CN103726402B - 一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料 - Google Patents

Abstract

一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，由以下原料制作：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺（PAM）树脂、异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物、GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、自来水、耐磨剂聚乙烯蜡、钛白粉、松香和95%乙醇；该涂料体系有利于增加印品质量清晰度，抗水性好，可挥发性物质VOC少，实用性强，拥有更好的印刷粘度的稳定性和低燃安全性，能改善印刷工人的工作环境，能简化印刷清洗工作量，提高生产效率，可向食品包装印刷行业推广。

Description

一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料

技术领域

本发明涉及印刷涂料，尤其是一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料。

背景技术

目前的醇溶性聚氨基甲酸乙酯脂肪酸苯乙烯体系印刷涂料体系其干燥速度较快、抗水性差，印刷工人的工作环境过量的接触苯、二甲苯、砷、铅、汞、镉、镍、铬等重金属，其中长期暴露苯乙烯油墨环境中可对眼和上呼吸道粘膜有刺激作用。虽比苯的毒性小得多，但对印刷工产生呼吸道有刺激作用，有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。减少白血球，降低血色素，对人体造成危害，且印刷清洗工作量大，造成生产效率低下。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，为聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂和聚丙烯酰胺(PAM)树脂体系的烟用铝箔纸印刷涂料，替代醇溶性聚氨基甲酸乙酯脂肪酸苯乙烯体系生产烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，广泛用于彩色烟用铝箔纸或内衬纸的上色印刷，该涂料体系则与传统的醇溶性聚氨基甲酸乙酯脂肪酸苯乙烯树脂乳液体系相反，墨膜软而粘，干燥速度较慢，有利于增加印品质量清晰度，抗水性比苯乙烯乳液体系的要好，因为添加水作为溶剂，可挥发性物质VOC要少得多，实用性强，拥有更好的印刷粘度的稳定性和低燃安全性，能改善印刷工人的工作环境，减少对印刷工人过量接触苯、二甲苯、砷、铅、汞、镉、镍、铬等重金属对人体造成职业病的危害，能简化印刷清洗工作量，提高生产效率，可向食品包装印刷行业推广。

本发明通过如下技术方案予以实现：一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，由以下原料制作：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺（PAM）树脂、异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物、GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、自来水、耐磨剂聚乙烯蜡、钛白粉、松香和95%乙醇；

制作步骤如下：

（1）涂色胶的配制：将聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺（PAM）树脂、松香、95%乙醇按3：1-3：0.5-1：2-5的质量比，投放在内部为240-260摄氏度的反应釜中，混匀，回流搅拌11-12小时，制成涂色胶乳液，待用；

（2）配制抗菌剂：取异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物、耐磨剂聚乙烯蜡和95%的乙醇按质量比1-1.5：1-1.5：1-2：20-50，常温下混合拌均，即制成抗菌剂，待用；

（3）按质量比25-30：2取配制好的涂色胶乳液和抗菌剂，再按1：1：0.5：15-20：10的质量比加入GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、自来水和钛白粉，在常温下投放反应釜中充分密封搅拌5小时，用砂磨机充分研磨12小时出料，即得烟用铝箔纸亲水抗菌涂料。

所得烟用铝箔纸亲水抗菌涂料其技术指标如下：

（1）.外观:无色透明液体，

（2）.粘度25℃时:5～50mPa.s，

（3）.固含量:≥30%，

（4）.pH值：6～7，

（5）.附着力：1~2级。

作为本发明的优选方案：所述涂色胶的配置采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺（PAM）树脂、松香、95%乙醇、消泡剂聚氧丙烯甘油醚、醋酸二丁酯按30：30：20：5：5：2的质量比投放在内部为250摄氏度的反应釜中，混匀，回流搅拌12小时，制成涂色胶乳液。

所述步骤（3）还加入质量比为1的流平剂。

所述步骤（3）还可加入质量比为1的流平剂和质量比为1的异丙醇。

所述流平剂为聚硅氧烷流平剂，是一种常用的涂料助剂，是一种有机硅流平剂，其主要成份是聚硅氧烷，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜，改善上光膜面的流平性，防止缩孔的产生，同时也增加了上光涂层的光泽度。

本发明制得的亲水涂层铝箔专用水性涂料印刷使用条件为：

（1）、印刷机速为100-120米/分钟；

（2）、本涂料使用的稀释溶剂为水或者95%乙醇按重量配比1：1稀释；

（3）、加热设备温度为50℃-65℃。

本发明生产的亲水涂层铝箔专用水性涂料具有良好的成膜性能，所形成的涂膜具有优异的亲水性、耐蚀性、防霉抗菌性，用作烟用包装，本发明有助于铝箔纸产品在生产与应用过程中“三废”的减少，可有效改善涂装生产线的工作环境。素材铝箔经过脱脂、水洗、干燥处理后，在其表面均匀涂布专用涂料，经过烘干和冷却使其成为一种极具亲水、耐腐蚀、抗菌环保的材料，该涂料的研制，在原有各类食品、烟用铝箔包装材料基础上进行创新，丰富包装产品的附加特性，为新材料包装注入了新的血液，使烟包、食品包装档次更高一层。

本发明的彩色铝箔内衬纸上色用水性涂料成膜性能好，不需加入成膜助剂，能满足彩色铝箔内衬纸上色要求的性能优异、绿色环保涂料，适用于铝箔内衬纸上色。本发明的彩色铝箔内衬纸上色用水性涂料的主要特点：(1)水所占比例大幅提高、更加安全环保；(2)高固体份、低粘度；(3)优异的附着力；(4)平滑度高；(5)良好的染料配合性。

具体实施方式

本发明提供了一种亲水涂料及其制备方法与应用。本发明率先采用水性配方：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺（PAM）树脂、GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、抗菌剂、水、食用乙醇、异丙醇、耐磨剂、钛白粉、松香、消泡剂聚氧丙烯甘油醚、醋酸二丁酯和聚硅氧烷流平剂，按上机印刷粘度要求，从中选取其中几种混合制备该亲水涂层铝箔专用水性涂料。本发明的制备方法简便，对目前水性保护涂料的水性配方所存在的难于攻克的技术难题，包括耐碱性、封闭性、铝边缘整齐、柔韧性和对镀铝层的良好附着力等，通过大量的探索和试验，有针对性的选择配方组分以及各组分比例，成功的解决了上述技术难题，产品安全和环保无大量可挥发性物质排放，实现了水性保护涂料在烟用及食品包装领域的成功应用。

性能特点：本产品是一种改良性的树脂型水性抗菌涂料。

技术指标：

1.外观:无色透明液体，

2.粘度(25℃):5～50mPa.s，

3.固含量:≥30%，

4.pH值：6～7，

5.附着力：1~2级。

用途：包装的防护。尤其适合以烟、食品包装的防护。本产品固化后的薄膜坚韧透明、绝缘性能好，且具有耐摩擦、耐热、耐老化、耐辐射、低温不脆化、疏水、防潮、无毒、透光率强等优点。本品具有低温固化性，使用中对醇性有机溶剂无特殊要求，可溶于乙醇、丁醇、戊醇、乙酸乙酯、丙酮等溶剂。

用法：以适当的涂布方式，涂于基材表面，加热固化即可。为实现常温快速固化，本产品不需要传统的配套的固化剂，涂色胶60摄氏度以上就能固化在铝层表面。

配制方法：

实施例1

（1）涂色胶的配制：将聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺(PAM)树脂、松香、95%乙醇四种原料，在240摄氏度按30kg：20kg：10kg：50kg的质量比，投入电加热反应釜中，回流搅拌11小时，制成涂色胶乳液待用。

（2）配制抗菌剂：按质量百分比取料，抗菌剂材料为1.5kg异噻唑淋酮、1.5kg壳聚糖-铜络合物，耐磨剂为聚乙烯蜡2kg，另取95%的乙醇50kg，混合拌均；

（3）铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料：取配制好的缩丁醛乳液25kg，抗菌剂2kg，GR有机染料黄1kg，GR有机染料红1kg份，GR有机染料黑0.5kg，自来水15kg，钛白粉10kg，流平剂1kg，在常温反应釜中充分密封搅拌5小时，用砂磨机充分研磨12小时出料，即得烟用铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料。

实施例2

（1）涂色胶的配制：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺(PAM)树脂、松香、95%乙醇、消泡剂聚氧丙烯甘油醚、醋酸二丁酯投入电加热反应釜中，在250摄氏度按：30kg：30kg：20kg：5kg：5kg：2的质量比，投放反应釜中，回流搅拌12小时，制成涂色胶乳液待用。

（2）配制抗菌剂溶液：按质量百分比取料，1kg异噻唑淋酮、1kg壳聚糖-铜络合物，耐磨剂为聚乙烯蜡2kg，95%的乙醇20kg，混合拌均待用；

（3）铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料：取配制好的缩丁醛乳液25kg，配好的抗菌剂溶液2kg，GR有机染料黄1kg，GR有机染料红1kg份，GR有机染料黑0.5kg，自来水15kg，钛白粉10kg，在常温反应釜中充分密封搅拌5小时，用砂磨机充分研磨12小时出料，即得烟用铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料。

实施例3

（1）涂色胶的配制：聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂、聚丙烯酰胺(PAM)树脂、松香、95%乙醇四种原料投入电加热反应釜中，在260摄氏度按：30kg：10kg：10kg：50kg的质量比，投放反应釜中，回流搅拌12小时，制成缩丁醛涂色胶乳液待用。

（2）配制抗菌剂溶液：按质量百分比取料，抗菌剂1kg异噻唑淋酮、1kg壳聚糖-铜络合物，聚乙烯蜡耐磨剂1kg，95%的乙醇20kg，混合拌均待用；

（3）铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料：取配制好的缩丁醛乳液30kg，配好的抗菌剂溶液2kg，GR有机染料黄1kg，GR有机染料红1kg份，GR有机染料黑0.5kg，自来水20kg，钛白粉10kg，异丙醇1kg，聚硅氧烷流平剂1kg，在常温反应釜中充分密封搅拌5小时，用砂磨机充分研磨12小时出料，即得烟用铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料。

本发明对丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸(PAMPS)、聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚丙烯酰胺(PAM)，丙烯酸羟丙酯—2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙基磺酸(HPA-AMPS)等聚烯树脂作了综合性试验和使用，得出了各亲水树脂亲水性的大小顺序及溶解性进行详细的对比讨论，各树脂间的协同作用对树脂的亲水性影响很大。通过优化，进一步提高树脂的亲水性和其它应用性能，对树脂间的协同作用做了更深入的试验，以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂及聚丙烯酰胺(PAM)树脂为原料最为可靠。据此，开发出一种亲水涂料，并对其进行了正交试验，确定了涂料的最佳配比为：PVB30％，PAM30％，乙醇20％、松香：5%，消泡剂聚氧丙烯甘油醚5%、醋酸二丁酯2%，对生产工艺条件如固化温度、固化时间和外界条件如pH值、膜厚和外加交联剂对涂料的亲水性的影响，确定涂料的最佳工艺条件为：固化温度为250℃，固化时间为5S，pH为6，涂膜厚度为0.7μm。具体为：涂料制备时反应釜的温度应设置在250度左右，以便缩丁醛树脂，聚丙烯酰胺树脂充分混合溶解。使用过程中铝箔纸张经过设备所有几道烘箱的保持时间为5S以便印刷涂层彻底固化在铝箔表面，涂料的pH保持在6以上为佳，一般该涂料印刷在铝箔表面的厚度为0.7μm左右，涂料的综合性能可以满足铝箔亲水性的要求。

本发明提供的铝箔纸水溶性铝箔抗菌印刷涂料，在实际应用过程中进一步进行了改善，通过现场印刷与实际应用，该印刷涂料质量得到步步提高。其印刷条件为：1、印刷机速为100-120米/分钟；2、本涂料使用的稀释溶剂为水或者95%乙醇按重量配比1：1稀释，3、加热设备温度为50℃-65℃。

Claims (7)

1.一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，由以下原料制作：聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物、GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、自来水、耐磨剂聚乙烯蜡、钛白粉、松香和95%乙醇；

制作步骤如下：

（1）涂色胶的配制：将聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、松香、95%乙醇按3：1-3：0.5-1：2-5的质量比，投入内部为240-260摄氏度的反应釜中，混匀，回流搅拌11-12小时，制成涂色胶乳液，待用；

（2）配制抗菌剂：取异噻唑淋酮、壳聚糖-铜络合物、耐磨剂聚乙烯蜡和浓度95%乙醇，按质量比1-1.5：1-1.5：1-2：20-50在常温下混合拌均，即制成抗菌剂，待用；

（3）按质量比25-30：2取配制好的涂色胶乳液和抗菌剂，再按1：1：0.5：15-20：10的质量比取GR有机染料黄、GR有机染料红、GR有机染料黑、自来水和钛白粉，在常温下投放反应釜中密封充分搅拌5小时，用砂磨机充分研磨12小时出料，即得烟用铝箔纸亲水抗菌涂料。

2.根据权利要求1所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所得烟用铝箔纸亲水抗菌涂料其技术指标如下：

（1）.外观:无色透明液体，

（2）.粘度25℃时:5～50mPa.s，

（3）.固含量:≥30%，

（4）.pH值：6～7，

（5）.附着力：1~2级。

3.根据权利要求1所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所述原料还包括消泡剂聚氧丙烯甘油醚、醋酸二丁酯，所述涂色胶的配制为：将聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、松香、95%乙醇、消泡剂聚氧丙烯甘油醚、醋酸二丁酯按30：30：20：5：5：2的质量比投放在内部为250摄氏度的反应釜中，混匀，回流搅拌12小时，制成涂色胶乳液。

4.根据权利要求1所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所述步骤（3）还加入质量比为1的流平剂。

5.根据权利要求1或3所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所述步骤（3）还加入质量比为1的流平剂和质量比为1的异丙醇。

6.根据权利要求4所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷流平剂。

7.根据权利要求1所述的一种烟用铝箔纸亲水抗菌涂料，其特征在于，所得烟用铝箔纸亲水抗菌涂料的印刷使用条件为：

（1）、印刷机速为100-120米/分钟；

（2）、使用水或者95%乙醇按重量配比1：1稀释；

（3）、加热设备温度为50-65℃。