CN106243875B - Bopp镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料及其制备方法,所述涂料包括以下重量百分含量的各组分:胺化改性木质素树脂:8~15%,硅改性聚乙烯醇:5~10%,丙烯酸酯乳液:8‑15%,润湿剂:0.05~0.1%,消泡剂:0.05~0.1%,水蜡:0.01~0.05%,水:60~73%。本发明制备的水性背涂涂料具有以下有益效果:木质素来源广泛,多是作为废物处理,因此成本低、废物利用保护环境;成膜性好,成膜物质拖尾大;与铝附着好,剥离干净且剥离力小;耐温性能良好;环保安全,VOC残留量低。

Description

BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性背涂涂料,具体涉及一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料及其制备方法。
背景技术
目前BOPP镭射镀铝膜转移用背涂涂料主要分为三种体系:第一种是以氯醋和丙烯酸树脂为主要原料的溶剂型体系,因其剥离效果好得到广泛应用,但其中含有大量乙酸乙酯、丁酮和醚类等溶剂,给环境和使用者的健康带来极大伤害,且使用氯醋树脂会有卤素残留的风险,此外溶剂体系与水性胶水附着不好,大多使用无溶剂复合和干式复合。第二种是以PVB为主的醇溶体系,但其与胶水附着力也不够理想,此外固含较低时涂布,剥离时常常出现涂层剥离而铝层留下的状况,尽管会混入其他树脂改善与胶水附着,但会降低成膜性而降低剥离性能。第三种为水性体系,主要以成膜好的丙烯酸或聚氨酯为主要组分,但一般会有硬度小、耐温差以及剥离不净的问题,此外由于BOPP膜不耐高温,烘干温度较低,因此会经常出现收卷时粘背的问题。
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BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,所述涂料包括以下重量百分含量的各组分:
本发明采用胺化改性木质素树脂、改性聚乙烯醇和丙烯酸酯乳液三者特定结合,胺化改性木质素树脂具有低剥离力和与铝附着力好的特点,且因胺化改性木质素树脂中含有许多苯环等刚性结构,极大的提升了本产品的硬度和耐温,避免反粘。硅改性聚乙烯醇都具有成膜性好的特点,同时聚乙烯醇里的有机硅游离到涂层表面,增加了表面爽滑度。
三种组分的含量是特定的,胺化改性木质素树脂含量过高,会导致成膜性变差,造成切边时有飞铝现象;含量过低,会导致剥离变紧、耐温变低、反粘严重。改性聚乙烯醇含量过高,会导致表张过低,从而造成后道胶水的重涂性能差;含量过低会导致成膜性差。丙烯酸酯乳液含量过高,会导致剥离变紧,耐温降低;含量过低会导致与纸复合后附着偏低。
优选地,所述的胺化改性木质素树脂是通过曼尼希反应并提纯制得。
更优选地,所述曼尼希反应所用的醛为甲醛,所用的胺为乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种。
优选地,所述的胺化改性木质素树脂的重均分子量为2000-50000,含氮量为5%-10%,表面张力为40-50DA。
优选地,所述的硅改性聚乙烯醇的重均分子量为15000-20000,醇解度为85%-90%,黏度≤20mpa.s(将硅改性聚乙烯醇溶解4%到水中,控制温度在25℃时用NDJ-5S粘度计测试粘度)。
优选地,所述的丙烯酸乳液的Tg≤40℃,黏度≤500mpa.s。
优选地,所述的湿润剂为炔二醇湿润剂,如空气化工的104H。
优选地,所述的消泡剂为有机硅类消泡剂,如Tego的Fomax810。
优选地,所述水蜡为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种。
本发明还提供了一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
A1、根据各组分的重量百分含量称取各组分;
A2、将水和硅改性聚乙烯醇加入搅拌釜中,搅拌使硅改性聚乙烯醇完全溶解;
A3、将胺化改性木质素树脂、丙烯酸酯乳液依次加入搅拌釜中混合均匀;
A4、再将湿润剂、消泡剂和水蜡加入搅拌釜中,搅拌均匀即得所述涂料。
优选地,步骤A3中,所述混合时间为10分钟;步骤A4中,所述搅拌速度为1200rpm,搅拌时间为30分钟。
现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、木质素来源广泛,多是作为废物处理,因此成本低、废物利用保护环境。
2、成膜性好,成膜物质拖尾大。
3、与铝附着好,剥离干净且剥离力小。
4、耐温性能良好。
5、环保安全,VOC残留量低。
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
本实施例涂料采用以下组分及含量的原料进行配制:
上述BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料按以下工艺步骤制备:
将142.8千克水加入到搅拌釜中,开启搅拌,转速为800转/分钟,温度加热到80℃,然后加入10千克硅改性聚乙烯醇溶解完全,再依次16千克胺化改性木质素树脂、30千克丙烯酸混合10分钟,然后加入0.1千克润湿剂、0.1千克消泡剂和1千克水蜡,搅拌速度加到1200转/分钟,搅拌30分钟后即可得到成品。
实施例2
本实施例涂料采用以下组分及含量的原料进行配制:
将143.4千克水加入到搅拌釜中,开启搅拌,转速为800转/分钟,温度加热到80℃,再加入12千克硅改性聚乙烯醇溶解完全,然后依次18千克胺化改性木质素树脂、26千克丙烯酸,混合10分钟,然后加入0.1千克润湿剂、0.1千克消泡剂和0.4千克水蜡,搅拌速度加到1200转/分钟,搅拌30分钟后即可得到成品。
实施例3
本实施例涂料采用以下组分及含量的原料进行配制:
将139.2千克水加入到搅拌釜中,开启搅拌,转速为800转/分钟,温度加热到80℃,再加入16千克硅改性聚乙烯醇溶解完全,然后依次22千克胺化改性木质素树脂、22千克丙烯酸,混合10分钟,然后加入0.1千克润湿剂、0.1千克消泡剂和0.6千克水蜡,搅拌速度加到1200转/分钟,搅拌30分钟后即可得到成品。
实施例4
本实施例涂料采用以下组分及含量的原料进行配制:
将137.2千克水加入到搅拌釜中,开启搅拌,转速为800转/分钟,温度加热到80℃,再加入18千克硅改性聚乙烯醇溶解完全,然后依次26千克胺化改性木质素树脂、18千克丙烯酸,混合10分钟,然后加入0.1千克润湿剂、0.1千克消泡剂和0.6千克水蜡,搅拌速度加到1200转/分钟,搅拌30分钟后即可得到成品。
实施例5
本实施例涂料采用以下组分及含量的原料进行配制:
将133.6千克水加入到搅拌釜中,开启搅拌,转速为800转/分钟,温度加热到80℃,再加入20千克硅改性聚乙烯醇溶解完全,然后依次30千克胺化改性木质素树脂、16千克丙烯酸,混合10分钟,然后加入0.1千克润湿剂、0.1千克消泡剂和0.2千克水蜡,搅拌速度加到1200转/分钟,搅拌30分钟后即可得到成品。
对比例1
常规水性体系BOPP背涂涂料,为中山博海精细化工有限公司的BOPP背涂涂料。
对比例2
醇溶体系BOPP背涂涂料,为日本可乐丽公司Mowital B20H。。
对比例3
溶剂体系BOPP背涂涂料,为上海维凯光电新材料有限公司的CP-0403。。
对比例4
本对比例的涂料及制备方法与实施例1相同,不同之处仅在于:本对比例采用的是未改性的聚乙烯醇。
剥离力、转移到纸上后耐温测试、附着测试
样张A制备:将对比例1-3、实施例1-5涂料均稀释至20%固含,然后用翁开尔4#线棒涂布在BOPP镭射镀铝膜上烘干,烘干效率均为90℃,10s。
样张B制备:将制备好的样张A用BASF SD602水溶胶水复合到卡纸上,90℃烘10s,待冷却后将上层BOPP膜剥离,铝层和膜分离后得到样张B。
剥离力测试方法:
1、将1.27cm宽度的3M600胶带紧密的贴合在样张A涂层面,切记中间不能有空气和褶皱。
2、将贴合好的胶带一端破口后背面贴在TMI测试仪的探头上,样张固定在探头下的测试板上,确保探头和胶带方向在一条直线上。
3、将TMI测试仪参数设定为:速度30cm/min,移动距离15cm,然后对所有样张进行测试。
转移到纸上后耐温测试方法:
将样张B切割成2cm x 2cm大小,放入烘箱设定温度由低到高烘10s,观察样张铝面发白的初始温度并记录。
与纸复合后背涂涂层与胶层、铝层的附着测试方法:
1、将1.27cm宽度的3M600胶带紧密的贴合在样张B涂层面,切记中间不能有空气和褶皱。
2、将胶带一端破口,然后沿胶带方向迅速剥离,观察样张破坏程度。
涂布收卷反粘测试方法
将两份样张A涂布面朝上堆叠在一起,然后增加1KG负重,24h后将其分离,观察涂布面是否粘在一起,分离过程中涂层是否被破坏。‘
羧基丁苯胶乳在背涂涂层重涂性能测试方法
1、将BASF SD602胶水用4#棒涂布在样张A上烘干,烘干效率均为90℃,10s。
2、观察602胶水是否对背涂涂层均匀润湿,有无收缩情况发生。
将实施例与对比例制备的涂料进行上述剥离力、转移到纸上后耐温测试、附着测试、涂布收卷反粘测试、羧基丁苯胶乳在背涂涂层重涂性能测试,测试结果如表1所示。
表1
测试结果分析:
1、从剥离力上看,对比例1、对比例4、实施例1和2剥离稍偏紧,而对比例2、对比例3、实施例3、4、5剥离性能良好。可以看出增加水性丙烯酸酯乳液会增大剥离力,而增加胺化改性木质素树脂和硅改性聚乙烯醇会使剥离力有所降低;
2、从耐温和反粘上看,对比例1、对比例4和实施例1耐温稍差,而对比例2和3、实施例2、3、4、5耐温良好;反粘的趋势和耐温结果差不多,这是因为水性丙烯酸酯乳液对耐温和反粘起负作用,而胺化改性木质素树脂、硅改性的聚乙烯醇对耐温和反粘起提高作用。实施例1比对比例4的反粘情况稍好,这是因为实施例4中硅改性的聚乙烯醇中的硅氧键会富集在表面,增加表面爽滑性,减轻反粘。
3、从与纸复合后的附着情况看,对比例1和4、实施例1、2、3、4、5转移到纸后的附着都很好,对比例2和3附着很差,这是因为溶剂体系、醇溶体系背涂涂料与胶水之间的附着很差;此外通过实施例可以看出,随着水性丙烯酸酯乳液含量降低,胺化改性木质素树脂升高,与纸附着情况会稍下降。
4、从羧基丁苯胶乳在背涂层重涂性能看,有部分会产生收缩现象,这是由于背涂涂层表张偏低造成的。如对比例1和3、实施例5涂布巴斯夫602胶水后会有轻微缩孔现象,而对比例2和4、实施例1、2、3、4的胶水涂布效果都很好,这是因为胺化改性木质素树脂本身表面张力较高,使得涂层整体的重涂性能好;而实施例5中轻微缩孔现象是由硅改性聚乙烯醇成膜表张太低造成的。
综合以上分析,本发明开发了一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其主要特点在于其中添加量胺化改性木质素、硅改性聚乙烯醇,使得产品在剥离、成膜、反粘、耐温和VOCs等性能方面得到提高,较市场上常用水性、醇溶性和溶剂型体系的背涂有明显优势。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述涂料包括以下重量百分含量的各组分:
2.如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述的胺化改性木质素树脂是通过曼尼希反应制备。
3.如权利要求2所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述曼尼希反应所用的醛为甲醛,所用的胺为乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。
4.如权利要求1或2所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述的胺化改性木质素树脂的重均分子量为2000-50000。
5.如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述的硅改性聚乙烯醇的重均分子量为15000-20000,醇解度为85%-90%,黏度≤6mpa.s。
6.如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述的湿润剂为炔二醇湿润剂。
7.如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述的消泡剂为有机硅类消泡剂。
8.如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料,其特征在于,所述水性蜡浆为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种。
9.一种如权利要求1所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
A1、根据各组分的重量百分含量称取各组分;
A2、将水和硅改性聚乙烯醇加入搅拌釜中,搅拌使硅改性聚乙烯醇完全溶解;
A3、将胺化改性木质素树脂、丙烯酸酯乳液依次加入搅拌釜中混合均匀;
A4、将湿润剂、消泡剂和水性蜡浆加入搅拌釜中,搅拌均匀即得所述涂料。
10.如权利要求9所述的BOPP镭射镀铝膜转移用水性背涂涂料的制备方法,其特征在于,步骤A3中,所述混合时间为10分钟;步骤A4中,所述搅拌速度为1200rpm,搅拌时间为30分钟。
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