CN104403292A - 一种可直接水转印的树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可直接水转印的树脂组合物及其制备方法，包含以下重量份含量的组分：热塑性树脂：90～99、粘合剂1～10、抗氧剂0.1～0.5。所述组合物的制备方法如下：在高速混合机中将上述组份进行预混并从带脱气装置的双螺杆挤出加料口加入，在200～280℃进行熔融混合，得熔体：对脱气区施加100mbar以下的低压，熔体在脱气区停留10～30s，挤出、冷却既得到可直接水转印的树脂组合物。与现有技术相比，本发明的树脂组合物在高温存放过程中只有极少的小分子析出，可简化传统印刷工艺而实现直接印刷，特别适用于直接水转印。

Description

一种可直接水转印的树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及树脂组合物领域，尤其是涉及一种可直接水转印的树脂组合物及其制备方法。
背景技术
随着经济的不断发展，消费者对产品包装涂装、档次的要求越来越高。对于印刷行业来说，印刷的概念也早已不是人们印象中传统的纸类印刷了从日常生活用品到办公用具.甚至家居装修以及汽车行业等.都需要更多、更好、更实用的表面包装。这种包装大部分都要靠转印来实现。其中水转印是近几年来比较流行的表面装饰方式，如汽车设计师将水转印技术用于IP装饰条来彰显汽车的运动感和科技感。
由于水转印是采用特殊载体把图案转贴到承印物表面的，而转印层(图案)的主要成分是油墨，而一般的塑料素材与油墨层结合力较差，所以通常在承印物(热塑性树脂)先喷一层底漆以获得平整的转印表面，同时提高树脂层与转印层的结合力，通过这种方法获得的水转印产品往往表面质量较好，且在汽车行业通常进行的高温存放和高低温循环试验中不会发生表面问题，但这种方法的不足之处在于通常需要加工厂同时具备水转印生产线和喷涂线，并且需要将两个程序完全独立操作，如果发生交叉污染则会导致严重的表面缺陷，如麻点、膜层脱落等。
目前水转印的技术还有待进一步改进和突破，水转印以后都要朝着方便、实用的立体化方向全方位发展。所谓方便.就是简化制作工艺步骤.这样既降低成本又节约时间.用户使用也更为直接简单。实用就是在原材料技术上进行大的突破，从而达到便于用户开展经营的要求。
中国专利CN102964762A公开了一种丝网印刷水转印用高触变性油墨黏合剂树脂组成物，包括下列质量份数的组份：丙烯(共)聚合体：100份；可塑剂：0-40份；添加剂：0-10份；触变剂：0-10份；溶剂：50-300份。其中，丙烯(共)聚合体以热可塑性丙烯酸烷基脂为主体，且其玻璃转移温度Tg为-10℃至100℃，可以减少印刷时的网眼堵塞、烧成时产生的残渣，但是该中树脂组成物无法提高油墨层的铺展导致表面结合力较差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法。本发明树脂组合物的成型制品可免除喷底漆工艺而用于直接水转印，同时在高温存放和高低温循环试验中表现良好，在汽车行业具有明确的应用方向和市场前景。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种可直接水转印的树脂组合物，包含如下重量份的各组分：热塑性树脂90～99，粘合剂1～10，抗氧剂0.1～0.5，
所述粘合剂是苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的悬浮共聚物(SAG)，其中苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量为5000-30000，分子量＜5000则粘合剂的机械性能会急剧恶化，分子量＞30000则转印层和树脂层结合力较差，利用粘合剂中的反应性官能团，具体来说，是SAG中的甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团)与油墨层的极性相似原理提高树脂层与转印层的结合力，同时低分子量的苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物有助于反应性官能团在表面富集，从而提高成型制品表面张力，使油墨层(转印层)能更好的在表面铺展；
在挤出机脱气区施加不大于100mbar的低压制备得到树脂组合物，从而减少挤出产品中的小分子，在后转印过程中得到较好的表面质量。
所述的热塑性树脂选自聚碳酸酯、苯乙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。
所述的苯乙烯系树脂为ABS、ASA或AES树脂。
所述的粘合剂中甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为1～8wt％。
作为优选的实施方式，粘合剂中苯乙烯-丙烯腈共聚物重均分子量为10000-20000，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为2～5wt％。
所述的抗氧剂为CIBA精化公司生产的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox 168中的一种的或几种。
可直接水转印的树脂组合物的制备方法，采用以下步骤：
步骤一、将热塑性树脂、粘合剂和抗氧剂按配方经高速混合机预混后从带脱气装置的双螺杆挤出加料口分别加入，并于200～280℃进行熔融混合，得熔体；
步骤二、对脱气区施加不大于100mbar的低压，熔体在脱气区的停留时间为10～30s，再经挤出、冷却制备得到可直接水转印的树脂组合物。
所述的双螺杆挤出机长径比为30～48。
所述对脱气区施加的低压为10～100mbar，脱气区温度为200～280℃。
所述双螺杆挤出机的脱气区的混合单元由大导程的输送元件组成，该输送元件为齿形螺纹元件。
与现有技术相比，本发明制备工艺简单，实施方便且不牺牲转印层与树脂层的粘结力，在进行汽车行业常见的高温存放和高低温循环试验后表现良好，具有明确的市场应用前景和经济价值。
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，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂1 PC/ABS 90
粘合剂1 SAG-001 10
抗氧剂 1076 0.1
PC/ABS：锦湖日丽HAC8250，
粘合剂：南通日之升生产，SAG-001，GMA含量为1％，SAN分子量为30000。
(2)在高速混合机中PC/ABS和其他组分分别加入L/D＝30的挤出机中，温度设定为260℃，脱气区绝对压力为100mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为10S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
实施例2
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂2 ABS 99
粘合剂2 SAG-005 1
抗氧剂 1076 0.1
ABS：上海锦湖日丽ABSH2938
粘合剂：南通日之升生产，SAG-005，GMA含量为5％，SAN分子量为20000
(2)在高速混合机中ABS和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为250℃，脱气区绝对压力为100mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为20S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
实施例3
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂1 PC/ABS 99
粘合剂1 SAG-008 1
抗氧剂 1076 0.1
PC/ABS：锦湖日丽HAC8250
粘合剂：南通日之升生产，SAG-008，GMA含量为8％，SAN分子量为10000
(2)在高速混合机中PC/ABS和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为260℃，脱气区绝对压力为100mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为30S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
实施例4
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂3 ABS/PMMA 95
粘合剂1 SAG-002 5
抗氧剂 1076 0.1
ABS/PMMA：上海锦湖日丽HAM8541
粘合剂：南通日之升生产，SAG-002，GMA含量为2％，SAN分子量为25000
(2)在高速混合机中ABS/PMMA和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为100mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为20S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
实施例5
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂3 ABS/PMMA 95
粘合剂1 SAG-002 5
抗氧剂 1076 0.1
ABS/PMMA：上海锦湖日丽HAM8541
粘合剂：南通日之升生产，SAG-002，GMA含量为2％，SAN分子量为25000
(2)在高速混合机中ABS/PMMA和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为10mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为20S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
对比例1
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂3 ABS/PMMA 95
粘合剂4 SAG-002L 5
抗氧剂 1076 0.1
ABS/PMMA：上海锦湖日丽HAM8541
粘合剂：南通日之升生产，SAG-002L，GMA含量为2％，SAN分子量为80000
(2)在高速混合机中ABS/PMMA和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为10mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为20S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
对比例2
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂3 ABS/PMMA 95
粘合剂3 SAG-002 5
抗氧剂 1076 0.1
ABS/PMMA：上海锦湖日丽HAM8541
粘合剂：南通日之升生产，SAG-002，GMA含量为2％，SAN分子量为25000
(2)在高速混合机中ABS/PMMA和其他组分分别加入L/D＝48的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为300mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为30S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
对比例3
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂1 PC/ABS 98
粘合剂5 SAG-005L 2
抗氧剂 1076 0.1
PC/ABS：上海锦湖日丽HAC8250
粘合剂：南通日之升生产，SAG-005L，GMA含量为5％，SAN分子量为20000
(2)在高速混合机中PC/ABS和其他组分分别加入L/D＝48的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为300mbar，脱气区由长度为44mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为40S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
对比例4
一种可直接水转印的树脂组合物及制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量备料：
热塑性树脂1 PC/ABS 85
粘合剂1 SAG-001 15
抗氧剂 1076 0.1
PC/ABS：上海锦湖日丽HAC8250
粘合剂：南通日之升生产，SAG-001，GMA含量为1％，SAN分子量为30000
(2)在高速混合机中PC/ABS和其他组分分别加入L/D＝40的挤出机中，温度设定为230℃，脱气区绝对压力为200mbar，脱气区由长度为56mm的齿形输送元件组成，熔体在脱气区滞留时间为20S，通过熔融、脱气、计量、冷却获得可直接水转印的热塑性树脂组合物。
性能测试
对实施例1～5及对比例1～4获得的树脂进行性能测试，具体如下：
高温存放试验：将树脂于90℃干燥4h后通过80T的注塑机成型140*90*3mm的样板，然后直接进行水转印，将水转印好的样板各10块进行90℃/500h热存放试验后做百格试验，统计合格率
缺口冲击强度评价方法：将树脂于90℃干燥4h后通过80T的注塑机成型3.2mm样条，按ASTM D256测试缺口冲击强度。
实施例1～5及对比例1～4的对应性能测试评价结果见表1：
表1
高温存放试验合格率 缺口冲击强度(J/m)
实施例1 85％ 420
实施例2 92％ 195
实施例3 85％ 650
实施例4 95％ 110
实施例5 90％ 105
对比例1 65％ 132
对比例2 58％ 112
对比例3 42％ 645
对比例4 78％ 270
由表1可知，本发明在带脱气装置的双螺杆挤出机中通过在脱气区施加不超过100mbar的绝对压力，并配合粘结剂，使本发明树脂组合物具有较高的高温存放试验合格率，树脂组合物在高温存放过程中只有极少的小分子析出，这是因为，采用苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的悬浮共聚物(SAG)作为粘合剂，重均分子量为5000-30000，分子量＜5000则粘合剂的机械性能会急剧恶化，分子量＞30000则转印层和树脂层结合力较差，利用粘合剂中的反应性官能团，具体来说，是SAG中的甲基丙烯酸缩水甘油酯官能团与油墨层的极性相似原理提高树脂层与转印层的结合力，同时低分子量的苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物有助于反应性官能团在表面富集，从而提高成型制品表面张力，使油墨层(转印层)能更好的在表面铺展。另外，在挤出机脱气区施加不大于100mbar的低压制备得到树脂组合物，从而减少挤出产品中的小分子，在后转印过程中得到较好的表面质量，可简化传统印刷工艺而实现直接印刷，特别适用于直接水转印，并且不牺牲转印层与树脂层的结合力，可实现直接水转印表面装饰，具有明显的市场前景和应用价值。

Claims (10)

1.一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，包含如下重量份的各组分：热塑性树脂90～99，粘合剂1～10，抗氧剂0.1～0.5，
所述粘合剂是苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯的悬浮共聚物(SAG)，其中苯乙烯-丙烯腈共聚物的重均分子量为5000-30000；
在挤出机脱气区施加不大于100mbar的低压制备得到树脂组合物。
2.根据权利要求1所述的一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，所述的热塑性树脂选自聚碳酸酯、苯乙烯系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，所述的苯乙烯系树脂为ABS、ASA或AES树脂。
4.根据权利要求1所述的一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，所述的粘合剂中甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量为1～8wt％。
5.根据权利要求1所述的一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，所述的粘合剂中苯乙烯-丙烯腈共聚物重均分子量优选10000-20000，甲基丙烯酸缩水甘油酯的含量优选2～5wt％。
6.根据权利要求1所述的一种可直接水转印的树脂组合物，其特征在于，所述的抗氧剂为CIBA精化公司生产的Irganox 1010、Irganox 1076或Irganox168中的一种的或几种。
7.如权利要求1所述的可直接水转印的树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
步骤一、将热塑性树脂、粘合剂和抗氧剂按配方经高速混合机预混后从带脱气装置的双螺杆挤出加料口分别加入，并于200～280℃进行熔融混合，得熔体；
步骤二、对脱气区施加不大于100mbar的低压，熔体在脱气区的停留时间为10～30s，再经挤出、冷却制备得到可直接水转印的树脂组合物。
8.根据权利要求7所述的可直接水转印的树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机长径比为30～48。
9.根据权利要求7所述的可直接水转印的树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述对脱气区施加的低压为10～100mbar，脱气区温度为200～280℃。
10.根据权利要求7所述的可直接水转印的树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的脱气区的混合单元由大导程的输送元件组成，该输送元件为齿形螺纹元件。
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