CN103866607B - 一种高强度直镀铝水性底涂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度直镀铝水性底涂及其制备方法和应用。所述直镀铝水性底涂包含以下质量份的组分：水性树脂50～80份、助溶剂6～16份、流平剂0.1～1份、消泡剂0.05～0.20份、增滑剂0.05～0.5份、增硬剂1～6份、pH调节剂0.1～0.3份、增稠剂0.2～2份、交联剂0～2份和水6.2～36.2份。本发明直镀铝水性底涂以其良好的封闭性，确保对纸张表面微孔的填充和对水汽的阻隔，而柔韧性的特点赋予纸张耐折弯的特性，防粘性则保证镀铝原纸上底涂后卷膜不互相粘连，此外所选树脂体系及涂层流平性的调整，使得底涂具有高镀铝金属质感。
Description
技术领域
本发明属于直镀铝原纸前处理用水性底涂领域，具体涉及一种高强度直镀铝水性底涂及其制备方法和应用。
背景技术
镀铝纸是一种以纸张为基础，通过真空镀铝技术将铝分子在其表面排布形成具有金属外观的特殊纸张。传统的铝箔纸是用纸张和铝箔经胶黏剂贴合得到纸张复合铝箔材料。其中铝箔厚度约7～9μm，因此这种铝箔纸需要消耗大量的铝箔，在应用结束后又难于降解，同时所使用的胶黏剂含有一些不环保的溶剂成分。而采用镀铝技术制备的镀铝纸，其铝层厚度约为（0.04μm）左右，其耗铝量约为铝箔纸的1/200。近年来镀铝纸已逐渐代替传统的铝箔纸，用于标签、烟包、食品、日化品、礼盒包装等领域，在节约成本、功能性和环保要求方面更符合包装纸业发展的趋势，成为一种新型包装用纸。
在纸张表面形成一层铝分子的方法，即镀铝纸的制造工艺主要分为转移镀铝法和直接镀铝法。转移镀铝法是以PET为介质，在其表面涂布一层可离型的转移涂料，并在真空状态下镀铝，使铝分子沉积排布在PET表面的转移涂料上，再用胶水与纸张贴合，然后将PET剥离后得到具有金属效果的镀铝纸。直镀铝法是直接在纸张表面进行镀铝，使铝分子沉积排布在纸张表面形成镀铝纸。相比而言，转移镀铝法借助了PET膜的平整度和转移涂料的可信息化（上色或压花），使其成品外观上光泽度更佳，同时产品多样化。但该方法对转移涂料的要求很高，同时生产工艺冗长，需要精细的质量监控才能保证产品的合格率。直镀铝法在纸张表面镀铝，而纸张粗糙的纤维结构导致表面平滑度较差，从而得到的镀铝纸在产品外观上略逊一筹，但是生产工艺简单，减少了对设备的要求，更适用于生产一些简约的镀铝纸。两种方法各具特色，行业内的生产商会根据需求选择相应的工艺，并不断对工艺和材料进行改造，推进了镀铝纸的制造方法。
对于直镀铝法，为了改进纸张表面粗糙，镀铝效果不够平整光滑的缺点，可以对纸张表面进行预处理，涂布预处理胶或称为底涂，使纸张表面的微孔和纤维结构得到填充。这种预处理底涂一般以溶剂型涂料为主，所采用的有机溶剂具有易挥发、易燃易爆的特性，以及对人体呼吸道、眼睛的刺激和引起身体不适，在环保和安全方面是不为推荐的。因此，行业内正在寻求和开发环保型的预处理底涂。
专利CN1049038A以加热熔融的方式将松香、聚乙烯醇缩丁醛、苯二甲酸二丁酯、双酚A混炼形成混合物，冷却后得到固体形式的处理胶。专利中未见该固体处理胶的应用描述，只提到能溶于乙醇，因此可以预期该处理胶在应用上还是需要用溶剂稀释的，并不是真正的环保型预处理底涂；专利CN86106862B提出以乙醇、酰胺为主要溶剂（49～66%），加之少量的水（低于8%），将松香、聚乙烯醇缩丁醛混合形成预处理胶。专利突出其所使用的溶剂并非严重危害性溶剂，但这种方式得到的液体处理胶，以乙醇和酰胺为主要溶剂，水只占了极少比例，因此环保型稍差。
为了免除溶剂的使用，专利CN102504695和专利CN102392385A均公开了一种电子束固化无溶剂底涂。这种底涂的制备原理是以含有活性双键的丙烯酸酯类预聚物（自由基固化机理）或环氧树脂（阳离子固化机理）为成膜物，通过电子束辐射固化成膜。有别于溶剂性涂料，不需要通过溶剂的挥发来促进成膜物的物理或化学交联。但该方法需要加入活性稀释剂，同样属于一些小分子量的化合物，保存不当的情况下也有挥发泄露的可能。此外这些含活性反应位点的预聚体或稀释剂，以及所使用的引发剂，是比较容易见光失活的。再次该方法制备的底涂，需要相应的电子束固化设备，因此对固化设备具有一定的要求。
除了上述无溶剂底涂，水性底涂以大量的水和少量助溶剂为稀释剂，也是对车间施工环境和工人身体健康更为保障的选择。专利CN101671510B公开了一种高光泽直镀法结合层涂料，以水性树脂为成膜物，通过复合的方式，施胶于纸张与PET之间，固化后揭开PET膜，从而赋予纸张高光泽度，成为“玻璃卡”。该涂料的应用方式类似于转移镀铝法，借助了PET的平滑表面，在施工上还需要与PET复合后又进行剥离，有别于底涂的上胶工艺。专利CN102363933A公开了一种环保型水性哑光镀铝纸底涂，以丙烯酸、聚酯树脂为成膜物，加入水性蜡浆和其它助剂制备得到水性哑光镀铝纸底涂，该法制备的水性底涂具有哑光的效果。专利CN100500994C公开了一种真空镀铝纸处理用水性基料的制备方法，将丙烯酸系单体或不饱和单体，通过自由基乳液共聚的方式制备得到粒径20-80nm的乳液，具有稳定性、耐水性（耐常温去离子水）、光泽度（专利中的测量方法是涂层干燥后的光泽度而非镀铝光泽）、附着力的优点。专利CN100567636C公开了一种镀铝纸处理用底涂的制备方法和应用，以丙烯酸系树脂、乙烯基树脂为成膜物，采用有机碱对丙烯酸树脂进行中和提高了涂膜的耐碱性，同时以水溶性蜡乳液增强耐磨性。专利CN102505562A公开了一种镀铝纸处理用水溶性涂料，以无机填料为主体，在分散剂、胶乳、流变剂、增稠剂的作用下混合形成水溶性涂料，利用无机材料提高了耐磨性和平滑度。
在以上专利提到的水性底涂制备方法中，对水性底涂的稳定性、光泽度、附着力、耐水性、耐碱性、耐磨性等方面做了改进。但结合镀铝纸的应用，如能具备以下特点，镀铝纸的功能性更为完善：封闭性、柔韧性、防粘性、高镀铝金属质感，上述水性底涂中并未提及。但是对于镀铝纸的应用来说，这几个方面有着非常重要的作用。
首先纸张具有微孔结构，易于吸潮，因此涂层具有封闭性可以阻隔水汽的侵蚀；其次镀铝纸用于包装品，在成型的时候会受到折叠，因此提升涂层的柔韧性可以改善镀铝纸的折弯性；第三，纸张都是整卷上底涂、镀铝后再按尺寸分切，因此底涂应具备一定的防粘性以保证不粘连；此外，镀铝底涂的一个重要作用是使铝分子排布在涂层表面形成金属质感的外观，底涂填充了纸张表面的微孔，提高平滑度是改善光泽度的一个方面，但底涂本身能否与铝分子结合形成高金属质感的表面，取决于底涂选用的树脂。因此提高底涂的高镀铝金属质感也很重要。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种高强度直镀铝水性底涂。
本发明的另一目的在于提供上述高强度直镀铝水性底涂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述高强度直镀铝水性底涂的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种高强度直镀铝水性底涂，包含以下质量份的组分：
优选的，所述水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸改性聚氨酯、水性环氧改性聚氨酯、水性有机硅改性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸(酯)-苯乙烯共聚树脂和水性硝化棉中的至少一种。
优选的，所述交联剂为氨基树脂、氮丙啶、碳化二亚胺、异氰酸酯、硅烷偶联剂、钛偶联剂、多元羧酸和多元胺中的至少一种。
优选的，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅氧烷类流平剂、有机氟碳类流平剂、烷基酚聚氧乙烯醚、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、可降低表面张力的含有醚键化合物和可降低表面张力的含有双亲性基团化合物中的至少一种。
优选的，所述增滑剂为水性聚烯烃蜡乳液、水性脂肪酸酰胺、含硅有机化合物和含氟有机化合物中的至少一种；
所述增硬剂为无机纳米材料或有机增硬树脂；所述无机纳米材料包括纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化铝或纳米氧化锆的溶胶中的至少一种；所述有机增硬树脂包括水性醛酮树脂、水性丙烯酸树脂或水性马来酸酐-苯乙烯共聚树脂中的至少一种。
优选的，所述助溶剂为乙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂和聚醚改性有机硅氧烷类消泡剂中的至少一种；
所述pH调节剂为氨水、三乙胺、异丙胺、叔丁胺、环己胺、烷基乙醇胺、异丙醇胺、吗啉、烷基吗啉、吡啶和烷基吡啶中的至少一种；
所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚氨酯增稠剂、和天然高分子及其衍生物类增稠剂中的至少一种。
更优选的，所述天然高分子及其衍生物类增稠剂包括明胶、海藻酸钠或瓜尔胶中的至少一种。
本发明所得到的直镀铝水性底涂的固含量为20～40%（质量），粘度为涂-4杯测量15～35s。
上述直镀铝水性底涂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将流平剂、增滑剂和消泡剂加入到助溶剂中，搅拌均匀，然后再加入水，搅拌均匀得到混合液；
（2）在搅拌的条件下，将水性树脂和增硬剂加入到步骤（1）得到的混合液中，分散均匀后加入pH调节剂调节pH至6～9，得到溶液；
（3）将增稠剂加入到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度至15～35s；然后加入交联剂，搅拌均匀，得到所述直镀铝水性底涂。
其中，步骤（1）、步骤（2）和步骤（3）中所述的搅拌速度为200～1000r/min。
上述直镀铝水性底涂在制备表面具有金属质感的真空镀铝纸中的应用，包括以下步骤：
（1）用4～10#线棒将所述直镀铝水性底涂刮涂于纸张表面；然后将涂覆好的纸张在80～200℃温度下烘焙10～40s，得到底涂涂层厚度为1～3g/m2的预处理纸张；
（2）将步骤（1）得到的预处理纸张于40～70℃熟化24～72h，最后将熟化后的预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
优选的，步骤（1）为通过网纹辊或钢辊将所述直镀铝水性底涂涂布于纸张表面。
本发明的机理为：首先纸张具有微孔结构，易于吸潮，因此涂层具有封闭性可以阻隔水汽的侵蚀；其次镀铝纸用于包装品，在成型的时候会受到折叠，因此提升涂层的柔韧性可以改善镀铝纸的折弯性；第三，纸张都是整卷上底涂、镀铝后再按尺寸分切，因此底涂应具备一定的防粘性以保证不粘连；此外，镀铝底涂的一个重要作用是使铝分子排布在涂层表面形成金属质感的外观，底涂填充了纸张表面的微孔，提高平滑度是改善光泽度的一个方面，但底涂本身能否与铝分子结合形成高金属质感的表面，取决于底涂选用的树脂。因此提高底涂的高镀铝金属质感也很重要。本发明通过对水性树脂的优选、交联剂的应用以及流平剂、增稠剂、增滑剂、增硬剂的协调作用，得到一种具有良好封闭性、高柔韧性、高镀铝金属质感、较好的防粘性的直镀铝水性底涂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
（1）本发明直镀铝水性底涂具有良好的封闭性好、较高的柔韧性、高镀铝金属质感、较好的防粘性等特点。
（2）本发明直镀铝水性底涂以其良好的封闭性，确保对纸张表面微孔的填充和对水汽的阻隔，而高柔韧性的特点赋予纸张耐折弯的特性，较好的防粘性则保证镀铝原纸上底涂后卷膜不互相粘连，此外所选树脂体系及涂层流平性的调整，使得底涂具有高镀铝金属质感。
（3）本发明直镀铝水性底涂应用于制备表面具有金属质感的真空镀铝纸时，于40～70℃熟化24～72h，经过熟化后的涂层，可以得到一定程度的后交联，从而提高涂层的交联密度，形成致密的涂膜，从而改善涂层在柔韧性、封闭型方面的性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
（一）制备直镀铝水性底涂：
（1）将2g丙二醇甲醚和6g乙醇混合均匀，然后加入0.5g流平剂BYK333（聚醚改性有机硅氧烷）、0.2g增滑剂silok-8580（含硅有机化合物）和0.05g消泡剂tego902W（聚醚改性有机硅氧烷），搅拌（200～1000r/min）至各成分溶解后，加入36.15g去离子水并搅拌（200～1000r/min）均匀，得到混合液；
（2）在低速搅拌（200～1000r/min）条件下向步骤（1）得到的混合液中加入50gDSM水性丙烯酸改性聚氨酯E-129（固含量60%），再加入2g水性醛酮EPDS-1300，分散均匀；然后滴加约0.1g环己胺调节pH至6～9，得到溶液；
（3）加入1g增稠剂陶氏羟乙基纤维素ER-4400（1%（质量）水溶液）到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度为30±2s；然后加入2g异氰酸酯BayerBayhydrolBL5140（德国拜耳化学，40%（质量））并搅拌（200～1000r/min）均匀，制得固含量31%（质量）的直镀铝水性底涂。
（二）制备表面具有金属质感的真空镀铝纸：
将步骤（一）制得的直镀铝水性底涂用5#线棒刮涂于70g湿强纸表面，在200℃烘箱中烘烤40s，得到底涂涂层厚度为2.2～2.5g/m2的预处理纸张；然后置于60℃的熟化室中熟化72h；最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
实施例2
（一）制备直镀铝水性底涂：
（1）将4g丙二醇甲醚醋酸酯、6g乙醇、6g正丙醇混合均匀，加入0.1g流平剂EFKA-3777（氟碳流平剂）、0.3g增滑剂DC-30（含硅有机化合物）和0.05g矿物油消泡剂AD-76，搅拌（200～1000r/min）至各成分溶解后，加入19.35g去离子水并搅拌（200～1000r/min）均匀，得到混合液；
（2）在低速搅拌（200～1000r/min）条件下向步骤（1）得到的混合液中加入40gDSM水性聚氨酯NeoRezR-986（固含量34%（质量））和16g水性聚酯EW-312（50%（质量）），再加入5g有机增硬树脂水性丙烯酸AC-830（35%（质量）），分散均匀；然后滴加约0.2gN,N-二甲基二乙醇胺调节pH至6～9，得到溶液；
（3）加入1g丙烯酸增稠剂LH-122到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度为25±2ss；然后加入2g硅烷偶联剂wetlink78并搅拌（200～1000r/min）均匀，制得固含量20%（质量）的直镀铝水性底涂。
（二）制备表面具有金属质感的真空镀铝纸：
将步骤（一）制得的直镀铝水性底涂用10#线棒刮涂于70g湿强纸表面，在120℃烘箱中烘烤15s，得到底涂涂层厚度为2.8～3g/m2的预处理纸张；然后置于70℃的熟化室中熟化48h；最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
实施例3
（一）制备直镀铝水性底涂：
（1）将3g丙二醇甲醚、1g正丁醇和6g乙醇混合均匀，加入1g流平剂德谦levelol839（丙烯酸酯流平剂）、0.05g增滑剂CHEMIPEARLW900（三井化学，水性聚烯烃蜡乳液）和0.1g消泡剂tego835（聚二甲基硅氧烷类消泡剂），搅拌（200～1000r/min）至各成分溶解后，加入15.8g去离子水并搅拌（200～1000r/min）均匀，得到混合液；
（2）在低速搅拌（200～1000r/min）条件下向步骤（1）得到的混合液中加入40g拜耳水性聚氨酯2593（固含量35%（质量））和30gADEKA的水性聚氨酯HUX1032（固含量30%（质量）），再加入2g纳米氧化硅水溶液（10%（质量）），分散均匀；然后滴加约0.25g1-氨基异丙醇调节pH至6～9，得到溶液；
（3）加入0.8g增稠剂ADEKAUH-450（聚氨酯缔合型增稠剂）到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度为40±2s；搅拌（200～1000r/min）均匀后制得固含量23%（质量）的直镀铝水性底涂；
（二）制备表面具有金属质感的真空镀铝纸：
将步骤（一）制得的直镀铝水性底涂用4#线棒刮涂于70g湿强纸表面，在80℃烘箱中烘烤10s，得到底涂涂层厚度为1～1.3g/m2的预处理纸张；然后将置于40℃的熟化室中熟化24h；最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
实施例4
（一）制备直镀铝水性底涂：
（1）将2g正丁醇和4g乙醇混合均匀，加入0.1g流平剂十二烷基硫酸钠（50%（质量）水溶液，阴离子表面活性剂）、0.2g增滑剂椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和0.15g消泡剂tego8050（聚醚改性有机硅氧烷），搅拌（200～1000r/min）至各成分溶解后，加入6.2g去离子水并搅拌（200～1000r/min）均匀，得到混合液；
（2）在低速搅拌（200～1000r/min）条件下向步骤（1）得到的混合液中加入50gDSM水性自交联丙烯酸树脂XK-12（固含量45%（质量））和30g水性苯丙树脂M-209（固含量48%（质量）），再加入6g水性醛酮EPDS-1300，分散均匀；然后滴加约0.15g吡啶调节pH至6～9，得到溶液；
（3）加入0.2g海藻酸钠（20%（质量）水溶液）到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度为28±2s；然后加入1g碳化二亚胺XL-732（荷兰斯塔尔）并搅拌（200～1000r/min）均匀，制得固含量40%（质量）的直镀铝水性底涂；
（二）制备表面具有金属质感的真空镀铝纸：
将步骤（一）制得的直镀铝水性底涂用5#线棒刮涂于70g湿强纸表面，在140℃烘箱中烘烤25s，得到底涂涂层厚度为2.8～3g/m2的预处理纸张；然后置于60℃的熟化室中熟化48h；最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
实施例5
（一）制备直镀铝水性底涂：
（1）将3g丙二醇丁醚和7g乙醇混合均匀，加入0.1g流平剂TRITONX-405（烷基酚聚氧乙烯醚）、0.2g增滑剂HP-40（氟硅共聚物）和0.2g消泡剂BYK053（聚醚类消泡剂），搅拌（200～1000r/min）至各成分溶解后，加入13.4g去离子水并搅拌（200～1000r/min）均匀，得到混合液；
（2）在低速搅拌（200～1000r/min）条件下向步骤（1）得到的混合液中加入60gADEKA水性聚氨酯HUX-522（固含量30%（质量））和10g水性硝化棉ENKRACOAEAC-831（固含量18%（质量）），再加入2g水性马来酸酐-苯乙烯共聚物SMA3000，分散均匀；然后滴加约0.1gN-甲基吗啉调节pH至6～9，得到溶液；
（3）加入2g丙烯酸增稠剂LH-122到步骤（2）得到的溶液中，调节粘度为35±2s；然后加入2g氮丙啶CX-100并搅拌（200～1000r/min）均匀，制得固含量21%（质量）的直镀铝水性底涂；
（二）制备表面具有金属质感的真空镀铝纸：
将步骤（一）制得的直镀铝水性底涂用8#线棒刮涂于70g湿强纸表面，在160℃烘箱中烘烤30s，得到底涂涂层厚度为2.5～2.7g/m2的预处理纸张；然后置于50℃的熟化室中熟化48h；最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
实施例6
测试实施例1～5制备的水性底涂的互粘性
将实施例1～5所制得的预处理纸张，以底涂层对纸张背面叠放在一起，用6kg重物压住，于50℃烘箱中保持24h后取出观察，底涂和纸张背面无粘连；
将实施例1～5所制得的预处理纸张，以底涂层对底涂层叠放在一起，用6kg重物压住，于50℃烘箱中保持24h后取出观察，底涂和底涂之间亦无粘连。
上述数据说明水性直镀铝底涂具有很好的防粘性，可以避免叠放过程中的相互粘连。
而以实施例5为对比，取消其中的水性马来酸酐-苯乙烯共聚物SMA3000后，所得无硬化剂的涂料配方，用相同方法测试其涂层的互粘性，底涂-纸张背面发生轻微粘连，涂层-涂层之间则较大程度粘连。
实施例7
测试实施例1～5制备的水性底涂的镀铝光泽度
首先将空白的湿强纸放进真空镀铝机中进行镀铝，得到无底涂处理的真空镀铝纸。
然后用爱色丽色差仪X-RITESP64测量实施例1～5所制得的真空镀铝纸张以及无底涂处理的真空镀铝纸的光泽度（镀铝前后均测），所得数据见表1：
表1湿强纸镀铝前后光泽度检测
| 样品 | 镀铝前光泽度 | 镀铝后光泽度 | 差值 | 外观 |
| 湿强纸 | 92.7 | 79.7 | -13 | 哑光 |
| 实施例1 | 92.1 | 94.5 | 2.4 | 亮银 |
| 实施例2 | 91.6 | 93.2 | 1.6 | 亮银 |
| 实施例3 | 92.4 | 94.1 | 1.7 | 亮银 |
| 实施例4 | 91.7 | 93.6 | 1.9 | 亮银 |
| 实施例5 | 91.5 | 93.8 | 2.3 | 亮银 |
从表1的数据可以看出，湿强纸本身具有较高的光泽度，但镀铝后的光泽度明显下降，外观呈哑光状态，无金属质感；而实施例1～5制备的水性底涂，镀铝前的涂层光泽度同纸张本身的光泽度差别不大，说明涂层具有很好的透明性。镀铝后的光泽度略微提高，且外观具有亮银的金属质感。
实施例8
以实施例4为例，说明本发明所提供的水性底涂的耐水性（耐水煮测试）
以实施例4为对比，测量改变其中2个要点的耐水煮性。实施例4的水性底涂制备方法中，改变其中的两个要点：（1）取消其中的碳化二亚胺；（2）取消熟化过程。按下述制得3张待测样板：
样板1：用5#线棒将实施例4制备的水性底涂直接刮涂于14μPET上，放入140℃烘箱中烘烤25s使涂层干燥成膜，再放置于60℃烘箱中熟化48h待测；
样板2：按实施例4的制备方法，取消其中的碳化二亚胺，制得无交联剂的水性底涂，然后用5#线棒将无交联剂的水性底涂刮涂于14μPET上，放入140℃烘箱中烘烤25s使涂层干燥成膜，再放置于60℃烘箱中熟化48h待测；
样板3：用5#线棒将实施例4制备的水性底涂直接刮涂于14μPET上，放入140℃烘箱中烘烤25s使涂层干燥成膜，取出于室温放置待测。
将上述3张样板同时浸入沸水中，保持5min后取出观察涂层脱落程度。记录结果见表2：
表2水性底涂的耐水煮测试
| 样板编号 | 涂层脱落程度 | 涂层外观 |
| 样板1（按实施例4） | 无脱落 | 透明 |
| 样板2（无交联剂） | 全脱落 | / |
| 样板3（未熟化） | 大量脱落 | 发白 |
从表2可以看到，实施例4的水性底涂具有很好的耐水煮性，而改变其中的两个要点，取消交联剂或取消熟化过程，均降低了水性底涂的耐水煮性。因此本发明水性底涂具有良好的封闭性。
本发明通过对水性树脂的优选、交联剂的应用以及流平剂、增稠剂、增滑剂、增硬剂的协调作用，得到一种具有良好封闭性、高柔韧性、高镀铝金属质感、较好的防粘性的直镀铝水性底涂。但是在本发明中，交联剂并非必要的组分。如果所使用的水性树脂具有良好的疏水特性，则可以不添加交联剂。例如实施例3中所使用的水性树脂HUX1032，是一种延伸率很高同时具有疏水特性的聚氨酯，所以实施例3未添加交联剂，但是实施例3所得到的水性底涂经上述方法测试发现，样板上涂层亦无脱落、涂层外观呈透明。
此外，实施例1、2、5所得到的水性底涂经上述方法测试水性底涂的耐水性发现，样板上涂层亦无脱落、涂层外观呈透明。可见实施例1、2、5所得到的水性底涂具有良好的封闭性。
实施例9
以实施例5为例，说明本发明所提供的水性底涂的耐折弯性（0T测试）
以实施例5为对比，测量改变其中2个要点的耐折弯性。实施例5的水性底涂制备方法中，改变其中的两个要点：（1）取消其中的氮丙啶；（2）取消熟化过程。按下述制得3张待测样板：
样板1：用8#线棒将实施例5制备的水性底涂直接刮涂于350g/m2的卡纸上，放入160℃烘箱中烘烤30s使涂层干燥成膜，再放置于50℃烘箱中熟化48h待测；
样板2：按实施例5的制备方法，取消其中的氮丙啶，制得无交联剂的水性底涂，然后用8#线棒将无交联剂的水性底涂刮涂于350g/m2的卡纸上，放入160℃烘箱中烘烤30s使涂层干燥成膜，再放置于50℃烘箱中熟化48h待测；
样板3：用8#线棒将实施例5制备的水性底涂直接刮涂于铝板上，放入160℃烘箱中烘烤30s使涂层干燥成膜，取出于室温放置待测。
将上述3张样板用T弯仪检测0T,记录结果见表3：
表3水性底涂的耐折弯性测试
| 样板编号 | 耐折弯 |
| 样板1（按实施例4） | 无变化 |
| 样板2（无交联剂） | 开裂 |
| 样板3（未熟化） | 开裂 |
从表3可以看到，实施例5的水性底涂具有很好的耐折弯性，而改变其中的两个要点，取消交联剂或取消熟化过程，均降低了水性底涂的耐折弯性。因此本发明水性底涂具有高柔韧性。
如前所述，本发明通过对水性树脂的优选、交联剂的应用以及流平剂、增稠剂、增滑剂、增硬剂的协调作用，得到一种具有良好封闭性、高柔韧性、高镀铝金属质感、较好的防粘性的直镀铝水性底涂。但是在本发明中，交联剂并非必要的组分。如果所使用的水性树脂具有良好的延伸特性，则可以不添加交联剂。例如实施例3中所使用的水性树脂HUX1032，是一种延伸率很高同时具有疏水特性的聚氨酯，所以实施例3未添加交联剂，但是实施例3所得到的水性底涂经上述方法测试发现，样板上涂层亦无变化。
此外，实施例1、2、5所得到的水性底涂经上述方法测试水性底涂的耐折弯性发现，样板上涂层亦无变化。可见实施例1、2、5所得到的水性底涂具有高柔韧性。
实施例10
按实施例4的方法制备固含量40%（质量）的直镀铝水性底涂。
然后将涂料置于涂布机的料盘中，用160目网纹辊将上述底涂涂布于70g湿强纸表面。经过温度设定为90-120-150-160-130℃的五节烘箱烘干，得到底涂涂层厚度为25～2.8g的预处理纸张。然后置于60℃的熟化室中熟化48h。最后将预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高强度直镀铝水性底涂，其特征在于，包含以下质量份的组分：
所述水性树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸改性聚氨酯、水性环氧改性聚氨酯、水性有机硅改性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸(酯)-苯乙烯共聚树脂和水性硝化棉中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的直镀铝水性底涂，其特征在于，所述交联剂为氨基树脂、氮丙啶、碳化二亚胺、异氰酸酯、硅烷偶联剂、钛偶联剂、多元羧酸和多元胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的直镀铝水性底涂，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂、聚醚改性有机硅氧烷类流平剂、有机氟碳类流平剂、烷基酚聚氧乙烯醚、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、可降低表面张力的含有醚键化合物和可降低表面张力的含有双亲性基团化合物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的直镀铝水性底涂，其特征在于，所述增滑剂为水性聚烯烃蜡乳液、水性脂肪酸酰胺、含硅有机化合物和含氟有机化合物中的至少一种；
所述增硬剂为无机纳米材料或有机增硬树脂；所述无机纳米材料包括纳米氧化硅、纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化铝或纳米氧化锆的溶胶中的至少一种；所述有机增硬树脂包括水性醛酮树脂、水性丙烯酸树脂或水性马来酸酐-苯乙烯共聚树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的直镀铝水性底涂，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、正丁醇、叔丁醇、异丁醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚和二丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；
所述消泡剂为矿物油类消泡剂、聚醚类消泡剂、有机硅氧烷类消泡剂和聚醚改性有机硅氧烷类消泡剂中的至少一种；
所述pH调节剂为氨水、三乙胺、异丙胺、叔丁胺、环己胺、烷基乙醇胺、异丙醇胺、吗啉、烷基吗啉、吡啶和烷基吡啶中的至少一种；
所述增稠剂为纤维素醚及其衍生物类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚氨酯增稠剂、和天然高分子及其衍生物类增稠剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的直镀铝水性底涂，其特征在于，所述天然高分子及其衍生物类增稠剂包括明胶、海藻酸钠或瓜尔胶中的至少一种。
7.权利要求1～6任一项所述的直镀铝水性底涂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将流平剂、增滑剂和消泡剂加入到助溶剂中，搅拌均匀，然后再加入水，搅拌均匀得到混合液；
(2)在搅拌的条件下，将水性树脂和增硬剂加入到步骤(1)得到的混合液中，分散均匀后加入pH调节剂调节pH至6～9，得到溶液；
(3)将增稠剂加入到步骤(2)得到的溶液中，调节粘度至15～35s；然后加入交联剂，搅拌均匀，得到所述直镀铝水性底涂。
8.权利要求1～6任一项所述的直镀铝水性底涂在制备表面具有金属质感的真空镀铝纸中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用4～10#线棒将所述直镀铝水性底涂刮涂于纸张表面；然后将涂覆好的纸张在80～200℃温度下烘焙10～40s，得到底涂涂层厚度为1～3g/m2的预处理纸张；
(2)将步骤(1)得到的预处理纸张于40～70℃熟化24～72h，最后将熟化后的预处理纸张送入真空镀铝机中进行镀铝，得到表面具有金属质感的真空镀铝纸。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(1)为通过网纹辊或钢辊将所述直镀铝水性底涂涂布于纸张表面。
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