CN105949844B - 一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料及其制备方法，原料按重量份数配比如下:聚甲基丙烯酸甲酯树脂10‑30份、苯乙烯‑马来酸酐树脂5‑10份、醋酸丁酸纤维素1‑5份、甲基丙烯酸异冰片酯5‑10份、含氟丙烯酸酯聚合物1‑5份、丁酮50‑70份、醋酸正丙酯1‑8份、丙二醇乙醚1‑5份。该成像层涂料配方中含有的聚合物单体具有特殊结构或官能团，同时兼顾了聚合物的综合性能，在不影响聚合物涂膜性能如耐热性等情况下，可明显降低聚合物溶液黏度，减少有机溶剂的使用量，改善涂布过程中的涂膜流平性，同时也使涂膜具有较低的表面能，从而降低了高温模压过程中镭射工作版与聚合物涂层间的作用力，起到防止粘版的作用。

Description

一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜涂层产品技术领域，更具体涉及一种用于电化铝的成像层涂料。

背景技术

镭射电化铝是一种新型的高科技含量、高附加值的包装烫金材料，具有强烈的金属质感和绚丽多彩的外观，给人予独特的视觉冲击，经烫印后起到美化宣传和防伪功能。适用于烫印铜板纸、水松纸、油墨纸、塑料制品、木材、皮革、丝绸、漆布等，已广泛应用于各种票证、信用卡、护照、钞票、商标、烟酒包装和重要出版物等领域。

镭射电化铝是普通电化铝制作技术与激光全息图模压技术、化工领域技术相结合的产物，与普通电化铝结构相似，其结构从上到下依次为基膜层、离型层、成像层（着色层）镀铝层和背胶层。镭射电化铝追求更高档的视觉效果，制作技术比普通电化铝更趋复杂化，所使用的涂料体系也有所不同。

目前，普通电化铝的着色层涂料普遍采用热固性涂料，先将聚合物单体制成小分子量的预聚体，再经高温烘烤，由线型小分子量交联成三维网状大分子量的聚合物涂膜，其具有聚合物溶液黏度低、流平性佳、涂膜亮度和硬度高等优点，制成的产品适合高速烫印要求。而镭射电化铝是利用热塑性高分子聚合物可反复受热软化和冷却凝固的可塑性特性，在热压作用下将镭射工作版上的镭射全息图案转印到由热塑性高分子聚合物构成的成像层涂层上，冷却固化后形成一些细小凹痕的激光全息图案涂层，经真空喷镀金属铝，模压形成的凹痕对光的折射、衍射，最终产生带有强烈金属光泽的绚丽多彩的镭射效果。因此，成像层涂料应具备可塑性强、耐高温、软硬适中、附着力好、与色粉相容性好、透明度高、耐磨、耐溶剂等性能。

现有技术为了获得适合镭射模压的涂层，普遍将三、四种大分子量的热塑性树脂单体搭配使用，但大分子量的热塑性树脂单体本身的理化性质如溶解度低、黏度高等，决定了经共混技术制成的聚合物溶液为低固含量高黏度的体系，不仅在涂布过程易造成涂膜流平差，进而影响模压亮度，而且有机溶剂耗用量也大。为了改善涂膜的流平性，必须在聚合物溶液中添加大量的如环己酮等高沸点的有机溶剂，涂布机速也只能达到60-80m/min，以免烘干不彻底，导致有机溶剂残留超标，后续模压工序因高温使残留溶剂溢出而出现模压粘版的质量缺陷。模压过程须在聚合物涂层处于粘流态（可塑态）的情况下进行，但热塑性的聚合物极易熔融，使其粘性快速增大，粘附到镭射工作版上，出现所谓的粘版现象。一旦出现以上各种现象，就必须停机进行处理，严重影响了生产效率，也造成大量的浪费。

发明内容

为解决背景技术存在的不足，本发明旨在提供一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料及其制备方法。该成像层涂料配方中含有的聚合物单体具有特殊结构或官能团，同时兼顾了聚合物的综合性能，在不影响聚合物涂膜性能如耐热性等情况下，可明显降低聚合物溶液黏度，减少有机溶剂的使用量，改善涂布过程中的涂膜流平性，同时也使涂膜具有较低的表面能，从而降低了高温模压过程中镭射工作版与聚合物涂层间的作用力，起到防止粘版的作用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术手段：一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂10-30份、苯乙烯-马来酸酐树脂5-10份、醋酸丁酸纤维素1-5份、甲基丙烯酸异冰片酯5-10份、含氟丙烯酸酯聚合物1-5份、丁酮50-70份、醋酸正丙酯1-8份、丙二醇乙醚1-5份。

优选的，一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂14-18份、苯乙烯-马来酸酐树脂6-7份、醋酸丁酸纤维素3-5份、甲基丙烯酸异冰片酯5-7份、含氟丙烯酸酯聚合物2-3份、丁酮60-65份、醋酸正丙酯3-6份、丙二醇乙醚2-4份。

所述含氟丙烯酸酯聚合物为甲基丙烯酸三氟乙酯。

其中，甲基丙烯酸异冰片酯分子结构中巨大的非极性侧基弱化了分子链间的作用力，能够降低溶液黏度，同时提高与其他树脂和溶剂的相容性。在丙烯酸树脂配方中，搭配甲基丙烯酸异冰片酯，在聚合物玻璃化温度、分子量、官能团量维持不变的情况下，能有效降低聚合物溶液黏度。其适用于制造高Tg的热塑性丙烯酸树脂，其具有高硬度、高耐醇性、耐热性，并具有良好的柔韧性，是一种结构极具特点的新型丙烯酸酯聚合单体，适用于制造诸如PET、PE、PP等软薄膜涂层。

在丙烯酸聚合物中，共聚进入一定量的含氟丙烯酸酯单体，在聚合物成膜干燥过程中，因-CF3基团向涂层表面迁移和富集，可以降低聚合物的表面能，使得涂膜同时具备憎水憎油，增加涂膜表面的滑腻感，提高涂膜的表面抗划伤性和耐磨性，改善涂层的手感效果，具有一定的防粘功能。但大量的-CF3基团向表面涂层迁移和富集，使涂膜表层的物质构成发生了变化而产生消光效果，因此添加量不宜太多。

本发明一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

本发明具有以下有益效果：

①本发明所述的高固低黏镭射电化铝成像层涂料，该成像层涂料配方中的甲基丙烯酸异冰片酯单体具有特殊结构，在不影响聚合物涂膜性能如耐热性等情况下，可明显降低聚合物溶液黏度，减少有机溶剂的使用量，改善涂布过程中的涂膜流平性。

②本发明所述的高固低黏镭射电化铝成像层涂料，该涂料配方中的含氟丙烯酸酯聚合物单体具有的C-F键的降低了分子之间作用力，在聚合物成膜干燥过程中，因-CF3基团向涂层表面迁移和富集，使涂膜涂层具有较低的表面能，从而降低了高温模压过程中镭射工作版与聚合物涂层间的作用力，起到防止粘版的作用。

③本发明所述的高固低黏镭射电化铝成像层涂料制备方法采用常温溶液共混技术，工艺简单，便于控制。

④本发明制备的高固低黏镭射电化铝成像层涂料综合性能优异，与色粉相容性好，可满足浅色和深色镭射电化铝产品的生产，且模压均不粘版。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供的高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂14份、苯乙烯-马来酸酐树脂6份、醋酸丁酸纤维素3份、甲基丙烯酸异冰片酯5份、含氟丙烯酸酯聚合物2份、丁酮65份、醋酸正丙酯3份、丙二醇乙醚2份。

按以下步骤制备：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

添加丁酮调整成像层涂料的黏度至20-21秒（4﹟蔡恩杯），在500-700r/min的转速下充分搅拌10-30min混合均匀后200目滤网过滤，以200目网纹辊、90℃-110℃-120℃-150℃-90℃的烘干温度、100m/min的机速、1.10±0.05g/m2涂层干涂量的涂布工艺涂布于涂有离型层的基膜层上；以3.0-3.5kg/cm2的压力、180±5℃和200±5℃的模压温度、60-80m/min的机速对该成像层涂料涂层进行无版缝双版双压。

本发明制备的镭射电化铝成像层涂料涂布和模压性能优异，涂布黏度适中，涂膜流平性好且干燥彻底，进行无版缝双版双压未出现粘版现象，大大提高了镭射电化铝的生产效率和成品率，经高温模压的银色镭射电化铝全息图像清晰饱满、亮度高。

实施例2：

本实施例提供的高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂15份、苯乙烯-马来酸酐树脂7份、醋酸丁酸纤维素4份、甲基丙烯酸异冰片酯6份、含氟丙烯酸酯聚合物3份、丁酮63份、醋酸正丙酯5份、丙二醇乙醚2份。

按以下步骤制备：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

添加已用丁酮溶解的黄色色料，并用丁酮调整成像层涂料的黏度至20.5-21.5秒（4﹟蔡恩杯），在500-700r/min的转速下充分搅拌10-30min混合均匀后200目滤网过滤，以200目网纹辊、90℃-110℃-120℃-150℃-90℃的烘干温度、100m/min的机速、1.15±0.05g/m2涂层干涂量的涂布工艺涂布于涂有离型层的基膜层上；以3.0-3.5kg/cm2的压力、180±5℃和200±5℃的模压温度、60-80m/min的机速对该成像层涂料涂层进行无版缝双版双压。

本发明制备的镭射电化铝成像层涂料涂布和模压性能优异，涂布黏度适中，涂膜流平性好且干燥彻底，进行无版缝双版双压未出现粘版现象，大大提高了镭射电化铝的生产效率和成品率，经高温模压的金色镭射电化铝全息图像清晰饱满、亮度高。

实施例3：

一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂18份、苯乙烯-马来酸酐树脂7份、醋酸丁酸纤维素5份、甲基丙烯酸异冰片酯7份、含氟丙烯酸酯聚合物3份、丁酮60份、醋酸正丙酯6份、丙二醇乙醚4份。

按以下步骤制备：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

添加已用丁酮溶解的红色色料，并用丁酮调整成像层涂料的黏度至21-22秒（4﹟蔡恩杯），在500-700r/min的转速下充分搅拌10-30min混合均匀后200目滤网过滤，以200目网纹辊、90℃-110℃-120℃-150℃-90℃的烘干温度、100m/min的机速、1.20±0.05g/m2涂层干涂量的涂布工艺涂布于涂有离型层的基膜层上；以3.0-3.5kg/cm2的压力、180±5℃和200±5℃的模压温度、60-80m/min的机速对该成像层涂料涂层进行无版缝双版双压。

本发明制备的镭射电化铝成像层涂料涂布和模压性能优异，涂布黏度适中，涂膜流平性好且干燥彻底，进行无版缝双版双压未出现粘版现象，大大提高了镭射电化铝的生产效率和成品率，经高温模压的红镭射电化铝全息图像清晰饱满、亮度高。

实施例4：

一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂10份、苯乙烯-马来酸酐树脂5份、醋酸丁酸纤维素1份、甲基丙烯酸异冰片酯10份、含氟丙烯酸酯聚合物4份、丁酮50份、醋酸正丙酯1份、丙二醇乙醚5份。

按以下步骤制备：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

添加已用丁酮溶解的蓝色色料，并用丁酮调整成像层涂料的黏度至20.5-21.5秒（4﹟蔡恩杯），在500-700r/min的转速下充分搅拌10-30min混合均匀后200目滤网过滤，以200目网纹辊、90℃-110℃-120℃-150℃-90℃的烘干温度、100m/min的机速、1.15±0.05g/m2涂层干涂量的涂布工艺涂布于涂有离型层的基膜层上；以3.0-3.5kg/cm2的压力、180±5℃和200±5℃的模压温度、60-80m/min的机速对该成像层涂料涂层进行无版缝双版双压。

本发明制备的镭射电化铝成像层涂料涂布和模压性能优异，涂布黏度适中，涂膜流平性好且干燥彻底，进行无版缝双版双压未出现粘版现象，大大提高了镭射电化铝的生产效率和成品率，经高温模压的金色镭射电化铝全息图像清晰饱满、亮度高。

实施例5：

一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，所用原料按重量份数计算配比如下：聚甲基丙烯酸甲酯树脂30份、苯乙烯-马来酸酐树脂10份、醋酸丁酸纤维素2份、甲基丙烯酸异冰片酯10份、含氟丙烯酸酯聚合物5份、丁酮70份、醋酸正丙酯8份、丙二醇乙醚1份。

按以下步骤制备：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液A中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液B中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。

添加已用丁酮溶解的黄色色料，并用丁酮调整成像层涂料的黏度至20.5-21.5秒（4﹟蔡恩杯），在500-700r/min的转速下充分搅拌10-30min混合均匀后200目滤网过滤，以200目网纹辊、90℃-110℃-120℃-150℃-90℃的烘干温度、100m/min的机速、1.15±0.05g/m2涂层干涂量的涂布工艺涂布于涂有离型层的基膜层上；以3.0-3.5kg/cm2的压力、180±5℃和200±5℃的模压温度、60-80m/min的机速对该成像层涂料涂层进行无版缝双版双压。

本发明制备的镭射电化铝成像层涂料涂布和模压性能优异，涂布黏度适中，涂膜流平性好且干燥彻底，进行无版缝双版双压未出现粘版现象，大大提高了镭射电化铝的生产效率和成品率，经高温模压的金色镭射电化铝全息图像清晰饱满、亮度高。

Claims (3)

1.一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，其特征是，所用原料按重量份数计算配比如下：

聚甲基丙烯酸甲酯树脂 10-30份

苯乙烯-马来酸酐树脂 5-10份

醋酸丁酸纤维素 1-5份

甲基丙烯酸异冰片酯 5-10份

含氟丙烯酸酯聚合物 1-5份

丁酮 50-70份

醋酸正丙酯 1-8份

丙二醇乙醚 1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料，其特征是，所用原料按重量份数计算配比如下：

聚甲基丙烯酸甲酯树脂 14-18份

苯乙烯-马来酸酐树脂 6-7份

醋酸丁酸纤维素 3-5份

甲基丙烯酸异冰片酯 5-7份

含氟丙烯酸酯聚合物 2-3份

丁酮 60-65份

醋酸正丙酯 3-6份

丙二醇乙醚 2-4份。

3.根据权利要求1或2所述的一种高固低黏镭射电化铝成像层涂料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）把按配比称量好的丁酮、醋酸正丙酯和丙二醇乙醚加入容器中常温搅拌 5～10min，搅拌速度为 500-700r/min，得有机混合液A；

（2）在混合液 A 中依次加入按配比称量好的聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙酸-马来酸酐树脂、醋酸丁酸纤维素，搅拌10～12h，搅拌速度为 800-1000r/min，直至完全溶解，得聚合物溶液B ；

（3）在聚合物溶液 B 中依次加入按配比称量好的甲基丙烯酸异冰片酯、含氟丙烯酸酯聚合物，搅拌1～ 2h，搅拌速度为 500-700r/min，直至混合均匀，得成像层涂料。