CN104312403A - 单组份低温固化环保型水性op保护涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂料技术领域的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料及制备方法；所述组合物包括如下重量份数的各组分：羟基聚氨酯20-38；水溶性硅溶胶18-30；硅烷偶联剂0.5-2；水性封闭型固化剂0.5-1；助剂0.3-0.5；助溶5-10；溶剂20-50。本发明还涉及所述组合物的制备方法。本发明的涂料能在较低温度下进行固化，固化温度为120-130℃，大大降低了能耗。通过混拼特定比例的硅溶胶，本发明的涂料具有优异的耐温性能，耐温能达到280℃。本发明的涂料中未添加传统OP保护涂料常用的氨基树脂，因此，易氧化物含量极少。单组份涂料，常温稳定性佳。

Description

单组份低温固化环保型水性OP保护涂料及制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料及制备方法。
背景技术
PTP铝箔是泡罩包装的重要组成部分，其OP保护层的主要作用是使PTP铝箔表面光亮平整，提高PTP铝箔的抗酸碱侵蚀能力，延长药品的保质期，以及保护印刷层，使油墨与铝箔基材能有效黏合，不脱落。目前，市场上OP保护层主要有氨基树脂和丙烯酸交联型、氨基树脂自固化型、和双组份聚氨酯交联型。氨基树脂和丙烯酸交联型OP保护层耐温性能达到260度，但需要在高温环境下烘烤，能耗非常大；氨基树脂自固化型OP保护层耐温性只能达到230度，且其易氧化物含量严重超标；双组份聚氨酯交联型OP保护层耐温性仅为200度，且需要即用即配，涂布后还需固化48小时，时效性差。
本发明主要解决现有绝大部分OP保护层需要在高温环境中烘烤才能达到一定的固化效率，以保证OP保护层具有较高的耐温性能和与铝箔基材附着力问题，大大降低了能耗。另外，易氧化物来源主要为氨基树脂，而本发明未添加传统OP涂料中常用的氨基树脂，大大降低了易氧化物的含量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料及制备方法。本发明的涂料能在较低温度下进行固化，固化温度为120-130℃，大大降低了能耗。此外，通过混拼特定比例的硅溶胶，本发明的涂料具有优异的耐温性能，耐温能达到280℃。本发明的涂料中未添加传统OP保护涂料常用的氨基树脂，因此，易氧化物含量极少。单组份涂料，常温稳定性佳。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现，本发明涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，所述涂料包括如下重量份数的各组分：
优选地，所述的羟基聚氨酯中OH/NCO含量≥1.5。
优选地，所述的水溶性硅溶胶粒径为15-20nm。
优选地，所述的硅烷偶联剂为KH550。
优选地，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃。
优选地，所述的助剂由防粘助剂、消泡剂和润湿剂组成，分别为TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110。
优选地，所述的助剂由TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825和TEGO Glide 110组成。
优选地，所述的溶剂为水，所述的助溶剂为乙醇。
第二方面，本发明还涉及一种前述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取各组分；之后取将羟基聚氨酯、水溶性硅溶胶和10％-40％的溶剂，混合，升温至60-70℃，搅拌；
步骤二，在搅拌的情况下，分别加入硅烷偶联剂和水性封闭型固化剂；
步骤三，将助溶剂和剩下的溶剂混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中；
步骤四，在反应釜中加入助剂，搅拌，即得。
优选地，所述方法包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取各组分；之后取将羟基聚氨酯、水溶性硅溶胶和10％-40％的水，混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤二，在搅拌的情况下，分别加入硅烷偶联剂和水性封闭型固化剂，并分别低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤三，将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤四，在反应釜中分别加入防粘助剂、润湿剂和消泡剂，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：现有技术绝大部分涂料的烘干温度为180℃左右，本发明的涂料能在较低温度下进行固化，固化温度为120-130℃，大大降低了能耗。此外，通过混拼特定量的硅溶胶，本发明的涂料具有优异的耐温性能，耐温能达到280℃。本发明的涂料中未添加传统OP保护涂料常用的氨基树脂，因此，易氧化物含量极少。单组份涂料，常温稳定性佳。
本发明的涂料能够低温固化，固化温度为120-130℃；本发明的涂料耐温性能高，能达到280℃，与基材附着力好；本发明的涂料易氧化物含量低，接近零含量；本发明的涂料为单组份涂料，施工方便；本发明的涂料具有低气味的特性，挥发性有机物(VOCs)含量低。
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
本实施例涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)备料：
组分 重量份
羟基聚氨酯 20
水溶性硅溶胶 22
硅烷偶联剂 2
水性封闭型固化剂 0.6
助剂 0.5
助溶剂 5
溶剂 50
(2)将羟基聚氨酯和水溶性硅溶胶和10％-40％的水混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。所述的羟基聚氨酯中OH/NCO含量≥1.5，以下实施例中所述的羟基聚氨酯中OH/NCO含量均大于等于1.5；本实施例以及以下实施例中水溶性硅溶胶粒径为15-20nm。
(3)在搅拌的情况下，分别加入KH550和水性封闭型固化剂；本实施例以及以下实施例中所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃；对于硅烷偶联剂，加入与其他常用的硅烷偶联剂也能实现本发明的效果；
(4)将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(5)在反应釜中分别加入TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110，重量比为1:2:1，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟。
将该涂料刮在铝箔纸上，控制干量在1g/m2左右，所测的烘干效率、耐温性能和易氧化物含量结果如下表所示：
实施例2
本实施例涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)备料：
组分 重量份
羟基聚氨酯 28
水溶性硅溶胶 24
硅烷偶联剂 1.4
水性封闭型固化剂 0.8
助剂 0.45
助溶剂 8
溶剂 38
(2)将羟基聚氨酯和水溶性硅溶胶和10％-40％的水混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。所述的水溶性硅溶胶粒径为15-20nm。
(3)在搅拌的情况下，分别加入KH550和水性封闭型固化剂，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃；对于硅烷偶联剂，加入与其他常用的硅烷偶联剂也能实现本发明的效果；
(4)将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(5)在反应釜中分别加入TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110，重量比为1:1:1，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟。
实施例3
本实施例涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)备料：
组分 重量份
羟基聚氨酯 35
水溶性硅溶胶 19
硅烷偶联剂 0.6
水性封闭型固化剂 0.9
助剂 0.4
助溶剂 9
溶剂 35
(2)将羟基聚氨酯和水溶性硅溶胶和10％-40％的水混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(3)在搅拌的情况下，分别加入KH550和水性封闭型固化剂，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃；对于硅烷偶联剂，加入与其他常用的硅烷偶联剂也能实现本发明的效果；
(4)将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(5)在反应釜中分别加入TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110，重量比为2:1:1，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟。
实施例4
本实施例涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)备料：
组分 重量份
羟基聚氨酯 38
水溶性硅溶胶 18
硅烷偶联剂 0.5
水性封闭型固化剂 1
助剂 0.3
助溶剂 10
溶剂 20
(2)将羟基聚氨酯和水溶性硅溶胶和10％-40％的水混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(3)在搅拌的情况下，分别加入KH550和水性封闭型固化剂，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃；对于硅烷偶联剂，加入与其他常用的硅烷偶联剂也能实现本发明的效果；
(4)将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(5)在反应釜中分别加入TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110，重量比为2:2:1，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟。
实施例5
本实施例涉及一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)备料：
组分 重量份
羟基聚氨酯 21
水溶性硅溶胶 30
硅烷偶联剂 1.8
水性封闭型固化剂 0.5
助剂 0.5
助溶剂 5
溶剂 42
(2)将羟基聚氨酯和水溶性硅溶胶和10％-40％的水混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(3)在搅拌的情况下，分别加入KH550和水性封闭型固化剂，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃；对于硅烷偶联剂，加入与其他常用的硅烷偶联剂也能实现本发明的效果；
(4)将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟。
(5)在反应釜中分别加入TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825、TEGO Glide 110，重量比为2:2:1.5，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟。
综上所述，本发明的涂料能在较低温度下进行固化，现有技术绝大部分涂料的烘干温度为180℃左右，而本发明实现了固化温度为120-130℃，大大降低了能耗。此外，通过混拼特定比例的硅溶胶，本发明的涂料具有优异的耐温性能，耐温能达到280℃。本发明的涂料中未添加传统OP保护涂料常用的氨基树脂，因此，易氧化物含量极少。单组份涂料，常温稳定性佳。
本发明的涂料能够低温固化，固化温度为120-130℃；本发明的涂料耐温性能高，能达到280℃，与基材附着力好；本发明的涂料易氧化物含量低，接近零含量；本发明的涂料为单组份涂料，施工方便；本发明的涂料具有低气味的特性，挥发性有机物(VOCs)含量低。显然，本发明实现了意想不到的技术效果。
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 (10)

1.一种单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份数的各组分：
2.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的羟基聚氨酯中OH/NCO含量≥1.5。
3.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的水溶性硅溶胶粒径为15-20nm。
4.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为KH550。
5.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的水性封闭型固化剂为脂肪族异氰酸酯，开链温度为110-120℃。
6.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的助剂由防粘助剂、消泡剂和润湿剂组成。
7.如权利要求6所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的助剂由TEGO Glide 410、TEGO Foamex 825和TEGO Glide 110组成。
8.如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料，其特征在于，所述的溶剂为水，所述的助溶剂为乙醇。
9.一种如权利要求1所述的单组份低温固化环保型水性OP保护涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取各组分；之后取羟基聚氨酯、水溶性硅溶胶和10％-40％的溶剂，混合，升温至60-70℃，搅拌；
步骤二，在搅拌的情况下，分别加入硅烷偶联剂和水性封闭型固化剂；
步骤三，将助溶剂和剩下的溶剂混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中；
步骤四，在反应釜中加入助剂，搅拌，即得。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤一，按重量份数取各组分；之后取羟基聚氨酯、水溶性硅溶胶和10％-40％的水，混合，升温至60-70℃，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤二，在搅拌的情况下，分别加入硅烷偶联剂和水性封闭型固化剂，并分别低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤三，将乙醇和剩下的水混合均匀后，在搅拌的情况下加入到反应釜中，低速300-500转/分钟搅拌5-10分钟；
步骤四，在反应釜中分别加入防粘助剂、润湿剂和消泡剂，中速700-800转/分钟搅拌10-20分钟，即得。
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