CN103555180A - 一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料及其制备方法，该涂料以质量百分比计，由10~30%的水性丙烯酸树脂、25~40%的水性聚氨酯树脂、0~8%的助溶剂、20~45%的去离子水、0~0.4%的水性消泡剂、0.1~0.4%的基材润湿剂和0~0.2%的PH值调节剂混合而成。本发明提供的酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料是以水性树脂和去离子水为主要原料，符合国家VOC检测标准，是一种环境友好型的镭射转移涂料。同时，复合型的水性树脂又赋予了固化薄膜良好的耐温性、铝密着性、可剥离性、耐醇性等性能，满足了酒瓶玻璃烤花纸的指标要求。

Description

一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性涂料及其制备方法，确切的说是一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料及其制备方法。

背景技术

镭射转移工艺是在PET或BOPP基膜上涂布转移镀铝涂料，干燥成膜后真空镀铝，然后涂布复合胶，将镀铝膜与纸张复合在一起，最后将薄膜剥离成为转移镀铝纸的过程。与传统的复合工艺相比具有成本低、环保、外在美观等优点。短短几年的时间，镭射转移工艺在国际、国内包装市场得以迅速发展，目前仍处于高速成长阶段。在镭射转移工艺中起关键作用的是镭射转移涂料，其性能直接决定了薄膜的耐温性、易剥离性、与铝附着力、易模压性和耐溶剂性等。

目前市场上酒瓶玻璃烤花纸用的镭射转移涂料大多为溶剂型和水性，尽管溶剂型涂料因其多方面的优势而占据较大市场份额，但它对环境的污染和能源的消耗日益受到人们的关注。随着水性树脂新品种的开发，水性镭射转移涂料突破了以往的缺陷，使用面逐渐增大，到如今水性镭射转移涂料因具有高性能且环保的优势已成为目前最具发展的涂料品种，不难看出，水性涂料在未来印刷行业发展上前景广阔，具有举足轻重的地位。

    然而，目前现有的水性镭射转移涂料在耐温性、模压性、可剥离性和耐醇性等方面还存在一定的缺陷，因此，攻克这些缺陷，以满足市场对该涂料的高品质需求势在必行。

发明内容

本发明旨在提供一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料及其制备方法，所要解决的技术问题是攻克现有涂料在耐温性、模压性、可剥离性和耐醇性等方面所存在的缺陷。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，该涂料以质量百分数计，由以下组分组成：

水性丙烯酸树脂          10-30%

水性聚氨酯树脂          25-40%

助溶剂                   0-8%

去离子水                20-45%

水性消泡剂               0-0.4%；

基材润湿剂              0.1-0.4%；

PH值调节剂              0-0.2%。

本发明所述的水性丙烯酸树脂为丙烯酸乳液、硅丙乳液、叔碳酸酯丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚合物、醋酸乙烯酯-丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸树脂中的一种或两种，所述的丙烯酸乳液的分子量≤180万，玻璃化温度为0-40℃。

本发明所述的水性聚氨酯树脂包括软化点为80~230℃的丙烯酸改性水性聚氨酯、环氧树脂改性水性聚氨酯、有机硅改性水性聚氨酯、聚酯型脂肪族水性聚氨酯中的一种或两种，所述的聚氨酯的分子量≤60万，玻璃化温度为-40~80℃。

本发明所述的助溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丙醇或叔丁醇。

本发明所述的水性消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷-聚醚共聚物，所述的聚醚改性聚二甲基硅氧烷为市售毕克BYK-1770、BYK-019、BYK-028或BYK-025，所述的聚硅氧烷-聚醚共聚物为市售迪高Foamex 3062、Foamex 825、Foamex 805或Airex 902W。

本发明所述的基材润湿剂包括阴离子型和非离子型基材润湿剂，所述的阴离子型基材润湿剂为市售巴斯夫Hydropalat 875，所述的非离子型基材润湿剂为市售迪高Wet 500或Wet KL 245。

本发明所述的PH值调节剂为氨水、烷基胺、二甲氨基乙醇或水溶性胺基醇。

本发明所述的一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为50-100rpm；

步骤二：按质量百分比将水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为100-200rpm，持续搅拌3-5min；

步骤三：按质量百分比将助溶剂投入到反应釜中，搅拌速度为100-200rpm，继续搅拌1-5min； 

步骤四：按质量百分比将PH值调节剂投入到反应釜中，调节溶液的PH值为7.5-9，调整搅拌速率为300-500rpm，持续搅拌5-10min；

步骤五：按质量百分比将基材润湿剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为500-800rpm，持续搅拌10-20min；

步骤六：按质量百分比将水性消泡剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为800-1000rpm，持续搅拌10-20min，过滤后即得到最终产品。

本发明与现有产品相比，具有以下优点：

   （1）涂料以水为主要溶剂，干燥过程中释放的VOC很低，是环境友好型的；

（2）易模压，可在120-230℃范围内进行模压，模压允许的温度宽；

（3）涂料固化薄膜耐温性好，经过高温烘烤后，薄膜不发生黄变且镀铝面无龟裂纹，保证了清晰的图案效果；

（4）涂料固化薄膜是与PET或BOPP膜免离型，可直接从基材上剥离下来，且切边性好；

（5）涂料固化薄膜具有良好的耐醇性，保证了在酒瓶玻璃上的良好应用；

   （6）本发明提供的酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料是以水性树脂和去离子水为主要原料，符合国家VOC检测标准，是一种环境友好型的镭射转移涂料。同时，复合型的水性树脂又赋予了固化薄膜良好的耐温性、铝密着性、可剥离性、耐醇性等性能，满足了酒瓶玻璃烤花纸的指标要求。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明： 

实施例1：酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料的各组分质量百分比为：    

硅丙乳液                   23%

有机硅改性水性聚氨酯       32%

乙醇                        5%

去离子水                   39%

BYK-1770                  0.4%

Hydropalat 875              0.4%

氨水                       0.2%。

实施例1制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将39%的去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为80rpm；

步骤二：按质量百分比将23%的硅丙乳液和32%的有机硅改性水性聚氨酯依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为120rpm，持续搅拌5min；

步骤三：按质量百分比将5%的乙醇投入到反应釜中，搅拌速度为120rpm，继续搅拌1min； 

步骤四：按质量百分比将0.2%的氨水投入到反应釜中，调节溶液的PH值为8，调整搅拌速率为400rpm，持续搅拌5min；

步骤五：按质量百分比将Hydropalat 875投入到反应釜中，调整搅拌速率为600rpm，持续搅拌18min；

步骤六：按质量百分比将BYK-1770投入到反应釜中，调整搅拌速率为900rpm，持续搅拌10min，过滤后即得到水性镭射转移涂料。

将本发明的酒瓶剥离烤花纸用水性镭射转移涂料产品利用凹版印刷技术涂覆于PET基材上，经过150℃烘箱干燥10秒固化成膜，模压电机温度控制在180℃，再经过真空镀铝工艺，将镭射图案导入到涂料薄膜上。

实施例2：酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料的各组分质量百分比为：    

硅丙乳液                      18%

有机硅改性水性聚氨酯          36%

乙醇                           5%

去离子水                      40%

BYK-1770                     0.4%

Hydropalat 875                 0.4%

氨水                          0.2%。

实施例2制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将40%的去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为60rpm；

步骤二：按质量百分比将18%的硅丙乳液和36%的有机硅改性水性聚氨酯依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为150rpm，持续搅拌3min；

步骤三：按质量百分比将5%的乙醇投入到反应釜中，搅拌速度为150rpm，继续搅拌3min； 

步骤四：按质量百分比将0.2%的氨水投入到反应釜中，调节溶液的PH值为8.5，调整搅拌速率为350rpm，持续搅拌8min；

步骤五：按质量百分比将Hydropalat 875投入到反应釜中，调整搅拌速率为800rpm，持续搅拌15min；

步骤六：按质量百分比将BYK-1770投入到反应釜中，调整搅拌速率为900rpm，持续搅拌10min，过滤后即得到水性镭射转移涂料。

将本发明的酒瓶剥离烤花纸用水性镭射转移涂料产品利用凹版印刷技术涂覆于PET基材上，经过160℃烘箱干燥12秒固化成膜，模压电机温度控制在170℃，再经过真空镀铝工艺，将镭射图案导入到涂料薄膜上。

实施例3：酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料的各组分质量百分比为：

苯乙烯-丙烯酸酯共聚合物         23%

聚酯型脂肪族水性聚氨酯          32%

乙醇                            5%

去离子水                       39.6%

Wet 500                         0.4%。

实施例3制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将39.6%的去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为100rpm；

步骤二：按质量百分比将23%的苯乙烯-丙烯酸酯共聚合物和32%的聚酯型脂肪族水性聚氨酯依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为170rpm，持续搅拌4min；

步骤三：按质量百分比将5%的乙醇投入到反应釜中，搅拌速度为170rpm，继续搅拌5min； 

步骤四：按质量百分比将0.4%的Wet 500 投入到反应釜中，调整搅拌速率为800rpm，持续搅拌12min，过滤后即得到水性镭射转移涂料。

将本发明的酒瓶剥离烤花纸用水性镭射转移涂料产品利用凹版印刷技术涂覆于PET基材上，经过180℃烘箱干燥5秒固化成膜，模压电机温度控制在180℃，再经过真空镀铝工艺，将镭射图案导入到涂料薄膜上。

实施例4：酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料的各组分质量百分比为：

醋酸乙烯酯-丙烯酸乳液       30%

有机硅改性水性聚氨酯        25%

甲醇                         4%

去离子水                   40.4%

Wet KL 245                  0.4%

烷基胺                      0.2%。

实施例4制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将40.4%的去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为80rpm；

步骤二：按质量百分比将30%的醋酸乙烯酯-丙烯酸乳液和25%的有机硅改性水性聚氨酯依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为200rpm，持续搅拌3min；

步骤三：按质量百分比将4%的甲醇投入到反应釜中，搅拌速度为200rpm，继续搅拌3min； 

步骤四：按质量百分比将0.2%的烷基胺投入到反应釜中，调节溶液的PH值为8，调整搅拌速率为500rpm，持续搅拌5min；

步骤五：按质量百分比将Wet KL 245投入到反应釜中，调整搅拌速率为800rpm，持续搅拌10min，过滤后即得到水性镭射转移涂料。

将本发明的酒瓶剥离烤花纸用水性镭射转移涂料产品利用凹版印刷技术涂覆于PET基材上，经过170℃烘箱干燥10秒固化成膜，模压电机温度控制在170℃，再经过真空镀铝工艺，将镭射图案导入到涂料薄膜上。

实施例5：酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料的各组分质量百分比为：

聚氨酯改性丙烯酸树脂           23%

环氧树脂改性水性聚氨酯         32%

去离子水                      44.4%

Foamex 3062                    0.2%

Wet KL 245                     0.4%。

实施例5制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将44.4%的去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为100rpm；

步骤二：按质量百分比将23%的聚氨酯改性丙烯酸树脂和32%的环氧树脂改性水性聚氨酯依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为200rpm，持续搅拌4min；

步骤三：按质量百分比将4%的Wet KL 245投入到反应釜中，调整搅拌速度为600rpm，继续搅拌15min； 

步骤四：按质量百分比将0.2%的Foamex 3062投入到反应釜中，调整搅拌速率为900rpm，持续搅拌15min，过滤后即得到水性镭射转移涂料。

将本发明的酒瓶剥离烤花纸用水性镭射转移涂料产品利用凹版印刷技术涂覆于PET基材上，经过160℃烘箱干燥10秒固化成膜，模压电机温度控制在160℃，再经过真空镀铝工艺，将镭射图案导入到涂料薄膜上。

最后对实施例1~5制得的产品进行性能测试，测试结果如下表所示： 

从上表可知，实施例1和实施例2所制备的水性镭射转移涂料薄膜具有较高的耐温性，与实施例3和实施例5相比，最大的不同是它们所用的树脂均为硅丙乳液和有机硅改性水性聚氨酯，进而可见树脂的种类直接影响了涂料的耐温性；实施例2比实施例1制备的薄膜具有更高的柔韧性，进而可以做到整体从PET上剥离下来，这是因为实施例1与实施例2所用的两种树脂具有不同的质量百分比，当硅丙乳液用量减少、有机硅改性水性聚氨酯用量增加时，薄膜变得更加柔韧；其中，实施例4制得的涂料薄膜具有最高的脆性，不难想到这可能是树脂的种类和两种树脂用量百分比搭配的结果。故可以根据不同的耐温和薄膜性能需要选择不同的实施例进行生产制造。

Claims (6)

1.一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，该涂料以质量百分数计，由以下组分组成：

水性丙烯酸树脂          10-30%

水性聚氨酯树脂          25-40%

助溶剂                   0-8%

去离子水                20-45%

水性消泡剂               0-0.4%；

基材润湿剂              0.1-0.4%；

PH值调节剂              0-0.2%；

所述的水性丙烯酸树脂为丙烯酸乳液、硅丙乳液、叔碳酸酯丙烯酸乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚合物、醋酸乙烯酯-丙烯酸乳液、聚氨酯改性丙烯酸树脂中的一种或两种，所述的丙烯酸乳液的分子量≤180万，玻璃化温度为0-40℃；

所述的水性聚氨酯树脂包括软化点为80~230℃的丙烯酸改性水性聚氨酯、环氧树脂改性水性聚氨酯、有机硅改性水性聚氨酯、聚酯型脂肪族水性聚氨酯中的一种或两种，所述的聚氨酯的分子量≤60万，玻璃化温度为-40~80℃。

2.根据权利要求1所述的一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，所述的助溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丙醇或叔丁醇。

3.根据权利要求1所述的一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，所述的水性消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷或聚硅氧烷-聚醚共聚物，所述的聚醚改性聚二甲基硅氧烷为市售毕克BYK-1770、BYK-019、BYK-028或BYK-025，所述的聚硅氧烷-聚醚共聚物为市售迪高Foamex 3062、Foamex 825、Foamex 805或Airex 902W。

4.根据权利要求1所述的一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，所述的基材润湿剂包括阴离子型和非离子型基材润湿剂，所述的阴离子型基材润湿剂为市售巴斯夫Hydropalat 875，所述的非离子型基材润湿剂为市售迪高Wet 500或Wet KL 245。

5.根据权利要求1所述的一种酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料，其特征在于，所述的PH值调节剂为氨水、烷基胺、二甲氨基乙醇或水溶性胺基醇。

6..一种如权利要求1所述的酒瓶玻璃烤花纸用水性镭射转移涂料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：按质量百分比将去离子水置于反应釜中，保持搅拌速率为50-100rpm；

步骤二：按质量百分比将水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂依次投入到反应釜中，调整搅拌速度为100-200rpm，持续搅拌3-5min；

步骤三：按质量百分比将助溶剂投入到反应釜中，搅拌速度为100-200rpm，继续搅拌1-5min； 

步骤四：按质量百分比将PH值调节剂投入到反应釜中，调节溶液的PH值为7.5-9，调整搅拌速率为300-500rpm，持续搅拌5-10min；

步骤五：按质量百分比将基材润湿剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为500-800rpm，持续搅拌10-20min；

步骤六：按质量百分比将水性消泡剂投入到反应釜中，调整搅拌速率为800-1000rpm，持续搅拌10-20min，过滤后即得到最终产品。