易变形等优点的铜版纸是目前最为常用的酒标制造材料。但是，这种材料具有一定缺陷，如不防潮，受潮后纸面会产生霉斑，还可能引起纸面掉粉。以纸张为基材，与铝箔复合在一起的铝箔复合纸是档次稍高的防水酒标材料。这种复合产品强化了纸张自身的强度、挺度、平滑度和光泽度，但也存在一定的缺陷，如不易粘贴，而且平整度差，易起翘。因而，一种比铝箔复合纸具有更佳的实用性能、环保性能和防伪性能的镀铝纸应运而生。镀铝纸主要由原纸、铝层和涂层组成，平滑度和柔韧性良好，铝层牢度高，具有较好的金属质感，并且可以回收。若能解决卷曲问题，镀铝纸防水酒标的应用市场将进一步扩大。

对于这类镀铝纸，目前主要的应用涂层材料是溶剂型涂层，该涂层的烘干工艺参数通常为85℃，30min，其漆膜厚约1μm，由于这样的工艺及其涂层性能决定了涂层原液的固含量很低，一般在20%~30%左右，原液里有70%~80%的是溶剂。国外的酒标纸涂层装置一般是在密闭器械中实现，备有溶剂回收装置。而国内由于种种原因，涂层装置都没有配备溶剂回收装置，而是将溶剂大量排放在自然环境中。显然，这会对环境及人类产生很大危害，而且由于酒标原液所使用的溶剂大多数是低沸点溶剂，闪点低，生产时容易发生爆炸，尤其是在气温较高的时候，这对生产商及操作工的危害性很大。

因而，国内的高档酒标纸市场迫切需要一种能替代溶剂型涂层原液的水性涂层。目前，低档的酒标涂层有部分被水性涂料替代，但高档的酒标纸，由于其特殊的性能要求，其涂层必需具有高温耐碱性：洗标时涂层不能脱落，这就要求涂层具有更好的抗碱油墨保留性，做到标脱而墨不脱，保持洗瓶机的清洁。这对单组分水性树脂来讲是很难达到的一个要求。由于这要求苛刻，目前，高档酒标纸涂层还没有能替代溶剂型涂层的水性化产品，该市场现仍是空白状态，因此，为满足环境保护的需要，开发性能优异的耐碱性水性酒标涂层具有重要的意义

发明内容

本发明旨在提供一种具有优良耐碱性能的水性酒标涂层，包括它的制造方法及其应用。所提供的涂层是一种核壳型的环氧/丙烯酸复合型的水性乳液涂层，可用以代替目前沿用的溶剂型聚酯制备的酒标涂层，并可降低环境污染。

也就是说，本发明的第一个目的是提供一种用于酒标涂层的复合型乳液的的制备方法，其次是这种涂层的应用。所述制备方法的特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）丙烯酸或甲基丙烯酸单体（占合成单体质量总量的1～20%）、烯烃类单体（占合成单体质量总量的10～90%）和引发剂（合成单体质量总量的1～20%）混合备用；

（2）环氧树脂和打底溶剂加入反应釜中，在110～150℃温度下溶解，直至树脂完全溶解后，把温度调节至140±2℃；

（3）混合单体在80～150℃温度下滴加到反应釜中，滴加时间控制在2～5小时，滴加完后保温4小时；

（4）降温至90℃，加入中和剂中和，pH值控制在6.5～8.5；

（5）降温至60℃，加水自乳化，得固含量为40wt%左右的核壳型环氧/丙烯酸复合乳液。

在上述制备方法中，所述的环氧树脂是分子量为1000-4000的多元醇大分子，可以选自Shell公司出品的1009、1007、1004、南亚公司出品的909、907、904多元醇大分子中的一种或几种；环氧树脂用量为原料质量总量的20～30wt%。

所用打底溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、12醇酯、乙醇、丙二醇丁醚、异丙醇、丁醇，S100溶剂油，S150溶剂油中的一种或几种；打底溶剂用量为原料质量总量的25～35wt%。

所用烯烃类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、叔碳酸乙烯酯VV-10和醋酸乙烯中的一种或几种。

所用引发剂选自偶氮类化合物：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、或过氧化物：过氧化苯甲酰、二异丙苯过氧化物、二叔丁基过氧化物中的一种或几种。

所用中和剂选自N’，N‘-二甲基乙醇胺，三乙胺，氨水，AMP95中的一种或几种；其中AMP95为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

按本发明方法制备的复合乳液与颜填料和助剂复配后可作为水性酒标涂层应用，所述涂层具有很高的耐碱性。本发明所述的乳液体系优先选用本领域技术人员熟知的颜填料和助剂，并可以配制成低VOC含量的水性酒标涂层。

本发明的有益效果是：降低涂层中溶剂的使用，降低VOC的排放，节约能源，净化作业环境，减少环境污染。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步具体说明，但本发明决不局限于这些实施例。

各实施例中所述的核壳型环氧/丙烯酸复合乳液的配合组分及配比如表1所示。

表1

实施例1

在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的1000ml三口烧瓶中加入Shell公司出品的1009环氧树脂和丙二醇丁醚溶剂。在不断搅拌下缓慢加热，温度升至140℃并保温3小时后，得到透明的环氧树脂溶液。将烧瓶中溶剂升温至110℃后滴加混合单体（配方见表1），约2.5h滴加完毕。保持温度3h时左右，降温至60℃左右，加入胺中和剂中和至体系pH值为7左右，继续搅拌0.5h，得到固含量为40％的乳白色核壳型环氧/丙烯酸酯复合乳液。

实施例2

制备过程同实施例1，配方中Shell公司出品的1009环氧树脂全部或部分换成等当量的南亚公司出品的909树脂。根据国标测定，这时所得的是固含量为40%的乳白色核壳型环氧/丙烯酸酯复合乳液。

实施例3

制备过程同实施例1，配方中Shell公司出品的1009环氧树脂全部或部分替换成等当量的南亚公司出品的907树脂。根据国标测定，这时所得的是固含量为40%的乳白色核壳型环氧/丙烯酸酯复合乳液。

实施例4

制备过程同实例1，配方中丙二醇丁醚替换成等重量的乙二醇丁醚。根据国标测定，这时所得的是固含量为40%的乳白色核壳型环氧/丙烯酸酯复合乳液。

实施例5

用实施例1所制得的核壳型环氧/丙烯酸酯复合乳液100g，助剂5g配制成漆料，用于酒标纸张涂层，80℃，烘干时间为30min，得到的纸张涂层性能如表2所示。

表2

Claims (7)

1.一种用于耐碱性酒标涂层的复合乳液的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）占合成单体质量总量的1～20%丙烯酸或甲基丙烯酸单体、占合成单体质量总量的10～90%烯烃类单体和占合成单体质量总量的1～20%引发剂混合备用；

（2）环氧树脂和打底溶剂加入反应釜中，在110～150℃温度下溶解，直至树脂完全溶解后，把温度调节至140±2℃；

（3）混合单体在80～150℃温度下滴加到反应釜中，滴加时间控制在2～5小时，滴加完后保温4小时；

（4）降温至90℃，加入中和剂中和，pH值控制在6.5～8.5；

（5）降温至60℃，加水自乳化，得固含量为40wt%的核壳型环氧/丙烯酸复合乳液。

2.根据权利要求1所述的复合乳液的制备方法，其特征在于：所述的环氧树脂是分子量为1000-4000的多元醇大分子，选自Shell公司出品的1009、1007、1004、南亚公司出品的909、907、904多元醇大分子中的一种或几种；环氧树脂用量为原料质量总量的20～30wt%。

3.根据权利要求1或2所述的复合乳液的制备方法，其特征在于：所述的打底溶剂选自乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、12醇酯、乙醇、丙二醇丁醚、异丙醇、丁醇，S100溶剂油，S150溶剂油中的一种或几种；打底溶剂用量为原料质量总量的25～35wt%。

4.根据权利要求1或2所述的复合乳液的制备方法，其特征在于：所述的烯烃类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、叔碳酸乙烯酯VV-10和醋酸乙烯中的一种或几种。

5.根据权利要求1或2所述的复合型乳液的制备方法，其特征在于：所述的引发剂选自偶氮类化合物或过氧化物：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、二异丙苯过氧化物、二叔丁基过氧化物中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的复合乳液的制备方法，其特征在于：所述的中和剂选自N’，N‘-二甲基乙醇胺，三乙胺，氨水，AMP95中的一种或几种；其中AMP95为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

7.一种按照权利要求1、2、3、4或5所述的制备方法制得的复合乳液的应用，其特征在于，该复合乳液与颜填料和助剂复配后用于水性酒标涂层，所述涂层具有很高的耐碱性。