CN105601969A - 一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，包括吸墨涂层、功能层以及PET膜，功能层介于吸墨涂层与PET膜之间。本发明所能达到的有益效果是：吸墨涂层采用纳米级二氧化硅从而在吸墨涂层中形成高的空隙率，使得喷墨墨水从打印机喷嘴落到涂层上时，能被快速吸收，保证图像具有很好的打印精度；在吸墨涂层和功能层的制备过程中添加紫外线吸收剂以增加涂层的抗紫外线能力；在功能层制备过程中添加微米级二氧化硅和微米级二氧化钛，以增加正喷灯箱片的遮盖能力；在功能层制备过程中添加抗氧化剂以增加功能层的抗氧化能力；在功能层中添加聚合物乳液，以保证功能层的空间层状结构，增加吸墨涂层与透明PET聚酯薄膜的粘结牢度。

Description

一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片及其制备方法

技术领域

本发明涉及灯箱片领域，具体涉及一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片及其制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，数码产品的技术得到了不断的突破，喷绘广告灯箱片在广告装饰业中的使用量也越来越大。灯箱片是一种特殊的正性喷绘材料，广泛应用于灯箱、海报、站台、橱窗等的广告、宣传、展示等。灯箱片按照使用方式可以分为背喷灯箱片和正喷灯箱片。背喷灯箱片是灯光透过图像射出来，从而在背面显示图像，在无灯光照射的情况下，打印出来的图像从背面观察显得图像苍白。而正喷灯箱片在无灯光照射的情况下，从正面观察图像效果任然鲜艳。现如今市场上的正喷灯箱片在遇到水的情况下，表面涂层会不同程度的出现溶解，从而损害打印图案，同时正喷灯箱片在使用过程中会经受灯箱片背面光源的近距离照射，在光和热的长时间作用下，从而造成打印图案色彩鲜艳度的急速衰退。

因此，发明一种打印效果好，防水性能强，抗紫外线，抗氧化，良好的遮盖性，照片保存时间长的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片一直是急待解决的新课题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片的制备方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，包括吸墨涂层、功能层以及PET膜，功能层介于吸墨涂层与PET膜之间。

所述的吸墨涂层由下述重量份的原料制备而成：75-80份水、0.1-1份醋酸、5-15份二氧化硅、5-15份异丙醇、0.1-2份润湿剂、0.1-2份流平剂、1-5份固色剂、1-3份聚乙烯醇、0.1-2份紫外线吸收剂、0.1-2份磷酸、0.1-3份硼酸。

优选地，所述的紫外线吸收剂为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、2-[2-羟基-4-(2，2，6，6-四甲基哌啶-4-氧基)羰基甲氧基苯基]-2H-苯并三唑和N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二醛基己二胺中的一种或多种的混合物。

更优选地，所述的紫外线吸收剂由40-60wt％2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸混合而成。

优选地，所述的固色剂为聚三甲基烯丙基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种的混合物。

优选地，所述吸墨涂层中的二氧化硅的粒径为5-80nm。

优选地，所述的聚乙烯醇聚合度为1700-4500。

优选地，所述吸墨涂层中的润湿剂为十二烷基磺酸钠、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的混合物。

优选地，所述流平剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠、聚丙烯酸酯、长链烷基或芳烷基改性的聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、多氟化多烯烃、氟改性丙烯酸、有机硅丙烯酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、3-丁氧基-1-丙醇中的一种或多种的混合物。

所述的功能层由下述重量份的原料制备而成：10-30份二氧化硅、20-40份水、5-15份二氧化钛、0.1-2份润湿剂、0.1-2份消泡剂、0.1-1份增稠剂、0.1-1.5份抗氧化剂和15-60份聚合物乳液。

优选地，所述的抗氧化剂为亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠、乙二胺四醋酸二钠中的一种或多种的混合物。

更优选地，所述的抗氧化剂由40-60wt％亚硫酸氢钠和40-60wt％硫代硫酸钠混合而成。

优选地，所述的聚合物乳液选自醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯聚合物乳液中的一种或多种的混合物。

所述功能层中的二氧化硅粒径为20-40μm。

所述的二氧化钛粒径为15-50μm。

所述消泡剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、磷酸三丁酯、磷酸二丁酯中的一种或多种的混合物。

所述功能层中的润湿剂为十二烷基磺酸钠、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或多种的混合物。

所述增稠剂为水性膨润土、有机膨润土、钛酸酯偶联剂、聚丙稀酸、聚乙烯吡咯酮、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素或酪蛋白酸钠中的一种或多种的混合物。

所述的PET膜为透明PET聚酯薄膜，厚度为75-180μm。

优选地，所述吸墨涂层的绝干涂布量为10-20g/㎡，功能层的绝干涂布量为5-15g/㎡。

一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片的制备方法，包括以下步骤：

(1)向水中加入醋酸、二氧化硅、固色剂、磷酸、硼酸、聚乙烯醇、紫外线吸收剂、异丙醇、润湿剂、流平剂混合均匀，过滤，得到吸墨涂层原料；

(2)向水中加入二氧化硅、二氧化钛、抗氧化剂、聚合物乳液、润湿剂、消泡剂、增稠剂混合均匀，过滤，得到功能层原料；

(3)PET膜在涂布机上涂布功能层原料形成功能层，然后在功能层上涂布吸墨涂层原料形成吸墨涂层，得到所述防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：吸墨涂层采用纳米级二氧化硅从而在吸墨涂层中形成高的空隙率，使得喷墨墨水从打印机喷嘴落到涂层上时，能被快速吸收，保证图像具有很好的打印精度；在吸墨涂层制备过程中添加有醋酸以保证纳米二氧化硅充分分散，均匀的分布在吸墨涂层中形成多孔结构；在吸墨涂层制备过程中添加固色剂以保证喷墨打印后形成的图像更加清晰，色密度高，还具有防水的功能；在吸墨涂层制备过程中添加异丙醇以降低吸墨涂层涂液的表面张力，利于吸墨涂层涂液的铺展；在吸墨涂层制备过程中添加磷酸以提高吸墨涂层的抗氧化能力；在吸墨涂层制备过程中添加聚乙烯醇以防止涂层剥离、掉粉、产生裂纹；在吸墨涂层制备过程中添加硼酸以促使涂层具有优良的防水性能和表观性；在吸墨涂层和功能层的制备过程中添加紫外线吸收剂以增加涂层的抗紫外线能力；在功能层制备过程中添加微米级二氧化硅和微米级二氧化钛，以增加正喷灯箱片的遮盖能力；在功能层制备过程中添加抗氧化剂以增加功能层的抗氧化能力；在功能层中添加聚合物乳液，以保证功能层的空间层状结构，增加吸墨涂层与透明PET聚酯薄膜的粘结牢度。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

实施例各原料介绍：

吸墨涂层和功能层润湿剂均采用十二烷基磺酸钠，CAS号：2386-53-0。

流平剂采用琥珀酸二异辛酯磺酸钠，CAS号：577-11-7。

消泡剂采用硅油，CAS号：63148-62-9。

增稠剂采用羧甲基纤维素，CAS号：9000-11-7。

醋酸，CAS号：64-19-7。

二氧化硅，CAS号：7631-86-9，吸墨涂层采用广州吉必盛科技实业有限公司生产的型号为HL-200，粒度为7-40nm的气相二氧化硅；功能层采用深圳市蓝博士环保科技有限公司生产的型号为Jc-SI045，粒度为30-37μm的二氧化硅。

异丙醇，CAS号：67-63-0。

固色剂采用聚二甲基二烯丙基氯化铵，CAS号：26062-79-3，采用无锡市蓝森化工产品有限公司生产的型号为PDLS45的聚二甲基二烯丙基氯化铵。

聚乙烯醇，CAS号：9002-89-5，采用中国石化上海石油化工股份有限公司生产的牌号为PVA2488(088-50)，平均聚合度2400-2500的聚乙烯醇。

2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，CAS号：27503-81-7。

2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，CAS号：4065-45-6。

磷酸，CAS号：7664-38-2。

硼酸，CAS号：10043-35-3。

二氧化钛，CAS号：1317-70-0，采用济南裕兴化工有限责任公司生产的A1锐钛型二氧化钛，粒径20-45μm。

亚硫酸氢钠，CAS号：7631-90-5。

硫代硫酸钠，CAS号：7772-98-7。

聚合物乳液采用广西广维化工有限责任公司生产的型号为GW-707的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE乳液)。

PET膜，采用广州固臣贸易有限公司生产的厚度为125μm的透明PET聚酯薄膜。

实施例1

吸墨涂层原料(重量份)：75份去离子水、0.1份醋酸、10份二氧化硅、7份异丙醇、0.4份十二烷基磺酸钠、0.5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、2份聚乙烯醇、0.5份2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、0.5份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、1份磷酸和1份硼酸。

功能层原料(重量份)：20份二氧化硅、30份去离子水、10份二氧化钛、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、0.5份羧甲基纤维素、0.5份亚硫酸氢钠、0.5份硫代硫酸钠和30份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液。

防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备吸墨涂层原料：在不锈钢桶中加入去离子水，开动搅拌，转速为300转/分，加入醋酸，搅拌10分钟；将转速调整为5000转/分，加入二氧化硅，搅拌60分钟，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌30分钟，加入磷酸，搅拌5分钟，加入硼酸，搅拌10分钟；再将转速调整为700转/分，加入聚乙烯醇，搅拌15分钟，加入2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，搅拌10分钟，加入异丙醇，搅拌10分钟，加入十二烷基磺酸钠，搅拌20分钟，加入琥珀酸二异辛酯磺酸钠，搅拌20分钟；用500目滤布过滤，得到吸墨涂层原料；

(2)制备功能层原料：在不锈钢桶中加入去离子水，开动搅拌，转速为300转/分，加入二氧化硅和二氧化钛，将转速调整为3000转/分，搅拌60分钟；再将转速调整为400转/分，加入亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠，搅拌10分钟，加入醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，搅拌10分钟，加入十二烷基磺酸钠，搅拌5分钟，加入硅油，搅拌15分钟，最后将转速调整为300转/分，加入羧甲基纤维素，搅拌30分钟；用300目滤布过滤，得到功能层原料；

(3)制备防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片：PET膜在涂布机上经过高压电晕处理后采用挤压涂布方式先将功能层原料涂布在PET膜上形成功能层，温度65℃，8秒钟烘干，所述功能层的绝干涂布量为10g/㎡(即PET膜上涂布的功能层烘干后克量为10g/㎡)，再将吸墨涂层原料涂布在功能层上形成吸墨涂层，再经过60m弧形烘道，温度设置为80℃，烘干时间为8分钟，线速度为10m/min，所述吸墨涂层的绝干涂布量为15g/㎡(即PET膜上涂布的吸墨涂层烘干后克量为15g/㎡)，得到实施例1的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

实施例2

按照实施例1所述的原料配比和方法制备防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，区别仅仅在于：功能层原料(重量份)：20份二氧化硅、30份去离子水、10份二氧化钛、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、0.5份羧甲基纤维素、1份亚硫酸氢钠和30份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(即抗氧剂仅为亚硫酸氢钠，不加入硫代硫酸钠)。得到实施例2的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

实施例3

按照实施例1所述的原料配比和方法制备防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，区别仅仅在于：功能层原料(重量份)：20份二氧化硅、30份去离子水、10份二氧化钛、1份十二烷基磺酸钠、1份硅油、0.5份羧甲基纤维素、1份硫代硫酸钠和30份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(即抗氧剂仅为硫代硫酸钠，不加入亚硫酸氢钠)。得到实施例3的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

实施例4

按照实施例1所述的原料配比和方法制备防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，区别仅仅在于：吸墨涂层原料(重量份)：75份去离子水、0.1份醋酸、10份二氧化硅、7份异丙醇、0.4份十二烷基磺酸钠、0.5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、2份聚乙烯醇、1份2-苯基苯并咪唑-5-磺酸、1份磷酸和1份硼酸(即紫外线吸收剂仅为2-苯基苯并咪唑-5-磺酸，不加入2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸)。得到实施例4的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

实施例5

按照实施例1所述的原料配比和方法制备防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，区别仅仅在于：吸墨涂层原料(重量份)：75份去离子水、0.1份醋酸、10份二氧化硅、7份异丙醇、0.4份十二烷基磺酸钠、0.5份琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2份聚二甲基二烯丙基氯化铵、2份聚乙烯醇、1份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸、1份磷酸和1份硼酸(即紫外线吸收剂仅为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸，不加入2-苯基苯并咪唑-5-磺酸)。得到实施例5的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

对比例1

按照实施例1所述的原料配比和方法制备正喷灯箱片，区别仅仅在于：吸墨涂层中不添加紫外线吸收剂和功能层中不添加抗氧化剂。得到对比例1的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。

测试例1

吸墨性能的测定：灯箱片的吸墨性能是通过吸收一定量墨水的时间来表征的，即灯箱片的吸墨时间。而本实验对吸墨时间的测定采用了国家标准GB1728-79的测试方法。即在灯箱片上喷上一定量的墨水，然后开始记时，当用手指轻触涂膜表面，若感到发粘，但无油墨粘在手上，可认为涂膜表面已干燥，即刻停止记时，所得的时间即为灯箱片的吸墨时间。吸墨时间越短，表明吸墨速度越快。

灯箱片清晰度的测定：灯箱片的清晰度是通过墨滴喷射到灯箱片上扩散后的直径与扩散前墨滴的直径的比值来表征的，该比值越小，清晰度越好。本实验采用GB1216-85型外径千分尺测量喷射前、后墨滴的直径。

对实施例1-5和对比例1制得的灯箱片进行吸墨性能和清晰度测试，具体结果见表1：

表1：灯箱片吸墨性能和清晰度测试结果表

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1
							吸墨时间(s)	40.7	42.5	43.1	43.9	42.7	50.6
清晰度	1.039	1.066	1.078	1.094	1.073	1.142

比较实施例1与实施例2-3，实施例1(亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠复配)灯箱片吸墨性能和清晰度明显优于实施例2-3(亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠中单一原料)；比较实施例1与实施例4-5，实施例1(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸复配)灯箱片吸墨性能和清晰度明显优于实施例4-5(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸中单一原料)。

测试例2

对实施例1-5和对比例1制得的灯箱片用同样的图案进行彩色喷墨打印，按照GB/T22771-2008标准中的测试条件，对喷墨后的灯箱片进行氙灯加速耐光性测试，箱体空气温度44℃，相对湿度50％，辐照度1.10W/m²，340nm。使用仪器测量法得到了曝晒样品的颜色变化△E*，采用CIEL*a*b*颜色单位，D65光源和10度观察角。具体结果见表2：

表2：氙灯加速耐光性测试结果表

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比例1
							△E*-5h	0.82	1.41	1.46	1.06	1.13	3.86
△E*-10h	0.99	1.67	1.75	1.29	1.35	5.97
							△E*-20	1.51	2.48	2.58	2.13	2.19	8.02
△E*-40	2.74	5.67	5.79	5.15	5.21	12.46

比较实施例1与实施例2-3，实施例1(亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠复配)灯箱片图案耐光性能明显优于实施例2-3(亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠中单一原料)；比较实施例1与实施例4-5，实施例1(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸复配)灯箱片图案耐光性能明显优于实施例4-5(2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸中单一原料)。

Claims (9)

1.一种防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，包括吸墨涂层、功能层以及PET膜，功能层介于吸墨涂层与PET膜之间，其特征在于，所述的吸墨涂层由下述重量份的原料制备而成：75-80份水、0.1-1份醋酸、5-15份二氧化硅、5-15份异丙醇、0.1-2份润湿剂、0.1-2份流平剂、1-5份固色剂、1-3份聚乙烯醇、0.1-2份紫外线吸收剂、0.1-2份磷酸、0.1-3份硼酸。

2.如权利要求1所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的紫外线吸收剂由40-60wt％2-苯基苯并咪唑-5-磺酸和40-60wt％2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸混合而成。

3.如权利要求2所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的功能层由下述重量份的原料制备而成：10-30份二氧化硅、20-40份水、5-15份二氧化钛、0.1-2份润湿剂、0.1-2份消泡剂、0.1-1份增稠剂、0.1-1.5份抗氧化剂和15-60份聚合物乳液。

4.如权利要求3所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的抗氧化剂由40-60wt％亚硫酸氢钠和40-60wt％硫代硫酸钠混合而成。

5.如权利要求1-4中任一项所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的固色剂为聚三甲基烯丙基氯化铵、聚二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或多种的混合物。

6.如权利要求1-4中任一项所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的聚合物乳液选自醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、苯乙烯-顺丁烯二酸酐-丙烯酸聚合物乳液、苯乙烯-丙烯腈聚合物乳液和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯聚合物乳液中的一种或多种的混合物。

7.如权利要求1-4中任一项所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述的PET膜为透明PET聚酯薄膜，厚度为75-180μm。

8.如权利要求1-4中任一项所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片，其特征在于，所述吸墨涂层的绝干涂布量为10-20g/㎡，功能层的绝干涂布量为5-15g/㎡。

9.如权利要求1-8中任一项所述的防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向水中加入醋酸、二氧化硅、固色剂、磷酸、硼酸、聚乙烯醇、紫外线吸收剂、异丙醇、润湿剂、流平剂混合均匀，过滤，得到吸墨涂层原料；

(2)向水中加入二氧化硅、二氧化钛、抗氧化剂、聚合物乳液、润湿剂、消泡剂、增稠剂混合均匀，过滤，得到功能层原料；

(3)PET膜在涂布机上涂布功能层原料形成功能层，然后在功能层上涂布吸墨涂层原料形成吸墨涂层，得到所述防水抗紫外抗氧化正喷灯箱片。