CN105295692A - 一种真空镀介质用水性转移镭射涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空镀介质用水性转移镭射涂料及其制备方法，所述涂料包括以下组分及重量份含量：水性聚氨酯树脂10～25份；水性丙烯酸改性聚氨酯树脂3～10份；水性氯醋树脂2～8份；去离子水57～85份；成膜助剂0.5～5份；其它助剂0.05～1份。制备的水性转移镭射涂料以水为主要介质，通过树脂的合理搭配，获得了具有良好介质牢度、可模压的水性转移镭射涂料，为镀介质膜的环保化与品质稳定性提供了全新的解决方案。

Description

一种真空镀介质用水性转移镭射涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种真空镀介质用水性转移镭射涂料及其制备方法，具体地，涉及一种具有良好介质牢度、可模压的水性转移镭射涂料及其制备方法。

背景技术

真空镀铝转移膜自2000年左右开始在包装行业特别是香烟包装行业获得了广泛的应用，且已逐渐巧克力包装、化妆品包装等高档食品与日用品包装领域渗透。由于镀铝层的阻隔性，真空镀铝转移膜无法做出透明效果(光线无法透过)，不能满足一些高档包装材料(如化妆品包装盒)对透明镭射效果的需求，因此近些年具有较好透光性的真空镀硫化锌介质镭射转移膜(以下简称“镀介质膜”)获得了快速的发展。国内专利申请CN101323952A与CN103009851A对镀介质膜的具体生产工艺做了详细的描述。

目前镀介质膜所用的转移涂料存在两个问题：一是不环保，大量使用醋酸乙酯、醋酸丁酯、丁酮等酯类、酮类溶剂，对生产环境与大气环境带来了污染，也对相关操作人员的职业健康带来了风险，随着2014年10月涂料消费税等倡导向环保涂料方向发展的一系列政策的出台，已经不能满足主流市场的需求；二是介质牢度(即硫化锌镀层与转移涂层的附着力)不稳定，尤其是在高温高湿季节条件下，介质牢度波动大，对产品质量的控制带来了极大的不确定性。

目前国内关于镀介质膜用转移涂料的专利或专利申请较少。我司在2013年公开了一种溶剂型的镀介质转移镭射涂料(CN102268212B)，采用聚丙烯酸酯树脂、含氮改性聚丙烯酸酯树脂、纤维素酯树脂等复配而成，特别是使用了一种含氮功能性聚丙烯酸酯树脂(由单体丙烯腈或胺甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸树脂单体共聚合成)来提升介质与转移涂层的附着力，但由于含有大量的有机溶剂(丙酮、丁酮、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯、醋酸仲丁酯中的一种或几种，占重量份的60％～92％)，无法满足目前市场的环保需求。CN101407656B公开了一种水性转移镭射涂料及其制备方法，采用丙烯酸乳液、PVA、水性氯醋、聚氨酯水分散体、丙烯酸改性聚氨酯、植物油改性聚氨酯等一种或者几种复配物，获得了具有可模压、印刷适性好的水性转移涂料，但未提及介质牢度问题，从我们测试的结果来看，通过这些树脂的简单复配并不能获得较好的介质牢度。

专利CN104497743A中，公开了一种环保型水性转移涂料，具有成本低、剥离性能优异的优点，但该发明中还含有少量有机溶剂，且从我们测试的结果来看，其获得的涂料的介质牢度和模压亮度不是很好。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种真空镀介质用水性转移镭射涂料，以水为主要介质，通过树脂的合理搭配，获得了具有良好介质牢度、可模压的水性转移镭射涂料，为镀介质膜的环保化与品质稳定性提供了全新的解决方案。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述涂料包括以下组分及重量份含量：

优选地，所述水性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯，软化温度为160～260℃。

优选地，所述水性聚氨酯树脂的重量份数为15～25份。

优选地，所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚氨酯与甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸丁酯的共聚物，软化温度为120～220℃。

优选地，所述水性氯醋树脂的软化温度范围为80℃～150℃，平均粒径为1～300nm。如日本日信的Vinybran690。

本发明选用具有较好剥离性能的水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、具有较好介质附着力的水性氯醋树脂两种树脂同水性聚氨酯树脂进行复配，较好地兼顾了剥离性能、模压性能与介质牢度三者性能的平衡，获得了溶剂残留量极低的环保型真空镀介质用水性转移镭射涂料。介质牢度氯醋树脂最优，其次为丙烯酸改性的聚氨酯；但氯醋树脂加多了，会带来剥离风险。

本发明通过3种树脂及比例的合理搭配，使复合树脂的软硬度达到最佳，从而使获得的涂料的模压亮度也得到提高，做到了在设定模压温度条件下(300kPa、温度为150℃、时间为1s)得到较好的亮度；如果配方设计偏软，即便在某一个温度如130℃条件下得到好的亮度，升高温度至150℃后会因为烫坏而失去亮度；反之如果偏硬，比如要170℃才能达到最佳亮度，则在150℃条件下还是亮度较差。

优选地，所述成膜助剂为醇酯类成膜助剂、醇醚类成膜助剂、醇醚酯类成膜助剂中的一种或几种。

优选地，所述其它助剂包括抗流平剂、擦伤剂、消泡剂；所述流平剂包括聚醚改性聚硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂的一种或几种；所述抗擦伤助剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述消泡剂为炔醇类消泡剂或改性聚硅氧烷类消泡剂的一种或几种。

本发明还提供了一种真空镀介质用水性转移镭射涂料的制备方法，包括以下步骤：

A1、将水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性氯醋树脂置于反应釜中搅拌均匀；

A2、再将成膜助剂与去离子水预混液加入反应釜中，搅拌均匀；

A3、再将其他助剂加入反应釜中，搅拌均匀；

A4、经步骤A3搅拌均匀后进行过滤，包装。

优选地，步骤A1中，所述搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为5～10min；步骤A2中，所述搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为10～15min；步骤A3中，所述搅拌速率为300～500rpm，搅拌时间为20～30min。

优选地，所述过滤采用300目滤网。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明有效解决了现有技术(真空镀介质用溶剂型转移镭射涂料)不环保的体系性缺陷，代之以契合环保大趋势的真空镀介质用水性转移镭射涂料。

2、本发明提供了一种具有良好剥离性能、介质牢度、可模压且具有较好模压亮度的水性转移涂料，解决了现有技术在易受高温高湿环境影响而介质牢度不稳定的问题，有利于提高产品质量的稳定性。

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1～4

实施例1～4所述的一种真空镀介质用水性转移镭射涂料，其制备方法如下：

按表1中各实施例中的重量份数秤取，将水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性氯醋树脂置于反应釜中搅拌均匀，搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为5～10min；

搅拌状态下将成膜助剂与去离子水预混液加入反应釜中，搅拌均匀，搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为10～15min；

将搅拌速度升至300～500rpm，将流平剂、擦伤剂、消泡剂依次加入反应釜中，搅拌20～30min；

搅拌均匀后采用300目滤网进行过滤，包装。

对比例1～4

对比例1～3所述水性转移涂料与实施例1～4的制备方法相同。

表1实施例1～4和对比例1～4的涂料配方及性能测试结果

表1中，所述水性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚氨酯与甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸丁酯的共聚物；所述市售溶剂型转移涂料为上海乘鹰新材料有限公司的BS-0105A型转移镭射涂料。

对比例5

本对比例与实施例1的区别在于，选择的水性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚醚型聚氨酯。

对比例6

本对比例与实施例2的区别在于，选择的水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚氨酯与丙烯酸乙酯的共聚物。

对比例7

本对比例为根据专利CN101407656B中说明书实施例3的方法，制备出的一种水性转移涂料。

对比例8

本对比例为根据专利CN104497743A中说明书实施例3的方法，制备出的一种水性转移涂料。

对比例5～8制备的水性转移涂料的性能测试结果如表2所示。

表2对比例5和6所述的水性转移涂料性能测试结果

由于对比例8实际上不是一个确定的组合(所述水性树脂为水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂、聚乙烯醇中的一种或几种)，故其测试结果会随着选择哪种水性树脂而有所变动。

测试方法说明：

涂布膜的制作：将涂料稀释到20％固含，使用6#线棒涂布在15umPET基膜上，控制涂布干量在1.2±0.1g/m2范围内。

剥离性能测试方法：将涂布膜用3M胶带沿45°角方向快速剥离，要求剥离干净，无残胶。

介质牢度测试方法：将涂布膜在真空镀介质设备中镀ZnS，随后通过复合胶水将其与225g/m2克重的纸张在130℃、20m/min条件下热复合，去表层PET基膜，用圆盘剥离机剥离，根据涂层被剥落的面积评级1～5级，5级为涂层完全不剥落，1级为涂层与ZnS完全脱离。测试时分2种情况，一是先将镀介质膜在50℃、90％H相对湿度环境中预处理5min后再复合，二是不做预处理的常规复合。第一种情况介质牢度(假定记为A)明显差于第二种情况(假定记为B)，数据记录为A～B。

模压亮度测试方法：用贴有镭射镍版的热封仪在固定压力为300kPa、温度为150℃、时间为1s条件下，对涂布膜直接压烫，随后真空蒸镀ZnS介质，用爱色丽XP-62色差仪测试其L值。

溶剂残留VOCs测试方法：按《YC/T207-2014烟用纸张中溶剂残留的测定顶空-气相色谱/质谱联用法》，溶剂残留(包括各种杂质溶剂)总量越低越好。

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 (9)

1.一种真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述涂料包括以下组分及重量份含量：

2.根据权利要求1所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚碳酸酯型聚氨酯，软化温度为160～260℃。

3.根据权利要求1所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸改性聚氨酯树脂为阴离子脂肪族聚氨酯与甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸丁酯的共聚物，软化温度为120～220℃。

4.根据权利要求1所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述水性氯醋树脂的软化温度为80℃～150℃，平均粒径为1～300nm。

5.根据权利要求1所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯类成膜助剂、醇醚类成膜助剂、醇醚酯类成膜助剂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料，其特征在于，所述其它助剂包括抗流平剂、擦伤剂、消泡剂；所述流平剂包括聚醚改性聚硅氧烷、丙烯酸酯类流平剂的一种或几种；所述抗擦伤助剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述消泡剂为炔醇类消泡剂或改性聚硅氧烷类消泡剂的一种或几种。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、将水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性氯醋树脂置于反应釜中搅拌均匀；

A2、再将成膜助剂与去离子水预混液加入反应釜中，搅拌均匀；

A3、再将其他助剂加入反应釜中，搅拌均匀；

A4、经步骤A3搅拌均匀后进行过滤，包装。

8.根据权利要求7所述的真空镀介质用水性转移镭射涂料的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为5～10min；步骤A2中，所述搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为10～15min；步骤A3中，所述搅拌速率为300～500rpm，搅拌时间为20～30min。

9.根据权利要求7所述的抗粘花水性转移涂料的制备方法，其特征在于，所述过滤采用300目滤网。