CN103555113A - 用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物及板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物及板材的制备方法；所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分：聚丙烯酸酯树脂2～15份，含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂5～10份，含羟基聚丙烯酸酯树脂2～5份，低聚异氰酸酯树脂1～3份，助剂0.1～0.5份，溶剂72～82份。在PET基膜上涂布该涂料组合物，模压，镀铝，涂布转移热封胶，制得可转移薄膜；剥离其上的PET基膜，将涂料组合物涂层复合到卷钢基材，即可制得可转移镭射防伪板材。本发明的涂料组合物能够达到镭射防伪板材生产工序中较高的耐溶剂和耐温要求；并且转移彩钢所使用的PET基材薄膜可重复使用，有利于环保和降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料及其制备方法，特别涉及一种用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物及板材的制备方法。
背景技术
现今我国金属包装主要以马口铁包装为主，相关行业销售收入早已超过500亿元。马口铁包装由于其良好的密封性、保藏性、避光性、坚固性、强抗氧化性、印刷精美，深受广大客户喜爱，是国际上通用的包装品种，广泛应用于食品包装、医药品包装、日用品包装、仪器仪表包装、工业品包装等方面。传统的马口铁包装通常采用印铁方式装饰，但印铁工艺繁琐，对油墨附着、耐温以及印刷套印等要求较高，并且因印刷工艺复杂难控，致使彩印画面粗糙，只能满足中低端普通产品要求；为了进一步提高产品质量，随后行业内开发了复膜铁工艺，即将印刷好的彩印剥膜利用熔融法或粘合法复合到冷压钢板上，该方法大大提高了彩钢的印刷质量，但存在耐温差，耐磨擦性不佳等问题，而且所用复膜材质为OPP或PET等不可降解的非环保薄膜，大量推广后对生态造成极大破坏。
为解决上述问题，进一步提高产品品质，提高竞争力，行业内正着手开发一种利用转移法生产彩色钢制包装材料的工艺，即先将图案、花纹或特殊防伪激光镭射信息集成在可转移薄膜上，利用转移法将薄膜信息层转到金属版上。使用该方法生产出的彩钢表面不仅带有精细印刷效果，更可具有特殊的防伪全息激光镭射效果；并且该工艺生产时所用转移基材剥膜可重复多次使用，经济又环保。
然而，在实际生产中，在PET基膜上涂布可转移镭射涂料后，需要进行涂布溶剂型转移热封胶工序，在该工序中一般采用溶解力较强的酯溶性热封胶，对转移镭射涂层有较高的耐溶剂要求；之后，需要将可转移镭射涂层剥掉PET基膜后复合到卷钢基材，在该复合工序中对转移镭射涂层有较高的耐温要求。而现有的可转移镭射涂料均无法满足上述耐溶剂和耐温要求。因此，开发一种适用于可转移镭射防伪板材涂料颇为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物及板材的制备方法；该涂料组合物可以解决现有转移涂料无法满足镭射防伪板材的缺陷；能够达到镭射防伪板材生产工序中较高的耐溶剂和耐温要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
优选的，所述聚丙烯酸酯树脂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种聚合成的均聚物或共聚物，所述聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为1.5万～20万，如罗门哈斯所生产的A-11和A-14；
优选的，所述含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂是由具有高Tg单体的丙烯酸共聚物树脂与甲基丙烯酸树脂单体共聚合成而得，所述含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为1.5万～20万。因含有高Tg功能性单体聚合树脂具有耐温高，耐擦好，防伪模压信息还原性好的优点，因此适用与开发可转移镭射防伪板材的转移高耐温，高耐擦模压涂料，如罗门哈斯的A-646和A-21；
优选的，所述高Tg单体为甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺、丙烯腈中的一种或几种。
优选的，所述含羟基聚丙烯酸酯树脂是由含羟基功能单体与甲基丙烯酸树脂单体共聚合成而得，所述含羟基聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为2～5万。
优选的，所述含羟基功能单体为丙烯酸羟甲基或丙烯酸羟乙基。
优选的，所述低聚异氰酸酯树脂为六甲撑二异氰酸酯。该低聚异氰酸酯树脂与上述聚羟基丙烯酸酯树脂在涂布烘干时可以发生交联反应，涂层在交联固化组网后，通过条件配方比例，可以获得更好的耐温，耐擦性能，同时也可以提高涂层的耐候性能，不易受酸碱腐蚀，增加涂层适用性；从而满足可转移镭射防伪板材生产工序中较高的耐溶剂和耐温要求。
优选的，所述助剂为流平剂、抗擦伤剂中的一种或几种的混合物。所述流平剂为改性聚硅氧烷、改性硅酮类中的一种或几种的混合物；所述抗擦伤剂为聚乙烯乳化蜡或聚醚改性有机硅。
优选的，所述溶剂为丙酮、丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、甲苯中的一种或几种。
本发明还涉及一种前述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将所述溶剂置于反应釜中，搅拌，混合均匀；
(2)将所述聚丙烯酸酯树脂、含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂、含羟基聚丙烯酸酯树脂、低聚异氰酸酯树脂投入反应釜，控制搅拌速率为100～200rpm，搅拌1～5h，使溶解充分；
(3)将所述助剂投入反应釜中，控制搅拌速率为100～150rpm，搅拌至所述助剂充分分散均匀，过滤，即得所述适用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物。
本发明还涉及一种用前述的涂料组合物制备可转移镭射防伪板材的方法，所述方法包括如下步骤：
A、在PET基膜上涂布所述涂料组合物，经全息模压，真空镀铝后再涂布溶剂型转移热封胶，然后复合到卷钢基材；
B、剥离所述复合板材上可转移薄膜上的PET基膜，即得所述可转移镭射防伪板材。制得的可转移镭射防伪板材可以选择印刷，或直接包装。
优选地，所述步骤A中的涂布转移热封胶工序是采用溶解力较强的酯溶性热封胶。
优选地，所述步骤A中的复合工艺为180℃，30min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)因本发明中的含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂，使得涂层硬度大幅提高，进而获得高耐温与高耐擦性能，从而满足可转移镭射防伪板材生产工序中较高的耐温要求；
(2)同时因本发明中的含羟基丙烯酸酯树脂和低聚异氰酸酯树脂在涂布烘干时可以发生交联固化反应，涂层在交联组网后，可以获得更好的耐温，耐擦性能，同时也可以提高涂层的耐候性能，不易受酸碱腐蚀，增加涂层适用性；从而满足可转移镭射防伪板材生产工序中较高的耐溶剂和耐温要求；
(3)现有复膜彩钢工艺薄膜不可重复利用，易对环境造成污染；而转移彩钢所使用的PET基材薄膜可重复使用，不产生不可降解白色污染，不仅不会对环境造成压力，还大幅降低产品成本；
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。
实施例1
本实施例涉及一种适用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照表1所示的组分及重量份数准备原料：
(2)按照配方先将溶剂置于反应釜中，开启搅拌装置，混合均匀；
(3)将上述四种树脂组分投入反应釜，控制搅拌速率为150rpm，搅拌1h，使树脂组分溶解充分；
(4)当树脂组分完全溶解后，将助剂投入反应釜中，控制搅拌速率为150rpm，30min至助剂充分分散均匀，过滤得到最终产品。
上述流平剂为改性聚硅氧烷；抗擦伤剂为聚醚改性有机硅。
实施例2
本实施例涉及一种适用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照表1所示的组分及重量份数准备原料：
(2)按照配方先将溶剂置于反应釜中，开启搅拌装置，混合均匀；
(3)将上述四种树脂组分投入反应釜，控制搅拌速率为200rpm，搅拌5h，使树脂组分溶解充分；
(4)当树脂组分完全溶解后，将助剂投入反应釜中，控制搅拌速率为100rpm，10min至助剂充分分散均匀，过滤得到最终产品。
上述流平剂为改性硅酮类；抗擦伤剂为聚乙烯乳化蜡。
实施例3
本实施例涉及一种适用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其制备方法包括以下步骤：
(1)按照表1所示的组分及重量份数准备原料：
(2)按照配方先将溶剂置于反应釜中，开启搅拌装置，混合均匀；
(3)将上述四种树脂组分投入反应釜，控制搅拌速率为200rpm，搅拌5h，使树脂组分溶解充分；
(4)当树脂组分完全溶解后，将助剂投入反应釜中，控制搅拌速率为100rpm，10min至助剂充分分散均匀，过滤得到最终产品。
上述流平剂为改性聚硅氧烷；抗擦伤剂为聚乙烯乳化蜡。
表1实施例1～3的组分及重量份数
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 聚丙烯酸酯树脂A-11 | 12 | 13 | |
| 聚丙烯酸酯树脂A-21 | 15 | ||
| 甲基丙烯酸异冰片酯改性聚丙烯酸酯树脂 | 10 | ||
| 丙烯酰胺改性聚丙烯酸酯树脂 | 5 | ||
| 丙烯腈改性聚丙烯酸酯树脂 | 8 | ||
| 含丙烯酸羟甲基聚丙烯酸酯树脂 | 3 | 2 | |
| 含丙烯酸羟乙基聚丙烯酸酯树脂 | 5 | ||
| 六甲撑二异氰酸酯 | 1 | 3 | 2 |
| 流平剂 | 0.1 | 0.2 | |
| 抗擦伤剂 | 0.2 | 0.3 | |
| 醋酸乙酯 | 50 | 42 | |
| 甲苯 | 24 | 50 | 40 |
| 丙酮 | 22 |
实施例4
对实施例1～3制得的涂料组合物和对比涂料进行性能检测，具体检测方法如下，检测结果如表2所示：
表2
*耐温性测试方法：将涂料涂布模压镀铝后，置于烘箱烘烤，直到镀铝涂层不耐温，发花停止；
*耐溶剂性能测试方法：将涂料涂布后，在PET膜面上滴加醋酸正丙酯，测试耐溶剂时长；
将实施例1～3制得的涂料组合物用于制备可转移镭射防伪板材，制备方法具体如下：
A、在PET基膜上涂布所述涂料组合物，经全息模压，真空镀铝后再涂布溶剂型转移热封胶，然后复合到卷钢基材；
B、剥离所述复合板材上可转移薄膜上的PET基膜，即得所述可转移镭射防伪板材。
对制得的可转移镭射防伪板材进行性能检测，具体检测方法如下，检测结果如表3所示：
表3
由表3可知：实施例1～3均能满足可转移镭射防伪板材工艺要求，硬度高，耐摩擦，并且所制板材激光防伪效果好。
实施例5
本实施例的目的在于研究涂料组合物中含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的比例对组合物性能的影响。本实施例是在实施例1的基础上，保持其他组分用量不变，调整甲基丙烯酸异冰片酯改性聚丙烯酸酯树脂的用量分别为15、10、5、3；将制得的涂料组合物采用实施例4的方法制备可转移镭射防伪板材，对制得的板材进行性能检测，检测方法同实施例4，检测结果如表4所示：
表4
由表4可知，在高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的重量份为5～10的范围内，随着含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂比例的提高，涂层硬度大幅提高，板材的激光防伪效果好，表面光亮，固化时间短，印刷适应性好，同时兼具耐高温，耐磨擦等满足工艺必备性能。而当高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的重量份低于5时，涂层的耐温及耐溶剂性能均无法满足现有工艺；当高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的重量份高于10时，涂层过硬，在模压工艺时，难以变形，影响到最终产品的激光镭射效果。
实施例6、7
本实施例6、7的目的在于研究涂料组合物中含羟基聚丙烯酸酯树脂和低聚异氰酸酯树脂的比例对组合物性能的影响。实施例6是在实施例2的基础上，保持其他组分用量不变，调整含丙烯酸羟乙基聚丙烯酸酯树脂的用量分别为6、5、3、2、1；将制得的涂料组合物采用实施例4的方法制备可转移镭射防伪板材；实施例7是在实施例2的基础上，保持其他组分用量不变，调整六甲撑二异氰酸酯的用量分别为4、3、2、1、0.5；将制得的涂料组合物采用实施例4的方法制备可转移镭射防伪板材。对以上制得的板材进行性能检测，检测方法同实施例4，检测结果如表5所示：
表5
由表5可知，在含羟基聚丙烯酸酯树脂重量份为2～5，六甲撑二异氰酸酯重量份为1～3的范围内，含羟基聚丙烯酸酯树脂和低聚异氰酸酯树脂比例越高，板材上涂层具有更好的耐候性能，耐擦性能和耐高温性能。这是由于本发明中的含羟基丙烯酸酯树脂和低聚异氰酸酯树脂在涂布烘干时可以发生交联固化反应，涂层在交联组网后，可以获得更好的耐温，耐擦性能，同时也可以提高涂层的耐候性能，不易受酸碱腐蚀，增加了涂层适用性。
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 (11)
1.一种用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物包括如下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述聚丙烯酸酯树脂为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种聚合成的均聚物或共聚物，所述聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为1.5万～20万。
3.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂是由具有高Tg单体的丙烯酸共聚物树脂与甲基丙烯酸树脂单体共聚合成而得，所述含高Tg单体改性聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为1.5万～20万。
4.根据权利要求3所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述高Tg单体为甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酰胺、丙烯腈中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述含羟基聚丙烯酸酯树脂是由含羟基功能单体与甲基丙烯酸树脂单体共聚合成而得，所述含羟基聚丙烯酸酯树脂的重均分子量为2～5万。
6.根据权利要求5所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述含羟基功能单体为丙烯酸羟甲基或丙烯酸羟乙基。
7.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述低聚异氰酸酯树脂为六甲撑二异氰酸酯。
8.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述助剂为流平剂、抗擦伤剂中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求1所述的用于可转移镭射防伪板材的涂料组合物，其特征在于，所述溶剂为丙酮、丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、甲苯中的一种或几种。
10.一种用如权利要求1所述的涂料组合物制备可转移镭射防伪板材的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
A、在PET基膜上涂布所述涂料组合物，经全息模压，真空镀铝后再涂布溶剂型转移热封胶，然后复合到卷钢基材；
B、剥离所述复合板材上可转移薄膜上的PET基膜，即得所述可转移镭射防伪板材。
11.根据权利要求10所述的制备可转移镭射防伪板材的方法，其特征在于，所述步骤A中的复合工艺为180℃，30min。
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