CN105925085B

CN105925085B - 一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN105925085B
Application number: CN201610326578.5A
Authority: CN
Inventors: 刘其建; 刘立; 刘荣庆
Original assignee: Shanghai Wanhan Industrial Co Ltd
Current assignee: New Mstar Technology Ltd of Shanghai Han entropy; SHANGHAI WANHAN INDUSTRIAL CO., LTD.
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2018-04-03
Anticipated expiration: 2036-05-17
Also published as: CN105925085A

Abstract

本发明公开了一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料。所述的涂料由以下原料和质量份数构成：苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液：20～60，聚丙烯酸树脂水溶液：20～50，水基增强树脂：3～10，水基交联剂：0～3，水基润湿流平剂：0～1，水基消泡剂：0～1，PH调节剂：0～1,去离子水：0～30；采用水热碱溶法制备苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液和聚丙烯酸树脂水溶液，按照先后加料次序搅拌混合的方法制备本产品。本发明的产品为纯水基环保安全，各项性能检测合格，完全能替代市场上同类溶剂型产品。

Description

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及功能性薄膜涂层产品，涉及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料及其制备方法。

背景技术

转印是一种特种的印刷技术，通常是通过转印膜利用胶粘剂经热压，将色彩图案转印到其它材料的表面上，完成由转印膜上的着色涂层或颜色图案转印到其它材料表面的过程。

这种类型的转印膜，通常有：1.热转印膜（电化铝，烫金膜）：可细分为有镀铝层的电化铝热烫印箔、无镀铝层的颜料箔； 2.转移印花膜：通常在膜或纸基材上印刷涂布颜色图案，通过胶粘剂将颜色图案转移到其它材料表面上；3.热转印碳带（数码打印膜）：通过热转印打印机将膜上的颜色层热打印到其它基材的表面，形成文字图案。

以上这些种类的转印膜，虽然在具体品种应用上有所不同，涂层结构也可以有所差别，其共同之处是：在承载基膜上都必须涂有着色层(包括无色透明的涂层)，方式包括整版单色的、或是采用有色涂料印刷图案的。

电化铝是应用得最为广泛的一种转印材料，广泛应用于印刷品表面装潢工艺。传统烫印是通过加热、加压的方式把电化铝转移到印刷品表面上，叫热烫。近年来，也有通过UV胶粘剂通过紫外光固化的方法，将电化铝“冷烫”到其它基材上。电化铝薄膜通常由 5 层不同材料组成：第一层是基膜：主要由双向拉伸聚酯薄膜构成，是电化铝中起着支撑作用的基材；第二层是离型层（也可以省略，称为免离型）：受热后会自动熔化脱落，利于色层的转印；第三层是着色层：通常先由涂料厂家使用合成树脂等材料在有机溶剂中溶解后，制成待售的无色电化铝着色层涂料，电化铝生产厂家在此色层涂料中添加染料或颜料着色剂（银色电化铝着色层为特殊的，不用添加着色剂，为无色透明涂层），溶解后成有色涂料直接涂布在离型层表面；第四层是镀铝层（也可以省略，此时电化铝称为：颜料箔）：使用真空镀铝机使铝金属均匀地附着在着色层表面，起着增加金属光泽的作用；第五层是热熔胶层：受热时使色层镀铝层图案附着在承印材料表面。有的镭射电化铝，在离型层与着色层之间还涂有一层镭射信息层。

制造电化铝的着色层涂料，一直以来都是采用大量的有机溶剂作为溶剂制造，约占到涂料总重量的70~80%，配套的稀释剂也是有机溶剂，涂料生产和使用过程中对空气造成严重的污染，影响操作人员的身体健康，生产安全和运输存在重大隐患。另外：溶剂在包装材料中的残留严重影响着消费者的健康，例如卷烟产品对包装材料中的有机溶剂VOCS的残留要求极高。近期由于雾霾等恶劣的大气污染灾害，减少包装印刷行业大量的有机溶剂VOCS的排放迫在眉睫，因而开发此类替代溶剂型的水基环保型涂料是十分必要的。

在现有的技术中，如：中国申请号为：200610116783.5、201010273749.5、201210150745.7、201210115718.6、201010257891.0、201410032838.9、201010241014.4、201310230776.8、201310463738.7、201310207489.5、201110216285.9 所涉及的电化铝着色层涂料，都是采用有机溶剂制造，其中有的含有苯类溶剂，有的不含苯类溶剂，虽然称之为“环保”改进型涂料，依旧是溶剂型涂料。申请号：201110395277.5，公开了一种采用乳液聚合的技术途径，合成了一种水基乳液型的镭射信息层涂料。然而该技术方案合成的丙烯酸乳液是设计用于镭射转印箔的信息层涂料，对于普通电化铝着色层的应用，缺乏应有的技术支持。例如：着色层涂料应该有很高的光泽度和透明性、镀铝层具有很高的金属光泽、很好的耐热性、优异的切边性以及必要的耐水耐溶剂性，同时着色层涂料应该对着色剂染料或颜料色浆有足够的相容性和涂布适性，这些性能是合格着色层涂料的基本要求，具有此类性能可用于电化铝着色层的纯水基涂料尚未见到相关的专利或文献报道，市场上也没有出现符合要求能实际应用的纯水基电化铝着色层涂料。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料。

本发明可以通过以下的技术方案来实现：。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料及其制备方法，其特征在于，所使用的溶剂为去离子水，不添加有机溶剂，其由按重量份数计的如下组分组成：

1)苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液：20～60，

2)聚丙烯酸树脂水溶液：20～50，

3)水基增强树脂：3～10，

4)水基交联剂：0～3，

5）水性助剂：水基润湿流平剂：0～1；水基消泡剂：0～1；PH 调节剂：0～1；

6）去离子水：0～30。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液，树脂的特征在于：马来酸酐的含量：20～45wt.%，酸值：240～500mgKOH/g，Tg值：120～180℃，分子量：2000～180000g/mol。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的聚丙烯酸树脂水溶液，树脂的特征值为：酸值：160～280mgKOH/g、分子量：2000～30000g/mol，Tg值：70～170℃。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性增强树脂的种类为：水性聚氨酯树脂、水性醛酮树脂、水性酚醛树脂、水性纤维素树脂，选取其中的一种或之间的组合。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性交联剂的种类为：水溶性氨基树脂、水性聚氨酯固化剂、水性氮丙啶、水性钛酸锆氨溶液、水性硅烷偶联剂、水性钛酸偶联剂，可以选取其中的一种或之间的组合。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性助剂中的水性润湿流平剂，优选炔二醇非离子类型的表面活性剂，选取空气化学的Surfynol104E，所述的水性消泡剂，优选水性有机硅类消泡剂，选取道康宁的DOW CORNING 65，所述的PH 调节剂，优选浓度为25%氨水。

进一步优选的，一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的苯乙烯马来酸酐共聚树脂的特征值为：

1). 马来酸酐的含量为：25wt.%、Tg值：130℃、酸值为：285mgKOH/g、分子量为：10000g/mol；

2). 马来酸酐的含量为：26wt.%、Tg值：160℃，酸值为：300 mgKOH/g，分子量为：80000g/mol；

3). 马来酸酐的含量为：26wt.%、Tg值：160℃、酸值为：320 mgKOH/g、分子量为：120000g/mol；

4). 马来酸酐的含量为：33wt.%、Tg值：160℃、酸值为：378mgKOH/g、分子量为：30000g/mol；

5). 马来酸酐的含量为：42wt.%、Tg值：130℃、酸值为：480mgKOH/g、分子量为：5000g/mol。

进一步优选的，一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的聚丙烯酸树脂水溶液，树脂的特征值为：酸值180～240 mgKOH/g、分子量：4000～15000 g/mol、Tg值：150～160℃。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，制备该涂料的方法，包括如下步骤：

1)在1号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应助剂（优选氨水）；然后加入固体苯乙烯马来酸酐共聚树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成苯乙烯马来酸酐共聚树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5～8.5，固含量可以是: 5～40%，优选地：10～35%，用容器装好密封备用；

2)在2号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应助剂（优选氨水）；然后加入固体聚丙烯酸树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成聚丙烯酸树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5～8.5，固含量可以是: 10～50%，优选地：30～35%，用容器装好密封备用；

3)在3号反应釜中，开动搅拌机，加入1号反应釜制好的备用溶液，然后慢速加入2号反应釜制好的备用溶液，搅拌 25～30 分钟，然后依次加入组分中其它组分，搅拌1～2小时；

4)使用PH调节剂，调整上述3号反应釜产品的PH值，为7.5～8.5范围内，得到状态为透明或半透明的液体成品；

5)检测其它各项指标合格后，出料包装。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和显著效益：。

1)环保安全优势：本发明完全以水为溶剂，从源头上避免了转印膜行业生产过程中产生大量的有机溶剂（VOCS）对大气环境的污染、改善作业环境、降低溶剂在包装材料中残留的风险；同时避免了危险化学品的使用，增强了涂料在生产运输过程中的安全性；。

2)成本和资源优势：由于采用水为溶剂，避免使用有机溶剂，节省石油资源；。

3) 本发明制备的水基着色层涂料，综合性能更好：具有耐高温性、高透明度、光泽度高、涂布适性好等特点，生产的转印膜（电化铝）产品模压亮度高、不易掉色、切边性好、适烫范围宽广、耐溶剂性好，能够达到置换溶剂涂料的技术要求，可同时适合制作各种颜色的电化铝材料，从而获得实际应用。

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。

实施例1。

本实施例涉及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料，该涂料采用以下表1中的组分及含量为原料,其制备方法如下：

1)在1号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应助剂（优选氨水）；然后加入固体苯乙烯马来酸酐共聚树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成苯乙烯马来酸酐共聚树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5～8.5，用容器装好密封备用；

2)在2号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应助剂（优选氨水）；然后加入固体聚丙烯酸树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成聚丙烯酸树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5～8.5，用容器装好密封备用；

4)使用PH调节剂，调整上述3号反应釜产品的PH值，为7.5～8.5范围内；

5)得到状态为透明或半透明的液体成品；检测其它各项指标合格后，出料包装。

表1：

注：表中的原材料规格：苯乙烯马来酸酐共聚树脂：马来酸酐的含量为25wt.%、Tg值：130℃、酸值为：285mgKOH/g、分子量为：10000g/mol, 固含量NV：12%；聚丙烯酸树脂：酸值：218mgKOH/g、分子量：9000g/mol、Tg值：105℃，固含量NV：30% ；。

实施例2：

本实施例涉及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料，该涂料采用以下表2中的组分及含量为原料,其制备方法与实施例1相同：。

表2：

注：表中的原材料规格：苯乙烯马来酸酐共聚树脂：马来酸酐的含量为26wt.%、Tg值：160℃，酸值为：300mgKOH/g，分子量为：80000g/mol, 固含量NV：10%；聚丙烯酸树脂：酸值：230 mgKOH/g、分子量：6500 g/mol、Tg值：107℃)，固含量NV：30%。

实施例3。

本实施例涉及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料，该涂料采用以下表3中的组分及含量为原料,其制备方法与实施例1相同：。

表3：

注：表中的原材料规格：苯乙烯马来酸酐共聚树脂：马来酸酐的含量为26wt.%、Tg值：160℃、酸值为：320mgKOH/g、分子量为：120000g/mol, 固含量NV：13%；聚丙烯酸树脂：酸值：218mgKOH/g、分子量：11500 g/mol、Tg值：105 ℃），固含量NV：30%。

实施例4

本实施例涉及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料，该涂料采用以下表4中的组分及含量为原料,其制备方法与实施例1相同：。

表4：

注：表中的原材料规格：苯乙烯马来酸酐共聚树脂：马来酸酐的含量为33wt.%、Tg值：160℃、酸值为：378mgKOH/g、分子量为：30000g/mol）, 固含量NV:15%；聚丙烯酸树脂：酸值：215mgKOH/g、分子量：10000 g/mol、Tg值：98℃）, 固含量NV：35%。

实施例5。

一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料，该涂料采用以下表5中的组分及含量为原料，其制备方法与实施例1相同：。

表5：

注：表中的原材料规格：苯乙烯马来酸酐共聚树脂：马来酸酐的含量为42wt.%、Tg值：130℃、酸值为：480mgKOH/g、分子量为：5000g/mol, 固含量NV：30%；聚丙烯酸树脂：酸值：218mgKOH/g、分子量： 7000 g/mol、Tg值：120 ℃）, 固含量NV：30%。

性能测试。

对以上实施例进行如下性能测试：。

将制备好的水基着色层涂料，根据具体颜色的需要，可以添加水性染料或水性色浆配色（也可以无色），通过网纹辊以1.0g/M² （干基）的涂布量涂布在PET薄膜上，经涂布机完全干燥固化后，进行真空镀铝（可以进行镭射模压），再将此镀铝膜涂布热熔胶粘剂（采用溶剂型或水基背胶涂布，本测试优先采用水基热熔胶粘剂，如：ulida 909W 纯水基电化铝背胶），即成具有不同颜色的转印膜（电化铝）材料，测试的结果如表6所示：。

表6：实施例测试结果

Claims

1.一种用于转印膜的水基着色层涂料；其特征在于，其由按重量份数计的如下组分组成:

苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液：20～60，

聚丙烯酸树脂水溶液：20～50，

水性增强树脂：3～10，

水性交联剂：0～3，

水性助剂：水性润湿流平剂0～1，水性消泡剂0～1，pH 调节剂0～1，

去离子水：0～30，该涂料的制备方法包括如下步骤：

1）在1号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入氨水；然后加入固体苯乙烯马来酸酐共聚树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成苯乙烯马来酸酐共聚树脂的水溶液，用氨水调整pH值在7.5～8.5，固含量为：10～35%，用容器装好密封备用；

2）在2号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入氨水；然后加入固体聚丙烯酸树脂，加热到45～98℃，直到固体物质全部反应溶解，制成聚丙烯酸树脂的水溶液，用氨水调整pH值在7.5～8.5，固含量为：30～35%，用容器装好密封备用；

3）在3号反应釜中，开动搅拌机，加入1 号反应釜制好的备用溶液，然后慢速加入2号反应釜制好的备用溶液，搅拌 25～30 分钟，然后依次加入组分中其它组分，搅拌1～2小时，状态为透明或半透明的液体；

4）使用pH 调节剂，调整上述3号反应釜产品的pH值为7.5-8.5范围内；

5）检测其它各项指标合格后，出料包装。

2.根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料，所述的苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液中树脂的特征在于：马来酸酐的含量：20～45wt.%，酸值：240～500mgKOH/g，Tg值：120～180℃，分子量：2000～180000g/mol。

3.根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料，所述的聚丙烯酸树脂水溶液中树脂的特征值为：酸值：160～280 mgKOH/g、分子量：2000～30000 g/mol，Tg值：70～170℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料，所述的水性增强树脂为水性聚氨酯树脂、水性醛酮树脂、水性酚醛树脂、水性纤维素树脂中的一种或之间的组合。

5.根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料，所述的水性交联剂为水溶性氨基树脂、水性聚氨酯固化剂、水性氮丙啶、水性钛酸锆氨溶液、水性硅烷偶联剂、水性钛酸偶联剂中的一种或之间的组合。

6.根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料，所述的水性助剂中的水性润湿流平剂选取空气化学的Surfynol 104E，所述的水性消泡剂选取道康宁的DOWCORNING 65，所述的pH 调节剂是浓度为25%氨水。