CN107312436A - 抗刮伤水性转移涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗刮伤水性转移涂料；所述涂料包括如下重量百分比含量的各组分：水性聚氨酯15～50％，聚碳酸酯型聚氨酯5～35％，有机硅改性聚氨酯3～15％，成膜助剂1～10％，多异氰酸酯0.05～0.8％，润湿剂0.01～0.3％，消泡剂0.01～0.1％，溶剂15～40％，助溶剂5～20％。与现有技术相比，本发明提供了一种表面张力适中，在38左右，对后道印刷性无任何不良影响的抗刮伤水性转移涂料；且该水性涂料还具有较高的硬度和很高的耐温性能。

Description

抗刮伤水性转移涂料
技术领域
本发明属于水性转移涂料技术领域，具体涉及一种抗刮伤水性转移涂料。
背景技术
软包装行业广泛应用的转移涂料，迫于溶剂税及保护环境的相关条例，水性产品在逐渐替代溶剂型产品。其工艺为转移涂层先涂布于PET薄膜，然后通过胶黏剂使转移涂层与基材粘结，最后剥除PET薄膜，转移层表面再进行后道胶印印刷。由于需避免胶印过程中转移涂层被胶辊擦伤以及走纸时被辊轮擦伤，因此转移层表面需要具有一定的抗刮伤性。
溶剂型涂料提高耐刮伤的方式有很多，如中国发明专利公开号为CN101760116A的“一种抗刮伤木器漆”，采用的就是添加硅油、蜡粉等方式，但该类添加物质与水性转移涂料的相容性较差，易引起发蓝等影响包装材料外观的情况。在水性转移涂料领域，有专利通过在主体树脂中添加有机硅改性丙烯酸树脂和水溶性硅溶胶增加转移层表面滑爽性，从而提高转移涂层的抗刮伤性能，如中国发明专利公开号为CN105153844A的“具有转移层表面高滑爽性水性环保型转移涂料及制备方法”，但爽滑性的提高只能有限的提高耐刮伤性，并且往往伴随着表面张力的降低，会使得转移薄膜的后道印刷性能下降。
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，提供一种表面张力适中，在38达因/厘米左右，对后道印刷性无任何不良影响的抗刮伤水性转移涂料；且该水性涂料还具有较高的硬度和很高的耐温性能。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种水性转移涂料组合物，所述组合物包括如下重量百分比含量的各组分：
优选的，所述水性聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、有机硅改性聚氨酯的重量比范围为1～3∶1～2.4∶1。本发明中，水性聚氨酯特指对PET薄膜有剥离性的水性聚氨酯，聚碳酸酯型聚氨酯需要其异氰酸酯扩链剂比例在55％以上，有机硅改性聚氨酯需要其乳液表张在30达因/厘米以上。在上述限定的用量比范围内三者发挥协同效应，使得制得的转移涂料的表面张力适中，对后道印刷性无任何不良影响，硬度可达3H，烘箱耐温可达180℃。
优选的，所述成膜助剂包括磷酸三酯、环己基吡咯烷酮、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中一种或几种。
优选的，所述润湿剂包括道康宁DC 51、道康宁DC-57、迪高Tego-450、迪高Tego-1484中的一种或几种。
优选的，所述消泡剂包括毕克助剂BYK-141、毕克助剂BYK-820、毕克助剂BYK-810、毕克助剂BYK-066N，迪高助剂Tego-980中的一种或几种。
优选的，所述溶剂为水。
优选的，所述助溶剂包括乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。
本发明还涉及一种所述的水性转移涂料组合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将所述水性聚氨酯、水性聚碳酸酯型聚氨酯、有机硅改性聚氨酯在反应釜中混合，升温至40～50℃，低速搅拌5～10分钟；
S2、在搅拌的情况下加入所述成膜助剂和溶剂，低速搅拌5～10分钟；
S3、在搅拌的情况下加入所述助溶剂，中速搅拌5～10分钟；
S4、在搅拌的情况下加入所述多异氰酸酯，中速搅拌5～10分钟；
S5、加入所述润湿剂，中速搅拌10～15分钟；
S6、加入所述消泡剂，高速搅拌20～30分钟，即得所述水性转移涂料。
优选的，步骤S1、S2中，所述低速搅拌的速度均选自250～350转/min。
优选的，步骤S3、S4、S5中，所述中速搅拌的速度均选自450～550转/min。
优选的，步骤S6中，所述高速搅拌的速度为750～850转/min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)表面张力适中，在38左右，对后道印刷性无任何不良影响；
(2)具有较高的硬度，可达3H；
(3)具有很高的耐温性能，烘箱耐温可达180℃
(4)在转移包装的分切工艺中，不会出现飞铝、飞金、涂层松脱的现象
(5)成膜透明度高，相容性优异，不会出现发蓝、发白等外观问题。
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
本实施例提供一种抗刮伤水性转移涂料，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表1
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0105I 20％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1206B 20％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 13％
成膜助剂 磷酸三酯 5％
多异氰酸酯 TDI 0.40％
润湿剂 道康宁DC-51 0.05％
消泡剂 德国毕克BYK-810 0.05％
溶剂 水 32.00％
助溶剂 乙醇 9.50％
其中，WPU-0105I、WPU-1206B、WPU-1205D均是由上海维凯光电新材料有限公司生产的乘鹰牌聚氨酯原材料。
制备时，S1、将所述水性聚氨酯、水性聚碳酸酯型聚氨酯、有机硅改性聚氨酯在反应釜中混合，升温至45℃，300转/min低速搅拌8分钟；
S2、在搅拌的情况下加入所述成膜助剂和溶剂，300转/min低速搅拌8分钟；
S3、在搅拌的情况下加入所述助溶剂，500转/min中速搅拌7分钟；
S4、在搅拌的情况下加入所述多异氰酸酯，500转/min中速搅拌9分钟；
S5、加入所述润湿剂，500转/min中速搅拌13分钟；
S6、加入所述消泡剂，800转/min高速搅拌25分钟，即得所述水性转移涂料。
实施例2
本实施例提供一种抗刮伤水性转移涂料，制备方法同实施例1，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表2
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0100F 30％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1201A 10％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 10％
成膜助剂 环己基吡咯烷酮 2％
多异氰酸酯 MDI 0.4％
润湿剂 DC-57 0.06％
消泡剂 BYK-820 0.04％
溶剂 水 32.00％
助溶剂 乙醇 15.50％
实施例3
本实施例提供一种抗刮伤水性转移涂料，制备方法同实施例1，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表3
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0100F 15％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1201A 35％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 15％
成膜助剂 丙二醇丁醚 10％
多异氰酸酯 TDI 0.8％
润湿剂 迪高Tego-450 0.3％
消泡剂 Tego-980 0.1％
溶剂 水 15.00％
助溶剂 异丙醇 8.90％
实施例4
本实施例提供一种抗刮伤水性转移涂料，制备方法同实施例1，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表4
对比例1
常规水性环保型转移涂料；由上海维凯光电新材料有限公司生产的乘鹰牌水性转移涂料WL-2703A。
对比例2
具有转移层表面高滑爽性水性环保型转移涂料；采用以下组分及含量为原料制成：
表5
组分 具体种类 重量份数(kg)
水性聚氨酯 WPU-0102A 15
有机硅改性丙烯酸树脂 KR-9706 30
水溶性硅溶胶 粒径为15～20nm 8
手感树脂 DSM R-1010 10
硅烷偶联剂 KH550 1
绒毛粉 紫胶BP-50-2 0.5
流平剂 TEGO Flow 425 0.12
润湿剂 TEGO Glide 110 0.14
消泡剂 TEGO Foamex 825 0.08
溶剂 水 30
对比例3
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的不同在于不含聚碳酸酯型聚氨酯，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表6
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0105I 40％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1206B 0％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 13％
成膜助剂 磷酸三酯 5％
多异氰酸酯 TDI 0.40％
润湿剂 DC-51 0.05％
消泡剂 BYK-810 0.05％
溶剂 水 32.00％
助溶剂 乙醇 9.50％
对比例4
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的不同在于不含有机硅改性聚氨酯，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表7
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0105I 20％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1206B 33％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 0％
成膜助剂 磷酸三酯 5％
多异氰酸酯 TDI 0.40％
润湿剂 DC-51 0.05％
消泡剂 BYK-810 0.05％
溶剂 水 32.00％
助溶剂 乙醇 9.50％
对比例5
本对比例是实施例1的对比例，与实施例1的不同在于不含多异氰酸酯，该涂料采用以下组分及含量为原料制成：
表8
种类 具体组份 重量含量
水性聚氨酯 WPU-0105I 20％
聚碳酸酯型聚氨酯 WPU-1206B 20％
有机硅改性聚氨酯 WPU-1205D 13.4％
成膜助剂 磷酸三酯 5％
多异氰酸酯 TDI 0％
润湿剂 DC-51 0.05％
消泡剂 BYK-810 0.05％
溶剂 水 32.00％
助溶剂 乙醇 9.50％
样张制备：对比例1～5、实施例1～4涂料均用水稀释至20wt％首先在PET膜上用翁开尔6#线棒涂布转移涂料，烘干效率均为130℃，30s；然后用分子泵镀铝，镀铝厚度为0.04um；再用巴斯夫SD-615胶水把转移层转到太阳卡纸上，然后烘干后剥除PET薄膜。
表面张力测试方法具体为：使用达因笔在样张的表面直接测试。
硬度测试方法具体为：测试仪由铅笔夹具和移动台两部分组成。待测样张正面朝上固定在移动台上，铅笔则夹在铅笔夹具上，并与待测样张的平面成45度斜角，夹具上端有重锤，使笔尖紧压在涂膜之上。摇动摇柄，使移动台带着样张向前移动，让铅笔在样张作推犁式划过，每划一次，换一支铅笔，从最硬的铅笔开始顺序由硬到软，逐个试验，直到找出涂膜不被划破的铅笔，这支铅笔的硬度即为被测试涂膜的硬度。
耐温性测试方法具体为：烘箱法测试，测试样张2×2cm，温度从120度每5度往上升，记录涂层表面变花时的温度。
耐擦性测试方法具体为：运用蓝光MCJ-01A摩擦试验机，摩擦压力为20N，摩擦速度为43cpm，在涂层面进行来回摩擦，观察出现擦痕时已进行的来回摩擦次数。
透明度测试方法具体为：把样张拿到标准光源下，与参照样(如乘鹰牌BL-0101A制成的样张)对比，在侧光源观察发蓝、发白情况。
测试结果见下表：
表9
样品 表面张力 硬度 耐温 耐擦(次) 透明度
实施例1 38 3H 180 100 OK
实施例2 38 3H 180 105 OK
实施例3 38 3H 185 98 OK
实施例4 38 2H 175 90 OK
对比例1 38 B 150 10 OK
对比例2 34 B 170 57 不好
对比例3 38 H 160 60 OK
对比例4 38 2H 180 70 OK
对比例5 38 HB 150 70 OK
由表9可知，与实施例1相比，对比例2通过增滑的方式提高耐擦次数，但存在涂层硬度不足、透明度差、表面张力过低、耐擦次数不足等问题；对比例3由于缺少聚碳酸酯型聚氨酯，耐温和耐擦次数不足；对比例4由于缺少有机硅改性聚氨酯，虽然涂层硬度达标，但是滑爽度不够、耐擦不足；对比例5由于缺少多异氰酸酯类，存在耐温不足和耐擦次数不足的问题。
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)

1.一种水性转移涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括如下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述水性聚氨酯、聚碳酸酯型聚氨酯、有机硅改性聚氨酯的重量比范围为1～3∶1～2.4∶1。
3.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述成膜助剂包括磷酸三酯、环己基吡咯烷酮、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述润湿剂包括道康宁DC51、道康宁DC-57、迪高Tego-450、迪高Tego-1484中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述消泡剂包括毕克助剂BYK-141、毕克助剂BYK-820、毕克助剂BYK-810、毕克助剂BYK-066N，迪高助剂Tego-980中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述溶剂为水。
7.根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物，其特征在于，所述助溶剂包括乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1所述的水性转移涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
S1、将所述水性聚氨酯、水性聚碳酸酯型聚氨酯、有机硅改性聚氨酯在反应釜中混合，升温至40～50℃，低速搅拌5～10分钟；
S2、在搅拌的情况下加入所述成膜助剂和溶剂，低速搅拌5～10分钟；
S3、在搅拌的情况下加入所述助溶剂，中速搅拌5～10分钟；
S4、在搅拌的情况下加入所述多异氰酸酯，中速搅拌5～10分钟；
S5、加入所述润湿剂，中速搅拌10～15分钟；
S6、加入所述消泡剂，高速搅拌20～30分钟，即得所述水性转移涂料。
9.根据权利要求8所述的水性转移涂料组合物的制备方法，其特征在于，步骤S1、S2中，所述低速搅拌的速度均选自250～350转/min。
10.根据权利要求8所述的水性转移涂料组合物的制备方法，其特征在于，步骤S3、S4、S5中，所述中速搅拌的速度均选自450～550转/min；步骤S6中，所述高速搅拌的速度为750～850转/min。
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