CN103360934A - 一种水性哑银转移涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水性哑银转移涂料，包括：60wt%～85wt%的水性聚氨酯，10wt%～30wt%的去离子水，1wt%～4wt%的消泡剂，1.5wt%～5.0wt%的气相氧化铝，0.5wt%～1.5wt%的润湿分散剂，1.0wt%～3.0wt%的防腐剂。本发明通过在水性哑银转移涂料中添加气相氧化铝，其在涂膜表面能够形成凹凸不平的微粗糙面，当光入射时形成漫反射，涂膜就变成了无光或哑光的状态，从而达到消光的目的，同时由于气相氧化铝的孔径较小且高孔隙率，使涂膜色相均匀单一。

Description

一种水性哑银转移涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性哑银转移涂料及其制备方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对包装盒的包装纸提出了新的要求。消费者觉察出高光泽的涂料成膜后反光比较严重，对人的眼睛伤害较大；同时消费者的审美观念越来越倾向于休闲、时尚和个性化。因此需要不同光泽的涂料形成不同的产品以满足人们不同的需求。高档的哑银涂料以其自然、高贵、典雅、金属质感，吸引了广大消费者。另外，哑银涂层的表面可遮蔽轻微的漆膜缺陷，使外观均匀一致，因此受到涂料制造商和消费者的欢迎。针对所制备的转移涂料的特性，选用合适的消光剂以达到预期的效果，则对光泽的控制是转移涂料的重要性能指标。

目前常见的消光剂主要有三类：金属皂、蜡和功能性体质填料。金属皂以非常细的颗粒悬浮分散在涂料中，成膜时在表面产生微观粗糙度，降低涂膜光反射，但是其与水性树脂的极性相差太大，难以溶于水性涂料中；蜡在涂膜干燥过程中，由于“漂浮效应”在涂膜表面形成一层粗糙面，起到消光作用。消光蜡的主要成分是低分子聚乙烯、聚丙烯等，能赋予涂膜良好的耐擦伤和手感，但是它在水性树脂中很难分散，不能直接使用。功能性体质填料属于无机消光剂，由于密度轻，会浮于涂膜表面，形成微粗糙面，从而起到消光作用。目前主要使用白炭黑二氧化硅作为消光剂，由于白炭黑的粒径较大，起到的消光效果反而使产品发暗发黑，造成色相偏差。因此，本发明提供了一种水性哑银转移涂料。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种水性哑银转移涂料，本发明的水性哑银转移涂料能够解决色相偏差的问题。

有鉴于此，本发明提供了一种水性哑银转移涂料，包括：

水性聚氨酯         60wt%～85wt%；

去离子水           10wt%～30wt%；

消泡剂             1wt%～4wt%；

气相氧化铝         1.5wt%～5.0wt%；

润湿分散剂         0.5wt%～1.5wt%；

防腐剂             1.0wt%～3.0wt%。

优选的，所述水性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

A）将异佛尔酮二异氰酸酯与聚酯二元醇反应，得到预聚体；

B）将所述预聚体、醇类扩链剂与亲水性扩链剂混合后进行扩链反应；

C）将步骤B）得到的化合物、成盐剂与水混合，反应后得到水性聚氨酯。

优选的，所述聚酯二元醇为聚己内酯二醇，所述醇类扩链剂为1,4-丁二醇，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸，所述成盐剂为三乙胺。

优选的，所述水性聚氨酯的含量为62wt%～80wt%。

优选的，所述气相氧化铝的含量为1.8wt%～4.5wt%。

优选的，所述去离子水的含量为15wt%～28wt%。

优选的，所述润湿分散剂的含量为0.8wt%～1.2wt%。

本发明还提供了所述的水性哑银转移涂料的制备方法，包括以下步骤：

将气相氧化铝、酒精与去离子水混合，得到哑浆；

将所述哑浆、水性聚氨酯、消泡剂、润湿分散剂与防腐剂混合，得到水性哑银转移涂料。

优选的，所述气相氧化铝的粒径为10～15nm。

本发明提供了一种水性哑银转移涂料，包括：60wt%～85wt%的水性聚氨酯，10wt%～30wt%的去离子水，1wt%～4wt%的消泡剂，1.5wt%～5.0wt%的气相氧化铝，0.5wt%～1.5wt%的润湿分散剂，1.0wt%～3.0wt%的防腐剂。本发明通过在水性哑银转移涂料中添加气相氧化铝，其在涂膜表面能够形成凹凸不平的微粗糙面，当光入射时形成漫反射，涂膜就变成了无光或哑光的状态，从而达到消光的目的，同时由于气相氧化铝的孔径较小且高孔隙率，使涂膜色相均匀单一。本发明还在涂料中添加了水性聚氨酯，使涂料具有安全环保性，同时由于添加其他组分，使水性哑银转移涂料具有良好的适用性。本发明还提供了水性哑银转移涂料的制备方法，首先制备了哑浆使气相氧化铝在涂料中能够分散均匀，从而也能保证涂料的涂膜色相均匀单一。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种水性哑银转移涂料，包括：

水性聚氨酯         60wt%～85wt%；

去离子水           10wt%～30wt%；

消泡剂             1wt%～4wt%；

气相氧化铝         1.5wt%～5.0wt%；

润湿分散剂         0.5wt%～1.5wt%；

防腐剂             1.0wt%～3.0wt%。

本发明在水性哑银转移涂料中添加了气相氧化铝，气相氧化铝在水性转移涂料中的消光作用是在涂膜干燥过程中逐步实现的。气相氧化铝颗粒均匀分布在水性转移涂料体系中，涂料涂布于PET基膜表面，初始湿膜较厚，氧化铝颗粒分布于涂膜的中下部，其表面呈镜膜流平状态，当光照射时入射光绝大部分被反射出来，光泽很好且很高。随着水分挥发，涂膜逐渐收缩变薄，打破了氧化铝颗粒在湿膜中的分散平衡，同时由于氧化铝颗粒粒径小，逐渐上升至涂膜表面，形成凹凸不平的微粗糙面，当光入射时形成漫反射，涂膜就变成了无光或哑光的状态，从而达到消光的目的。本发明所述气相氧化铝按照本领域技术人员熟知的方式制备即可，本发明没有特别的限制。亲水性的气相氧化铝在水性哑银转移涂料中带正电荷，具有较好的水溶性，因此水性哑银转移涂料中的气相氧化铝在后期不会出现沉淀的现象，分散性较好。所述气相氧化铝的含量为1.5wt%～5.0wt%，优选为1.8wt%～4.5wt%，更优选为2.0wt%～4.2wt%，最优选为2.5wt%～3.5wt%。本发明适当的调节气相氧化铝的含量，使涂料具有较好的粘度。

按照本发明，为了使气相氧化铝能够分散较好，具有较好的消光效果，本发明以去离子水作为溶剂来分散消光剂气相氧化铝。所述去离子水的含量为10wt%～30wt%，优选为13wt%～29wt%，更优选为15wt%～28wt%，最优选为18wt%～25wt%。为了能够更好地便于气相氧化铝在去离子水中的分散，本发明在涂料中添加了润滑分散剂。所述润滑分散剂优选由迪高公司提供的Dispersed740润滑剂。所述润滑分散剂的含量为0.5wt%～1.5wt%，优选为0.8wt%～1.2wt%。

本发明中所述水性聚氨酯可以为目前存在的水性聚氨酯，但是为了使本发明所述水性哑银转移涂料具有较好的安全环保性，本发明所述水性聚氨酯优选按照如下方法制备：

A）将异佛尔酮二异氰酸酯与聚酯二元醇反应，得到预聚体；

B）将所述预聚体、醇类扩链剂与亲水性扩链剂混合后进行扩链反应；

C）将步骤B）得到的化合物、成盐剂与水混合，反应后得到水性聚氨酯。

在制备水性聚氨酯的过程中，首先将多异氰酸酯与聚酯二元醇反应，得到预聚体，为了使多异氰酸酯与聚酯二元醇反应充分，在此过程中加入催化剂，所述催化剂优选为辛酸亚锡，所述反应的温度优选为80～140℃，时间优选为2～3h。在得到预聚体后，将预聚体降温后与所述亲水性扩链剂、醇类扩链剂进行扩链反应，所述扩链反应的时间优选为4～8h，随后与所述成盐剂、水混合，并加入N-甲基吡咯烷酮调整粘度，即得到水性聚氨酯。本发明制备水性聚氨酯所用原料的质量配比分别为：10%～18%的异佛尔酮二异氰酸酯，16%～22%的聚酯二元醇，1.0%～1.5%的醇类扩链剂，1.0%～2.0%的亲水性扩链剂，1.2%～2.5%的成盐剂，0.02%～0.05%的催化剂，5.0%～9.0%的N-甲基吡咯烷酮，50%～65%的去离子水。

本发明所述水性聚氨酯的制备方法采用内乳化法，即分子链含有亲水基团，无需外加乳化剂，在制备过程中首先采用异佛尔酮二异氰酸酯与聚酯二元醇合成带有-NCO端基的预聚体，然后加入醇类扩链剂与亲水性扩链剂进行扩链反应，最后将其分散于溶有三乙胺的水中，扩链得到高分子量的水性聚氨酯。由于在聚氨酯高分子中引入了亲水基团，从而使其能够溶于水，因而将其作为水性哑银转移涂料的水分散体，能够在去离子水中分散均匀。上述聚酯二元醇优选为聚己内酯二醇，所述醇类扩散剂优选为1，4-丁二醇，所述亲水性扩散剂优选为二羟甲基丙酸，所述成盐剂优选为三乙胺。所述水性聚氨酯的含量为60wt%～85wt%，优选为62wt%～80wt%，更优选为65wt%～78wt%，最优选为70wt%～75wt%。

本发明在所述水性哑银转移涂料中添加了消泡剂，以消除所述涂料中的泡沫。所述消泡剂中还包括脱泡剂。所述消泡剂的含量为1wt%～4wt%，优选为1.5wt%～3.8wt%，更优选为2.0wt%～3.5wt%。按照本发明，所述消泡剂优选由迪高公司提供的0.5wt%～2.5wt%的Foamex822消泡剂和0.5wt%～1.5wt%的Airex902w脱泡剂。本发明还在水性哑银转移涂料中添加了防腐剂，所述防腐剂的含量为1.0wt%～3.0wt%，优选为1.2wt%～2.8wt%，更优选为1.5wt%～2.5wt%。所述防腐剂优选为新科O2C防腐剂。

本发明还提供了水性哑银转移涂料的制备方法，包括以下步骤：

将气相氧化铝、酒精与去离子水混合，得到哑浆；

将所述哑浆、水性聚氨酯、消泡剂、润湿分散剂与防腐剂混合，得到水性哑银转移涂料。

按照本领域常规的水性哑银转移涂料的制备方法，是直接将消光剂与其他组分混合，但是由于水性涂料的浸润性差，消光剂直接加入难于分散，需要更长的分散时间，可能会使稳定性差的水性涂料产生凝聚物甚至破乳，因此本发明首先制备了哑浆，该方法只需在较短时间内将消光剂分散均匀。本发明在制备哑浆的过程中，将气相氧化铝、酒精与去离子水混合，得到哑浆。所述去离子水与酒精的质量比优选为1:1。

消光剂的平均粒径及孔隙率对水性转移涂料的消光效果具有非常重要的影响。本发明所述气相氧化铝的粒径优选为10～15nm，平均粒径越大，涂膜表面粗糙度越大，消光性能越好，但太粗的颗粒会影响感观和手感；太细又会增加涂料的粘度，虽然超细的消光剂会增加水性涂料的粘度，但是气相氧化铝的孔隙率较高，适当控制消光剂的添加量，能够适当控制水性哑银转移涂料的粘度。

按照本发明，所述哑浆制备完成后，则将所述哑浆、水性聚氨酯、消泡剂、防腐剂与润滑分散剂混合，从而得到水性哑银转移涂料。为了使所述气相氧化铝与水性聚氨酯分散均匀，作为优选方案，将所述哑浆添加到所述水性聚氨酯中，采用分散机高速搅拌1～2h后，再加入消泡剂、防腐剂与润滑分散剂搅拌0.5h～1h，得到水性哑银转移涂料。

本发明提供了一种水性哑银转移涂料，包括：60wt%～85wt%的水性聚氨酯，10wt%～30wt%的去离子水，1wt%～4wt%的消泡剂，1.5wt%～5.0wt%的气相氧化铝，0.5wt%～1.5wt%的润湿分散剂，1.0wt%～3.0wt%的防腐剂。本发明通过在水性哑银转移涂料中添加气相氧化铝，其在涂膜表面能够形成凹凸不平的微粗糙面，当光入射时形成漫反射，涂膜就变成了无光或哑光的状态，从而达到消光的目的，同时由于气相氧化铝的孔径较小且高孔隙率，使涂膜色相均匀单一。本发明还在涂料中添加了水性聚氨酯，使涂料具有安全环保性，同时由于添加其他组分，使水性哑银转移涂料具有良好的适用性。另外，亲水性的气相氧化铝带正电荷，具有较好的水溶性，因此使水性哑银转移涂料具有良好的均匀性。本发明还提供了水性哑银转移涂料的制备方法，首先制备了哑浆从而使气相氧化铝在涂料中能够分散均匀，从而保证了涂料的性能。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的水性哑银转移涂料及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将220g的聚己内酯二醇在130℃的条件下，蒸馏2h后降至室温，加入100g的异佛尔酮二异氰酸酯及3g的辛酸亚锡在80～140℃之间反应2～3h，降温后加入10g二羟甲基丙酸与12g1,4-丁二醇，继续反应4～8h，随后降温并加入成盐剂12g三乙胺与53gN-甲基吡咯烷酮，最后加入590g去离子水进行扩链，得到水性聚氨酯。

实施例2

将160g的聚己内酯二醇在130℃的条件下，蒸馏2h后降至室温，加入120g的异佛尔酮二异氰酸酯及4g的辛酸亚锡在80～140℃之间反应2～3h，降温后加入18g二羟甲基丙酸与14g1,4-丁二醇，继续反应4～8h，随后降温并加入成盐剂18g三乙胺与53gN-甲基吡咯烷酮，最后加入613g去离子水进行扩链，得到水性聚氨酯。

实施例3

将平均粒径为10～15nm的气相氧化铝3g，加入到22g酒精和22g去离子水的混合溶剂中，充分搅拌10min后，得到糊状哑浆，然后添加70g由实施例1制备的聚氨酯水分散体溶液，使用分散机高速搅拌1h，随后添加1gFoamex822消泡剂、0.8gAirex902w脱泡剂、1.5gDispers740润滑分散剂和1.7g防腐剂继续搅拌0.5h，使用3#涂氏杯测量粘度，保证粘度在15～30s之间，得到水性哑银转移涂料。采用工业中常用的测试方法对水性转移涂料的物理性能进行测试，测试结果如表1所示。

实施例4

将平均粒径为10～15nm的气相氧化铝5g，加入到27g酒精和27g水的混合溶剂中，充分搅拌10min后，得到糊状哑浆，然后添加到60g由实施例2制备的聚氨酯水分散体溶液，使用分散机高速搅拌1h，随后添加2.5gFoamex822消泡剂、1.5gAirex902w脱泡剂、1gDispers740润滑分散剂和3g防腐剂继续搅拌0.5h，使用3#涂氏杯测量粘度，保证粘度在15～30s之间，得到水性哑银转移涂料。采用工业中常用的测试方法对水性转移涂料的物理性能进行测试，测试结果如表1所示。

实施例5

将平均粒径为10～15nm的气相氧化铝3.5g，加入到10g酒精和10g水的混合溶剂中，充分搅拌10min后，得到糊状哑浆，然后添加到80g由实施例1制备的聚氨酯水分散体溶液，使用分散机高速搅拌1h，随后添加2.5gFoamex822消泡剂、0.5gAirex902w脱泡剂、1.5gDispers740润滑分散剂和2g防腐剂继续搅拌0.5h，使用3#涂氏杯测量粘度，保证粘度在15～30s之间，得到水性哑银转移涂料。采用工业中常用的测试方法对水性转移涂料的物理性能进行测试，测试结果如表1所示。

实施例6

将平均粒径为10～15nm的气相氧化铝1.5g，加入到25g酒精和25g水的混合溶剂中，充分搅拌10min后，得到糊状哑浆，然后添加到69g由实施例1制备的聚氨酯水分散体溶液，使用分散机高速搅拌1h，随后添加0.5gFoamex822消泡剂、0.5gAirex902w脱泡剂、1.5gDispers740润滑分散剂和2g防腐剂继续搅拌0.5h，使用3#涂氏杯测量粘度，保证粘度在15～30s之间，得到水性哑银转移涂料。采用工业中常用的测试方法对水性转移涂料的物理性能进行测试，测试结果如表1所示。

实施例7

将平均粒径为10～15nm的气相氧化铝4g，加入到23g酒精和23g水的混合溶剂中，充分搅拌10min后，得到糊状哑浆，然后添加到65g由实施例1制备的聚氨酯水分散体溶液，使用分散机高速搅拌1h，随后添加2.5gFoamex822消泡剂、1.5gAirex902w脱泡剂、1.5gDispers740润滑分散剂和2.5g防腐剂继续搅拌0.5h，使用3#涂氏杯测量粘度，保证粘度在15～30s之间，得到水性哑银转移涂料。采用工业中常用的测试方法对水性转移涂料的物理性能进行测试，测试结果如表1所示。

表1实施例3～7制备的水性转移涂料的物理性能表

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种水性哑银转移涂料，包括：

水性聚氨酯         60wt%～85wt%；

去离子水           10wt%～30wt%；

消泡剂             1wt%～4wt%；

气相氧化铝         1.5wt%～5.0wt%；

润湿分散剂         0.5wt%～1.5wt%；

防腐剂             1.0wt%～3.0wt%。

2.根据权利要求1所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯的制备方法包括以下步骤：

A）将异佛尔酮二异氰酸酯与聚酯二元醇反应，得到预聚体；

B）将所述预聚体、醇类扩链剂与亲水性扩链剂混合后进行扩链反应；

C）将步骤B）得到的化合物、成盐剂与水混合，反应后得到水性聚氨酯。

3.根据权利要求2所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述聚酯二元醇为聚己内酯二醇，所述醇类扩链剂为1,4-丁二醇，所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸，所述成盐剂为三乙胺。

4.根据权利要求1所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯的含量为62wt%～80wt%。

5.根据权利要求1所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述气相氧化铝的含量为1.8wt%～4.5wt%。

6.根据权利要求1所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述去离子水的含量为15wt%～28wt%。

7.根据权利要求1所述的水性哑银转移涂料，其特征在于，所述润湿分散剂的含量为0.8wt%～1.2wt%。

8.权利要求1～7任一项所述的水性哑银转移涂料的制备方法，包括以下步骤：

将气相氧化铝、酒精与去离子水混合，得到哑浆；

将所述哑浆、水性聚氨酯、消泡剂、润湿分散剂与防腐剂混合，得到水性哑银转移涂料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述气相氧化铝的粒径为10～15nm。