CN103589377B

CN103589377B - 无苯热熔烫印胶的制备方法及应用

Info

Publication number: CN103589377B
Application number: CN201310549124.0A
Authority: CN
Inventors: 白永平; 张春; 霍锦钊; 梁雄基; 张建军
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: CN103589377A

Abstract

无苯热熔烫印胶的制备方法及应用，它涉及烫印胶的制备方法及应用。本发明是要解决有方法制备的含苯胶黏剂烫印效果差，附着力差及胶液体系中苯类溶剂的污染的问题。本发明一种无苯热熔烫印胶，由丙烯酸树脂、增粘剂、填料、流平剂和余量为溶剂组成；制备方法：将上述组分组合，混合均匀，用溶剂稀释成胶液，即为无苯热熔烫印胶。无苯热熔烫印胶作为粘合剂用于PP过塑纸的热转移烫印。

Description

无苯热熔烫印胶的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及烫印胶的制备方法及应用。

背景技术

电化铝烫印箔，是一种在薄膜基片上经涂布和真空镀铝而制成的烫印材料，是一种常见的印刷耗材。烫金图文具有光彩夺目、富丽堂皇的视觉效果，现已广泛应用于服装、纸张、塑胶、玻璃、电子电器、玩具、礼品及工艺品等各种行业。过塑纸在包装行业中具有重要的市场应用价值，然而PP过塑纸由于表面的非极性，难以被粘接或涂覆，因而开发PP过塑纸烫印胶就显得很有意义。目前，市场上以邦固化学、凯兰达以及汉高的粘合剂最具有代表性，对PP过塑纸可以进行较好的烫印，但进口胶价格昂贵，因而限制了其引用，而且其中大部分粘合剂主要以苯为溶剂，或在反应体系中引入了苯类溶剂。专利CN102676101A就在制备PP烫印胶的体系中引入了甲苯。这些胶粘剂很难满足VOC的检测要求，其应用也受到了很大的限制。而由于水的高表面张力，使得水性胶粘剂对低表面能材料的粘接性能较差。所以现有的制备方法仍存在含苯胶黏剂烫印效果差、附着力差及胶液体系中苯类溶剂的污染的问题。

发明内容

本发明是要解决现有方法制备的含苯胶黏剂烫印效果差、附着力差及胶液体系中苯类溶剂的污染的问题。而提供一种无苯热熔烫印胶、其制备方法及应用。

本发明一种无苯热熔烫印胶为固含量为10wt％～20wt％的胶液，按质量百分比由60％～80％丙烯酸树脂、5％～20％增粘剂、5％～20％填料、2％～10％流平剂和余量为溶剂制成；所述的增粘剂为马林松香、季戊四醇松香酯、聚合松香、萜烯酚醛树脂、石油树脂或α-蒎烯树脂；所述的填料为白炭黑、膨润土；所述的流平剂为硝化纤维、含氟类高分子流平剂；所述的溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯或丁酮中的一种或几种的混合物。

上述无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：①称量：按质量百分比称取5％～20％氯化聚丙烯、20％～50％含乙烯基异冰片酯、5％～30％丙烯酸酯长链单体、2％～8％活性单体、0.5％～2％引发剂Ⅰ、20％～60％丙烯酸酯软单体、10％～50％丙烯酸酯硬单体、0.5％～5％丙烯酰胺、3％～15％环氧改性丙烯酸酯和余量为溶剂；②混合：将步骤①秤取的5％～20％氯化聚丙烯、20％～50％含乙烯基异冰片酯、5％～30％丙烯酸酯长链单体、20％～60％丙烯酸酯软单体、10％～50％丙烯酸酯硬单体、3％～15％环氧改性丙烯酸酯和余量为溶剂置于四口瓶中，在搅拌条件下从室温加热至温度为80℃～130℃，在温度为80℃～130℃下加入步骤①秤取的0.5％～2％引发剂Ⅰ、2％～8％活性单体、0.5％～5％丙烯酰胺，反应时间为3h～4h，然后在温度为80℃～130℃下补充加入引发剂Ⅱ，保温4h～5h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂；所述含乙烯基异冰片酯为丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯；所述丙烯酸酯长链单体为甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸月桂酯；所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述丙烯酸酯硬单体为丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯；所述的引发剂Ⅱ与引发剂Ⅰ的质量比为1:9；所述的引发剂Ⅰ和引发剂Ⅱ为偶氮二异丁氰、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰或过氧化二异丙苯；所述的活性单体为丙烯酸或甲基丙烯酸；

二、混料：①称量：按质量百分比秤取60％～80％步骤一制得的丙烯酸树脂、5％～20％增粘剂、5％～20％填料、2％～10％流平剂和余量为溶剂；②混合：向步骤一制得的丙烯酸树脂中加入增粘剂、填料、流平剂后，用溶剂稀释成固含量为10wt％～20wt％的胶液，所得胶液即为无苯热熔烫印胶；所述的增粘剂为马林松香、季戊四醇松香酯、聚合松香、萜烯酚醛树脂、石油树脂或α-蒎烯树脂；所述的填料为白炭黑、膨润土；所述的流平剂为硝化纤维、含氟类高分子流平剂；所述的溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯或丁酮中的一种或几种的混合物。

本发明的一种无苯热熔烫印胶的应用，是将无苯热熔烫印胶作为粘合剂用于PP过塑纸的热转移烫印。

本发明的优点：

1、本发明制备的无苯热熔烫印胶，和聚丙烯具有良好的相容性，增加了粘接强度。烫印图案清晰，无飞金，糊版。附着力按照DIN EN ISO 2409进行测试，测试效果分为0～5等级，0为最优。

2、本发明为了改善环保性，选用醋酸丁酯、醋酸乙酯或丁酮作为溶剂，保证了聚合反应和涂布操作的进行，同时也消除了VOC检测中苯类溶剂的影响。

3、本发明首次选用多官能的环氧改性丙烯酸为交联剂，其和丙烯酸酯类具有很好的相容性，同时提高粘合剂的内聚强度。引入具有较大位阻的丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯，在改善粘合剂流动性的同时，也可以有效提高和聚丙烯表面的相容性和附着力。引入长链的甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯或丙烯酸异辛酯，可增加粘合剂中非极性密度，从而也可进一步在聚丙烯表面分布扩散。和常用的异氰酸酯或氮丙啶交联剂相比，多官能环氧改性丙烯酸酯的毒性更小，可采用一锅式反应，省去了后期配料的过程，提高生产效率，而且常温下不会继续发生反应生成不溶物。

附图说明

图1为试验三制备的无苯热熔烫印胶用于PP过塑纸的热转移烫印的热熔烫印转移镭射电化铝的效果图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种无苯热熔烫印胶为固含量为10wt％～20wt％的胶液，按质量百分比由60％～80％丙烯酸树脂、5％～20％增粘剂、5％～20％填料、2％～10％流平剂和余量为溶剂制成；所述的增粘剂为马林松香、季戊四醇松香酯、聚合松香、萜烯酚醛树脂、石油树脂或α-蒎烯树脂；所述的填料为白炭黑、膨润土；所述的流平剂为硝化纤维、含氟类高分子流平剂；所述的溶剂为醋酸丁酯、醋酸乙酯或丁酮中的一种或几种的混合物。

本实施方式所述的无苯热熔烫印胶和聚丙烯具有良好的相容性，增加了粘接强度。烫印图案清晰，无飞金，糊版。附着力按照DIN EN ISO 2409进行测试，测试效果分为0～5等级，0为最优。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

本实施方式为了改善环保性，选用醋酸丁酯、醋酸乙酯或丁酮作为溶剂，保证了聚合反应和涂布操作的进行，同时也消除了VOC检测中苯类溶剂的影响。

本实施方式首次选用多官能的环氧改性丙烯酸为交联剂，其和丙烯酸酯类具有很好的相容性，同时提高粘合剂的内聚强度。引入具有较大位阻的丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯，在改善粘合剂流动性的同时，也可以有效提高和聚丙烯表面的相容性和附着力。引入长链的甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸月桂酯或丙烯酸异辛酯，可增加粘合剂中非极性密度，从而也可进一步在聚丙烯表面分布扩散。和常用的异氰酸酯或氮丙啶交联剂相比，多官能环氧改性丙烯酸酯的毒性更小，可采用一锅式反应，省去了后期配料的过程，提高生产效率，而且常温下不会继续发生反应生成不溶物。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中步骤②所述为在搅拌条件下从室温加热至温度为90℃～120℃。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：步骤二中步骤②所述的用溶剂稀释成固含量为12wt％的胶液。其它与具体实施方式二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式一种无苯热熔烫印胶、其制备方法及应用，是将无苯热熔烫印胶作为粘合剂用于PP过塑纸的热转移烫印。

通过以下试验验证本发明的效果：

试验一：一种无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取15g氯化聚丙烯，45g丙烯酸异冰片酯，20g甲基丙烯酸月桂酯，4.5g丙烯酸，2g过氧化二异丙苯，45g丙烯酸丁酯，35g甲基丙烯酸甲酯，1.5g丙烯酰胺，0.8g环氧改性丙烯酸酯，240g醋酸丁酯。将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解。待温度达到120℃后，在2h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为120℃下补充加入1g过氧化二异丙苯，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂。

二、混料：向步骤一制得的丙烯酸树脂中加入固体含量10％的硅粉，加入5％的季戊四醇松香酯，用醋酸乙酯稀释成固含12％的溶液后，所得胶液即为无苯热熔烫印胶。

试验二：一种无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取5g氯化聚丙烯，15g甲基丙烯酸异冰片酯，5g丙烯酸月桂酯，4.5g丙烯酸，0.5g过氧化二异丙苯，20g丙烯酸乙酯，10g甲基丙烯酸甲酯，0.5g丙烯酰胺，0.2g环氧改性丙烯酸酯，70g醋酸丁酯。将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解。待温度达到120℃后，在1.5h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为120℃下补充加入0.3g过氧化二异丙苯，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂。

试验三：一种无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取20g氯化聚丙烯，20g甲基丙烯酸异冰片酯，8g甲基丙烯酸月桂酯，1.5g丙烯酸，0.5g过氧化苯甲酰，20g丙烯酸丁酯，10g甲基丙烯酸甲酯，0.5g丙烯酰胺，0.3g环氧改性丙烯酸酯，70g醋酸丁酯，20g丁酮。将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解。待温度达到85℃后，在1.5h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为85℃下补充加入0.3g过氧化苯甲酰，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂。

二、混料：向步骤一制得的丙烯酸树脂中加入固体含量10％的硅粉，加入3％的含氟高分子流平剂，用醋酸乙酯稀释成固含12％的溶液，所得胶液即为无苯热熔烫印胶。

试验四：试验三制备的无苯热熔烫印胶用于PP过塑纸的热转移烫印，按以下步骤进行：

用7μm的线棒将无苯热熔烫印胶均匀涂覆在电化铝的表面，烘干后，在120℃下进行平压平烫印。

图1为试验三制备的无苯热熔烫印胶用于PP过塑纸的热转移烫印的热熔烫印转移镭射电化铝的效果图，从图中可以看出烫印图案清晰，无飞金，糊版。附着力测试为0等级，效果优异。

Claims

1.无苯热熔烫印胶的制备方法，其特征在于无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取15g氯化聚丙烯，45g丙烯酸异冰片酯，20g甲基丙烯酸月桂酯，4.5g丙烯酸，2g过氧化二异丙苯，45g丙烯酸丁酯，35g甲基丙烯酸甲酯，1.5g丙烯酰胺，0.8g环氧改性丙烯酸酯，240g醋酸丁酯；将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解；待温度达到120℃后，在2h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为120℃下补充加入1g过氧化二异丙苯，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂；所述的引发剂为过氧化二异丙苯；所述的活性单体为丙烯酸；

二、混料：向步骤一制得的丙烯酸树脂中加入固体含量10％的硅粉，加入5％的季戊四醇松香酯，用醋酸乙酯稀释成固含量12％的溶液后，所得胶液即为无苯热熔烫印胶。

2.无苯热熔烫印胶的制备方法，其特征在于无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取5g氯化聚丙烯，15g甲基丙烯酸异冰片酯，5g丙烯酸月桂酯，4.5g丙烯酸，0.5g过氧化二异丙苯，20g丙烯酸乙酯，10g甲基丙烯酸甲酯，0.5g丙烯酰胺，0.2g环氧改性丙烯酸酯，70g醋酸丁酯；将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解；待温度达到120℃后，在1.5h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为120℃下补充加入0.3g过氧化二异丙苯，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂；所述的引发剂为过氧化二异丙苯；所述的活性单体为丙烯酸；

3.无苯热熔烫印胶的制备方法，其特征在于无苯热熔烫印胶的制备方法，按以下步骤进行：

一、丙烯酸树脂的制备：称取20g氯化聚丙烯，20g甲基丙烯酸异冰片酯，8g甲基丙烯酸月桂酯，1.5g丙烯酸，0.5g过氧化苯甲酰，20g丙烯酸丁酯，10g甲基丙烯酸甲酯，0.5g丙烯酰胺，0.3g环氧改性丙烯酸酯，70g醋酸丁酯，20g丁酮；将上述物质混合置于四口瓶中搅拌，加热至氯化聚丙烯溶解；待温度达到85℃后，在1.5h内向混合溶液中加入引发剂和活性单体的溶液，在温度为85℃下补充加入0.3g过氧化苯甲酰，保温4h后，停止加热，自然冷却出料，得到丙烯酸树脂；所述的引发剂为过氧化苯甲酰；所述的活性单体为丙烯酸；

二、混料：向步骤一制得的丙烯酸树脂中加入固体含量10％的硅粉，加入3％的含氟高分子流平剂，用醋酸乙酯稀释成固含量12％的溶液，所得胶液即为无苯热熔烫印胶。

4.如权利要求1、2或3所述无苯热熔烫印胶的制备方法制备的无苯热熔烫印胶的应用，其特征在于无苯热熔烫印胶作为粘合剂用于PP过塑纸的热转移烫印。