CN105238248B - 用于纸制品覆膜的双组分固化树脂和纸制品覆膜的方法 - Google Patents
用于纸制品覆膜的双组分固化树脂和纸制品覆膜的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种纸制品覆膜的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将配方量的树脂组合物与固化剂混合，搅拌均匀；(2)将步骤(1)得到的混合物涂覆于纸制品上；(3)红外烘烤，得到覆膜纸制品。本发明提供的用于纸制品覆膜的方法，得到覆盖于纸制品上的保护膜，工艺方法简单，且得到高柔韧性，弹性极佳，高光泽，高耐磨的覆膜，解决了本领域快的固化速度和高韧性难以兼具的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于纸制品覆膜领域，具体涉及一种液用于纸制品覆膜的双组分固化树脂和纸制品覆膜的方法。
背景技术
目前纸品包装行业市场上的表面处理方式大致有三种：①表面涂布水性光油，②涂布油性光油(UV或溶剂型)，③表面过覆膜胶水，再覆OPP膜。其三者各有优缺点：①表面涂布水性光油，使用的水性光油价格低，固化速度快，但成膜性能差，体系中丙烯酸玻璃化温度高，表面涂布后，比较硬，柔韧性差，用其做成的成品容易出现爆裂，不防水；②涂布油性光油，使用的油性光油固化速度很快，但柔韧性同样很差；③表面过覆膜胶水，表面覆膜工艺，虽然有OPP膜保护包装表面，可以提供很高的柔韧性，但其生产速度慢，工艺复杂(先涂覆膜胶水再覆OPP膜)，而且OPP膜不易回收降解，污染环境。
因此，在纸品包装领域，需要涂料具有极高的柔韧性以满足其较大程度的弯折韧性，但同时需要保证一定的强度和固化速度。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种可以替代涂布水性光油、UV光油和覆膜工艺的用于纸制品覆膜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将配方量的树脂组合物与固化剂混合，搅拌均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物涂覆于纸制品上；
(3)红外烘烤，得到覆膜纸制品。
优选地，所述纸制品为包装纸。
本发明选用涂覆的方式将树脂组合物和固化剂涂覆在纸制品上，经过光照即可实现纸制品覆膜，相较于现有的涂布水性光油、UV光油和覆膜工艺，简化了工艺步骤，提高了覆膜纸制品的柔韧性。本发明提供的树脂组合物和固化剂涂覆在纸制品上之后，固化得到的膜坚韧且有弹性，既能够提供像UV光油生产时比较快的固化速度；又可以提供像覆OPP膜后一样的高韧性性。而且成膜性能极好。
优选地，所述红外烘烤的时间为5～10s，例如6s、7s、8s、9s等。
优选地，所述树脂组合物与固化剂的混合比例为80～120:0.5，例如85:0.5、90:0.5、95:0.5、100:0.5、108:0.5、115:0.5等，优选100:0.5。
优选地，所述树脂组合物按重量份数包括如下组分：
其中，所述液体成膜助剂为丙二醇丁醚和/或乙二醇单丁醚；
所述固化剂的添加量为树脂组合物的0.5～1wt％，例如0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％等。
优选地，所述改性聚氨酯树脂的多元醇合成单体为线性聚酯多元醇。
选择线性聚酯多元醇为多元醇单体合成的改性聚氨酯树脂，赋予了聚氨酯树脂高柔韧性和弹性，有利于固化成膜具有弹性和韧性。
优选地，所述改性聚氨酯树脂为以线性聚酯多元醇和多异氰酸酯为合成单体合成的聚氨酯树脂。
优选地，所述线性聚酯多元醇的分子量为800～1300，例如850、905、968、 1000、1050、1150、1200、1280等，优选1100g/mol；所述线性聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g，酸值≤1mgKOH/g；
优选地，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯；
优选地，所述改性聚氨酯树脂分子量为1000～4000。
优选地，所述液体成膜助剂为按体积比(0.5～1):(1～2)混合的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物。
所述液体成膜助剂示例性的可以是体积比0.6:1.1的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.7:1.1的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.8:1.1的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.9:1.1的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.7:1.3的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.7:1.5的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物、体积比0.8:1.8的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物等。
优选地，所述溶剂选自乙醇和/或异丙醇，优选按体积比(1～2):(2～3)混合的乙醇、异丙醇的混合物；
所述溶剂示例性的可以是体积比1.2:2.8的乙醇和异丙醇的混合物、体积比1.5:2.3的乙醇和异丙醇的混合物、体积比1.3:2.6的乙醇和异丙醇的混合物、体积比1.7:2.3的乙醇和异丙醇的混合物、体积比1.8:2.9的乙醇和异丙醇的混合物等。
优选地，所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯。
优选地，所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
所述流平剂典型但非限制性的可以选自迪高公司的DC51类流平剂。
所述消泡剂典型但非限制性的可以选自迪高公司的DC65类消泡剂。
优选地，所述树脂组合物通过如下方法获得：
将配方量的成膜助剂、溶剂和助剂混合，搅拌至分散均匀；加入改性聚氨酯弹性树脂，继续搅拌至分散均匀，过滤，脱泡后得到液体上光油的树脂组合物。
本发明目的之二在于提供一种用于给纸制品覆膜的双组分固化树脂，所述双组分固化树脂包括树脂组合物和固化剂；
其中，所述树脂组合物按重量份数包括如下组分：
其中，所述液体成膜助剂为丙二醇丁醚和/或乙二醇单丁醚；
所述固化剂的添加量为树脂组合物的0.5～1wt％。
优选地，所述双组分固化树脂用于权利要求1～5所述的纸制品覆膜的方法中。
优选地，所述改性聚氨酯树脂的多元醇合成单体为线性聚酯多元醇。
优选地，所述改性聚氨酯树脂为以线性聚酯多元醇和多异氰酸酯为合成单体合成的聚氨酯树脂。
优选地，所述线性聚酯多元醇的分子量为800～1300，优选1100g/mol；所述线性聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g，酸值≤1mgKOH/g。
优选地，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯。
优选地，所述改性聚氨酯树脂分子量为1000～4000。
优选地，所述液体成膜助剂为按体积比(0.5～1):(1～2)混合的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物。
优选地，所述溶剂选自乙醇和/或异丙醇，优选按体积比(1～2):(2～3)混合的乙醇、异丙醇的混合物。
优选地，所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯。
优选地，所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
优选地，所述用于给纸制品覆膜的双组分固化树脂中的树脂组合物通过如下方法获得：
将配方量的成膜助剂、溶剂和助剂混合，搅拌至分散均匀；加入改性聚氨酯弹性树脂，继续搅拌至分散均匀，过滤，脱泡后得到树脂组合物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的用于纸制品覆膜的方法，将树脂组合物和固化剂涂覆在纸制品上，经过光照即可实现纸制品覆膜。在涂覆过程中，树脂组合物和固化剂均匀涂敷于纸制品上，红外光照射固化，形成高分子聚合物，得到覆盖于纸制品上的保护膜，使用方法简单，且得到高柔韧性(GB/T 1731-1993，1级)，弹性极佳，高光泽(75°～85°)，高耐磨(4磅，A4纸张在400次以上)的覆膜，解决了本领域快的固化速度和高韧性难以兼具的技术难题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例
一种纸制品覆膜的方法，包括如下步骤：
(1)将配方量的树脂组合物与六亚甲基二异氰酸酯按100:0.5质量比混合，搅拌均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物涂覆于纸制品上；
(3)红外烘烤，得到覆膜纸制品；
其中，所述树脂组合物通过如下方法获得：
将配方量的成膜助剂、溶剂和助剂混合，搅拌至分散均匀；加入改性聚氨酯弹性树脂，继续搅拌至分散均匀，过滤，脱泡后得到液体上光油的树脂组合物。
实施例1～5
表1给出了实施例1～5中树脂组合物的配方组成：
表1实施例1～5中树脂组合物的配方组成
在表1中，线性聚酯多元醇改性聚氨酯树脂为以线性聚酯多元醇和多异氰酸酯为合成单体合成的聚氨酯树脂。
对比例1
与实施例2的区别仅在于，采用聚氨酯树脂拜耳的水性聚氨酯1554替换线性聚酯多元醇改性聚氨酯树脂。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，线性聚酯多元醇改性聚氨酯树脂的添加量为75重量份。
对比例3
与实施例2的区别仅在于，线性聚酯多元醇改性聚氨酯树脂的添加量为95重量份。
性能测试
表2给出了覆膜纸制品的性能测试方法，表3给出了实施例和对比例的性能测试结果；
表2覆膜纸制品的性能测试要求
| 检测项目 | 技术指标 |
| 外观，目视 | 微黄，浑浊 |
| 粘度，25℃，旋转粘度计 | (180～220)CPS |
| 耐磨性，4磅，A4纸张 | >400次 |
| 附着力，百格测试 | 0级(不脱落) |
| 光泽度，BYK光泽仪，60°角 | (75～85)° |
| 柔韧性能，GB/T 1731-1993 | 1级 |
| 固化速度，m/min | 40～60 |
| 固含量，％ | 70～80 |
表3实施例和对比例的性能测试结果
由表3可以看出，本发明提供纸制品覆膜方法，能够在纸制品上形成高分子聚合物，得到覆盖于待上光物品上的保护膜，使用方法简单，且得到高柔韧性(GB/T 1731-1993，1级)，弹性极佳，高光泽(75°～85°)，高耐磨(4磅，A4纸张在400次以上)的覆膜，解决了本领域快的固化速度和高韧性难以兼具的技术难题。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (24)
1.一种纸制品覆膜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将配方量的树脂组合物与固化剂混合，搅拌均匀；所述树脂组合物按重量份数包括如下组分：
所述液体成膜助剂为丙二醇丁醚和/或乙二醇单丁醚；
所述改性聚氨酯树脂为以线性聚酯多元醇和多异氰酸酯为合成单体合成的聚氨酯树脂；
所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯；所述固化剂的添加量为树脂组合物的0.5～1wt％；
(2)将步骤(1)得到的混合物涂覆于纸制品上；
(3)红外烘烤5～10s，得到覆膜纸制品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纸制品为包装纸。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的分子量为800～1300。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的分子量为1100g/mol。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g，酸值≤1mgKOH/g。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性聚氨酯树脂分子量为1000～4000。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体成膜助剂为按体积比(0.5～1):(1～2)混合的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自乙醇和/或异丙醇。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为按体积比(1～2):(2～3)混合的乙醇、异丙醇的混合物。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂组合物通过如下方法获得：
将配方量的成膜助剂、溶剂和助剂混合，搅拌至分散均匀；加入改性聚氨酯树脂，继续搅拌至分散均匀，过滤，脱泡后得到液体上光油的树脂组合物。
13.一种用于给纸制品覆膜的双组分固化树脂，其特征在于，所述双组分固化树脂包括树脂组合物和固化剂；
其中，所述树脂组合物按重量份数包括如下组分：
其中，所述液体成膜助剂为丙二醇丁醚和/或乙二醇单丁醚；
所述固化剂的添加量为树脂组合物的0.5～1wt％；所述固化剂为六亚甲基二异氰酸酯；
所述改性聚氨酯树脂为以线性聚酯多元醇和多异氰酸酯为合成单体合成的聚氨酯树脂。
14.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述双组分固化树脂用于权利要求1～12之一所述的纸制品覆膜的方法中。
15.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的分子量为800～1300。
16.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的分子量为1100g/mol。
17.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述线性聚酯多元醇的羟值为100～120mgKOH/g，酸值≤1mgKOH/g。
18.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述多异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯。
19.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述改性聚氨酯树脂分子量为1000～4000。
20.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述液体成膜助剂为按体积比(0.5～1):(1～2)混合的丙二醇丁醚和乙二醇单丁醚的混合物。
21.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述溶剂选自乙醇和/或异丙醇。
22.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述溶剂为按体积比(1～2):(2～3)混合的乙醇、异丙醇的混合物。
23.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述助剂为流平剂和/或消泡剂。
24.如权利要求13所述的双组分固化树脂，其特征在于，所述树脂组合物通过如下方法获得：
将配方量的成膜助剂、溶剂和助剂混合，搅拌至分散均匀；加入改性聚氨酯树脂，继续搅拌至分散均匀，过滤，脱泡后得到树脂组合物。
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