CN105419604A - 水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；包括水性弹性树脂20～30份，水性自交联丙烯酸树脂5～8份，水溶性硅溶胶2～5份，水性封闭型固化剂1～4份，棕榈蜡1.5～2份，云母粉0.5～3份，润湿流平剂0.2～0.8份，消泡剂0.1～0.6份，助溶剂3～8份，水36～60份。现有技术中UV手感涂料耐刮擦性能优异，但后道烫印性能和手感效果较差；水性涂料有很好的手感效果、烫印和印刷性能，但耐刮擦性能很差，通过双组份固化剂提升耐刮擦性亦不能达到UV手感涂料的效果。与现有技术相比，本发明开发了一种兼顾高耐刮擦性能、后道烫印性能和优异手感效果得水性单组份高耐擦手感涂料，即经济又环保。

Description

水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物。
背景技术
随着国内包装行业对包装效果地不断创新，手感绒毛效果已受到各个行业的亲睐，包括礼品包装、烟草包装、电子产品包装等领域。目前，市场上比较成熟的是UV固化手感涂料，申请号为201410298392.4描述了一款UV固化涂料，具有高耐刮擦性能和优异的表观效果，然而UV固化涂料后道烫印性能和印刷性能差，成本高，且手感效果欠佳，手感效果不及水性手感树脂。目前，水性手感涂料在耐刮擦性能方面较差，为达到较好的耐刮擦性能，均采用双组份体系，但整体耐刮擦性能仍远不及UV固化涂料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料组合物兼顾UV手感涂料高耐刮擦和常规水性手感涂料优异后道烫印性能和手感效果特点，具有明显的市场价值。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，所述手感涂料组合物包括以下重量份数的各组分：
优选的，所述水性弹性树脂为帝斯曼NeoRezR-1010,最低成膜温度<5℃,粒径分布在5～9μm比例>70％。
优选的，所述水性自交联丙烯酸树脂的Tg范围为-20℃～30℃，粘度为50～300mPa.s25℃。本发明中选用帝斯曼NeocrylA-1127或巴斯夫Joncryl1980。
优选的，所述水溶性硅溶胶pH值为8～10，粒径为10～20nm，SiO2含量为25wt％～30wt％。在本发明的体系中，水溶性硅溶胶起到与云母粉协同提高体系耐刮擦性能的作用。
优选的，所述水性封闭型固化剂选用解封活化温度为105℃～120℃的水性羧基交联固化剂。更优选为斯塔尔FAC。在本发明的体系中，斯塔尔FAC是能够实现单组份手感涂料的关键，同时，还能显著增强手感涂料与基材附着力。
优选的，所述棕榈蜡的融化点在60～90度。本发明选用NANOCER321，
优选的，所述云母粉的粒径为3～8μm，SiO2含量大于45wt％。当云母粉粒径小于3μm，对手感涂料表面耐刮擦性能无明显影响；大于8μm，会对手感涂料表面柔感效果产生负面影响。
优选的，所述润湿流平剂为TEGOGlide110；所述消泡剂为TEGOFoamex825。
优选的，所述助溶剂为乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种的混合物。更优选的，所述助溶剂为体积比为1:1的异丙醇和正丁醇的混合液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)环保型水性涂料，低气味，挥发性有机物(VOCs)低，无UV单体残留；
2)优异的手感效果；
3)优异的耐刮擦性能；
4)优异的后道烫印和印刷性能；
5)单组份涂料，可循环使用，无需在规定时间内使用完，水性封闭型固化剂FAC在110℃左右能自动解封，产生活性基团，与弹性树脂发生交联反应，提高成膜性以及增加涂层与基材的附着力。
具体实施方式
下面结合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。
以下实施例1～5中涉及的水性弹性树脂选用帝斯曼NeoRezR-1010,最低成膜温度<5℃,粒径分布在5～9μm比例>70％。水性自交联丙烯酸树脂选用帝斯曼NeocrylA-1127或巴斯夫Joncryl1980，Tg范围为-20℃～30℃，粘度为50～300mPa.s25℃。水性封闭型固化剂选用斯塔尔FAC，其解封活化温度为105度～120度。水溶性硅溶胶选用格雷斯LUDOXAS-30。棕榈蜡选用NANOCER321，融化点在60～90度。云母粉的粒径为3～8μm，SiO2含量大于45wt％。润湿流平剂选用TEGOGlide110；消泡剂选用TEGOFoamex825。助溶剂选用体积比为1:1的异丙醇和正丁醇的混合液。
实施例1
本实施例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
原料 重量份数
水性弹性树脂 20
水性自交联丙烯酸树脂(帝斯曼A-1127) 5
水溶性硅溶胶 5
水性封闭型固化剂 1
棕榈蜡 2
云母粉 3
流平剂 0.2
消泡剂 0.6
助溶剂 3
水 60
实施例2
本实施例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
实施例3
本实施例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
原料 份数
水性弹性树脂 25
水性自交联丙烯酸树脂(帝斯曼A-1127) 6
水溶性硅溶胶 4
水性封闭型固化剂 2
棕榈蜡 1.8
云母粉 2
流平剂 0.5
消泡剂 0.3
助溶剂 6
水 49
实施例4
本实施例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
实施例5
本实施例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
原料 份数
水性弹性树脂 30
水性自交联丙烯酸树脂(帝斯曼A-1127) 8
水溶性硅溶胶 2
水性封闭型固化剂 4
棕榈蜡 1.5
云母粉 0.5
流平剂 0.8
消泡剂 0.1
助溶剂 8
水 36
对比例1
蓝柯路Lencolo-8200UV手感涂料
对比例2
常规水性双组份手感涂料：
主剂：广州骏能化工JNYSPUD-8801手感涂料
固化剂：六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体
对比例3
本对比例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
对比例4
本对比例涉及一种水性环保型高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
原料 份数
水性弹性树脂 25
水性自交联丙烯酸树脂(帝斯曼A-1127) 6
水溶性硅溶胶 4
六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体 2
棕榈蜡 1.8
云母粉 2
流平剂 0.5
消泡剂 0.3
助溶剂 6
水 49
本对比例体系采用的固化剂六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体是一种活性很强的的固化剂，常温下即能与弹性树脂发生交联反应，因此，涂料使用具有一定时效性，一般需在8小时以内使用完全，涂料使用寿命较低。也因此，其无法构成单组份高耐刮擦手感涂料体系。
对比例5
本对比例涉及一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物；该涂料采用以下组分及含量为原料混合均匀制成：
性能测试
对以上实施例和对比例的涂料组合物进行如下性能测试：
样张制备：对比例1，用翁开尔RDS10#线棒刮涂，然后过UV烘箱，200mJ/cm2。对比例2、实施例1～5涂料均用水稀释至20wt％。在哑光OPP薄膜上分别用RDS10#线棒刮涂，烘干效率为130度，10秒。干燥完全后，在40度熟化室放置24小时后测试。
耐刮擦性能测试：采用济南兰光MCJ-01A型摩擦试验机测试手感涂料样张表面耐刮擦性能，摩擦压力为20N，滑块重量200克，摩擦速度为40cpm，在涂层面进行来回摩擦，记录手感涂料样张表面开始出现擦痕时滑块的往返次数。
烫印性能测试：采用JD-210气动烫金机测试手感涂料样张表面烫印性能。压力0.6MPa，温度120度，烫压时间1.5秒，选用常规电烫膜，胶层为聚丙烯酸体系。测试烫印后附着牢度和烫印面积。
印刷性能测试：用K-101型RK涂布机将杭华红墨、杭华蓝墨、杭华黄墨和杭华绿墨分别涂布在手感涂料样张表面，RK涂布机网版为200目，涂布速度为9档。通过观察网纹线、泡点和缩孔等现象评判印刷表观效果，分0-10级，6级为合格，10级为优秀。
手感效果测试：手感效果通过手触摸感觉和摩擦系数共同评判。前者通过主观感觉由差至好分为10个级别。后者滑爽性测试采用TMI摩擦系数测试仪，取涂层面与面相互摩擦，滑块重量为200g，滑动距离为6cm，滑动速率为10cm/min，测试环境为温度25℃，湿度60％，测试结果取动摩擦系数平均值。
测试结果如表1所示：
表1
由实施例3与对比例3、5的比较可知，在本发明的体系中，水溶性硅溶胶与云母粉起到协同提高体系耐刮擦性能的作用。由实施例3与对比例4的比较可知，在本发明的体系中，斯塔尔FAC是能够实现单组份手感涂料的关键，同时，还能显著增强手感涂料与基材附着力。由实施例1～5与对比例1、2的比较可知，本发明的涂料组合物兼顾了UV手感涂料高耐刮擦和常规水性手感涂料优异后道烫印性能和手感效果。
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)

1.一种水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述手感涂料组合物包括以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述水性弹性树脂为帝斯曼NeoRezR-1010,最低成膜温度<5℃,粒径分布在5～9μm的比例>70％。
3.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述水性自交联丙烯酸树脂的Tg范围为-20℃～30℃，粘度为50～300mPa.s25℃。
4.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述水溶性硅溶胶pH值为8～10，粒径为10～20nm，SiO2含量为25wt％～30wt％。
5.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述水性封闭型固化剂选用解封活化温度为105℃～120℃的水性羧基交联固化剂。
6.根据权利要求5所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述水性封闭型固化剂为斯塔尔FAC。
7.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述棕榈蜡的融化点为60～90度。
8.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述云母粉的粒径为3～8μm，SiO2含量大于45wt％。
9.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述润湿流平剂为TEGOGlide110；所述消泡剂为TEGOFoamex825。
10.根据权利要求1所述的水性环保型单组份高耐刮擦手感涂料组合物，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种的混合物。
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