CN108795196B - 一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于涂料领域，公开了一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料，按照重量份数，其原料为：30～40份丙烯酸乳液、10～15份聚乙烯醇溶液、8～12份二氧化硅、0.3～1份纳米二氧化钛溶胶、0.1～0.4份增白剂、0.05～0.08份分散剂、0.001～0.003份酞青蓝、0.002～0.005份永固紫、40～50份去离子水。本发明还公开了喷绘涂料的制备方法，包括配制聚乙烯醇溶液、配制增白液、配制喷绘涂料等步骤。本发明的喷绘涂料能适应不同基材，具有白度高、耐黄变的优点。

Description

一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体是一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料及其制备方法。
背景技术
户外广告有着丰富的视觉冲击力，传播到达率高，近几年发展迅猛，喷绘型户外写真具有个性化、材料防水、打印精度高、适用面广的特点，越来越受到人们的欢迎。但是，广告材料在户外使用时，接触外部不稳定因素影响比户内材料多，其中环境中的紫外线会导致喷绘画面色彩褪色，表面荧光增白效果衰退，涂层发黄，同时，夹杂空气中的热氧老化作用加剧涂层的黄变问题，直接出现广告画特别是拼接的大型户外广告画在更换个别幅面时出现颜色不一致难以重新拼接的尴尬现象。
市场上在户外使用的喷绘广告材料主要为PVC灯箱布，PVC车身贴，弱溶剂写真。PVC灯箱布中间为网格布，两面为PVC，材料厚重，安装不方便，为了满足喷绘精度需求，材料添加抗老化剂的量受限，长期户外使用PVC面皮出现发裂，变脆，变黄。PVC车身贴在耐老化上可以通过在表层贴附一层冷裱膜，虽然提高了画面与材料的耐候性，但是增加了裱膜工序与制作成本。现有弱溶剂涂料配方大部分添加低价位的苯丙乳液，可以降低成本，但容易出现黄变，另外添加带有磺化芳香发色团的增白剂，其必须要与含羟基的PVA或者CMC形成复合体后增白效果才能稳定不褪色，但是PVA与CMC的加入影响涂层耐水性与吸墨性，户外使用受到限制，通常添加的PVA或者CMC的比例极少，导致产品只能适应短期涂层的白度效果，户外使用3天后出现褪色黄变问题。市面上还有采取在基材进行荧光增白而弱溶剂涂层为无增白的组合，涂层无增白色泽变化不大，但是弱溶剂涂层无增白，产品色泽整体偏黄，只是黄变的速度会慢一点。
因此，需要研发一种新型的弱溶剂喷绘涂料来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐黄变、吸墨迅速、打印精度高的弱溶剂喷绘涂料。
本发明的另一目的是提供该喷绘涂料的制备方法。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料，按照重量份数，其原料为：30～40份丙烯酸乳液、10～15份聚乙烯醇溶液、8～12份二氧化硅、0.3～1份纳米二氧化钛溶胶、0.1～0.4份增白剂、0.05～0.08份分散剂、0.001～0.003份酞青蓝、0.002～0.005份永固紫、40～50份去离子水。
进一步地，喷绘涂料的原料为：33.4份丙烯酸乳液、13.5份聚乙烯醇溶液、9.4份二氧化硅、0.5份纳米二氧化钛溶胶、0.17份增白剂、0.063份分散剂、0.0017份酞青蓝、0.0023份永固紫、43份去离子水。
进一步地，所述丙烯酸乳液的玻璃化温度为32℃，结构中含有甲基丙烯酸四氢呋喃酯，耐光、耐热性能强，能够延长弱溶剂涂层的耐老化性能。
进一步地，所述聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇胶粒与去离子水制备而得。
进一步地，所述二氧化硅的平均粒径为3.0μm，孔容大于1.8mL/g。
进一步地，所述纳米二氧化钛溶胶的比重为1.0g/cm3，颗粒粒径为20～30nm，紫外屏蔽率≥99％，可见光透过率为90％。纳米二氧化钛对紫外线具有高效的吸收与屏蔽作用，粒径超细均匀，在涂料内部分散性稳定。
进一步地，所述增白剂为二苯乙烯三嗪型，荧光色调为青光。
以聚乙烯醇与增白剂形成复合体，使增白效果得到固定，然后加入颜料级别的酞青蓝及永固紫，调配成增白作用的蓝紫色，与荧光增白剂形成增艳互补作用，选择的颜料级别耐光性比染料级别高。
进一步地，所述分散剂为疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物，可以提高纳米二氧化钛与二氧化硅的互配率，使做出的涂层各部位白度均匀统一。
一种上述的喷绘涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、配制聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇胶粒与去离子水混合搅拌，加热至90℃后保温，随后冷却、过滤、静置消泡后备用；
S2、配制增白液：搅拌条件下，向聚乙烯醇溶液中依次加入增白剂、酞青蓝、永固紫，搅拌均匀后消泡、过滤；
S3、配制喷绘涂料：向去离子水中加入二氧化硅，静置10～20min后搅拌15～30min，然后在搅拌条件下依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶、丙烯酸乳液、增白液，分散之后消泡、过滤即得。
本发明具有以下有益效果：
1、喷绘涂料能适应不同基材，可以涂布在不同的打印介质，如PP合成纸、PET灯箱片、PEVA膜、石头纸、相纸、无纺布、墙布等。
2、白度高，纳米二氧化钛使涂层白度保持稳定不变化，成品涂层白度≥95％。
3、耐黄变，配方中添加增白剂与颜料级别色料，通过聚乙烯醇作为增白载体，使涂料具有紫外线吸收功能，通过丙烯酸乳液提高涂料耐光、耐热特性，色彩稳定，无色变，3年使用不出现黄变。
4、喷绘涂料吸墨迅速，打印精度高，喷绘色彩鲜艳逼真，成像持久。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
以下实施例中，份数均指重量份；丙烯酸乳液购自路博润，型号为Hycar 26450，其玻璃化温度为32℃，含有甲基丙烯酸四氢呋喃酯，耐光、耐热性能强，能够延长弱溶剂涂层的耐老化性能；聚乙烯醇胶粒购自中国石化集团四川维尼纶厂，型号为BM-1；二氧化硅购自北京航天赛德，型号为SD640，平均粒径为3.0μm，孔容大于1.8mL/g；纳米二氧化钛溶胶购自上海沪正纳米科技有限公司，型号为抗紫外水性涂料添加剂ZW-55，其比重为1.0g/cm3，颗粒粒径为20～30nm，紫外屏蔽率≥99％，可见光透过率为90％，具有高效的吸收与屏蔽作用；增白剂购自杭州一诺化工有限公司，型号为液体增白剂HY-L，为二苯乙烯三嗪型；分散剂购自日本圣诺普科，型号为Nopco SN-Dispersant SN-5027，为疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物，可以提高纳米二氧化钛与二氧化硅的互配率，使做出的涂层各部位白度均匀统一；酞青蓝购自佛山市顺德区三升贸易有限公司，型号为BL-153S；永固紫购自佛山市顺德区三升贸易有限公司，型号为V-023SM。
实施例1
耐黄变弱溶剂喷绘涂料，其原料为：33.4份丙烯酸乳液、13.5份聚乙烯醇溶液(由11份聚乙烯醇和2.5份去离子水制备而得)、9.4份二氧化硅、0.5份纳米二氧化钛溶胶、0.17份增白剂、0.063份分散剂、0.0017份酞青蓝、0.0023份永固紫、43份去离子水。
按照以下步骤制备：
1、配制聚乙烯醇溶液：称量聚乙烯醇胶粒，向反应锅加入去离子水，启动搅拌，转速400r/min，缓慢加入聚乙烯醇胶粒，注意不能结团，加完启动升温，温度到达90℃后保温1小时，启动冷却至45℃，200目滤网过滤，静置消泡24小时后备用。
2、配制增白液：按比例称量聚乙烯醇溶液、增白剂、酞青蓝、永固紫，先在搅拌锅加入聚乙烯醇溶液，打开搅拌机800r/min，加入增白剂，搅拌10min，然后加入酞青蓝、永固紫，加完搅拌30min，抽真空消泡30min，400目过滤待用。
3、配制喷绘涂料：按比例称量去离子水、分散剂、纳米二氧化钛溶胶、二氧化硅、丙烯酸乳液、增白液，在搅拌锅加入去离子水，然后加入二氧化硅，静置15min，以1500r/min搅拌20min，然后依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶，搅拌10min，加入丙烯酸乳液，搅拌速度900r/min，搅拌25min后加入增白液，分散30min后真空消泡30min，300目滤网过滤到胶水桶。
实施例2
耐黄变弱溶剂喷绘涂料，其原料为：31份丙烯酸乳液、15份聚乙烯醇溶液(由12份聚乙烯醇和3份去离子水制备而得)、8份二氧化硅、0.3份纳米二氧化钛溶胶、0.12份增白剂、0.066份分散剂、0.0012份酞青蓝、0.0033份永固紫、40份去离子水。
按照以下步骤制备：
1、配制聚乙烯醇溶液：称量聚乙烯醇胶粒，向反应锅加入去离子水，启动搅拌，转速400r/min，缓慢加入聚乙烯醇胶粒，注意不能结团，加完启动升温，温度到达90℃后保温1小时，启动冷却至45℃，200目滤网过滤，静置消泡24小时后备用。
2、配制增白液：按比例称量聚乙烯醇溶液、增白剂、酞青蓝、永固紫，先在搅拌锅加入聚乙烯醇溶液，打开搅拌机800r/min，加入增白剂，搅拌10min，然后加入酞青蓝、永固紫，加完搅拌30min，抽真空消泡30min，400目过滤待用。
3、配制喷绘涂料：按比例称量去离子水、分散剂、纳米二氧化钛溶胶、二氧化硅、丙烯酸乳液、增白液，在搅拌锅加入去离子水，然后加入二氧化硅，静置15min，以1500r/min搅拌20min，然后依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶，搅拌10min，加入丙烯酸乳液，搅拌速度900r/min，搅拌25min后加入增白液，分散30min后真空消泡30min，300目滤网过滤到胶水桶。
实施例3
耐黄变弱溶剂喷绘涂料，其原料为：38份丙烯酸乳液、12份聚乙烯醇溶液(由9.5份聚乙烯醇和2.5份去离子水制备而得)、12份二氧化硅、1份纳米二氧化钛溶胶、0.34份增白剂、0.078份分散剂、0.003份酞青蓝、0.0025份永固紫、50份去离子水。
按照以下步骤制备：
1、配制聚乙烯醇溶液：称量聚乙烯醇胶粒，向反应锅加入去离子水，启动搅拌，转速400r/min，缓慢加入聚乙烯醇胶粒，注意不能结团，加完启动升温，温度到达90℃后保温1小时，启动冷却至45℃，200目滤网过滤，静置消泡24小时后备用。
2、配制增白液：按比例称量聚乙烯醇溶液、增白剂、酞青蓝、永固紫，先在搅拌锅加入聚乙烯醇溶液，打开搅拌机800r/min，加入增白剂，搅拌15min，然后加入酞青蓝、永固紫，加完搅拌25min，抽真空消泡30min，400目过滤待用。
3、配制喷绘涂料：按比例称量去离子水、分散剂、纳米二氧化钛溶胶、二氧化硅、丙烯酸乳液、增白液，在搅拌锅加入去离子水，然后加入二氧化硅，静置10min，以1600r/min搅拌15min，然后依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶，搅拌15min，加入丙烯酸乳液，搅拌速度900r/min，搅拌3min后加入增白液，分散25min后真空消泡30min，300目滤网过滤到胶水桶。
实施例4
耐黄变弱溶剂喷绘涂料，其原料为：36.5份丙烯酸乳液、10份聚乙烯醇溶液(由8份聚乙烯醇和2份去离子水制备而得)、9份二氧化硅、0.8份纳米二氧化钛溶胶、0.22份增白剂、0.06份分散剂、0.0021份酞青蓝、0.005份永固紫、45份去离子水。
按照以下步骤制备：
1、配制聚乙烯醇溶液：称量聚乙烯醇胶粒，向反应锅加入去离子水，启动搅拌，转速500r/min，缓慢加入聚乙烯醇胶粒，注意不能结团，加完启动升温，温度到达90℃后保温1小时，启动冷却至45℃，200目滤网过滤，静置消泡24小时后备用。
2、配制增白液：按比例称量聚乙烯醇溶液、增白剂、酞青蓝、永固紫，先在搅拌锅加入聚乙烯醇溶液，打开搅拌机1000r/min，加入增白剂，搅拌12min，然后加入酞青蓝、永固紫，加完搅拌20min，抽真空消泡30min，400目过滤待用。
3、配制喷绘涂料：按比例称量去离子水、分散剂、纳米二氧化钛溶胶、二氧化硅、丙烯酸乳液、增白液，在搅拌锅加入去离子水，然后加入二氧化硅，静置20min，以1500r/min搅拌30min，然后依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶，搅拌10min，加入丙烯酸乳液，搅拌速度1000r/min，搅拌20min后加入增白液，分散25min后真空消泡30min，300目滤网过滤到胶水桶。
性能测试
PET灯箱膜：条缝挤压实施例1的喷绘涂料，湿胶70～150g/m2，电磁波及热风干燥涂层，涂布机速35～45m/min。
户外写真PP：PP纸预涂底涂，刮刀或者线棒涂布实施例2的喷绘涂料，湿胶50～80g/m2，热风干燥涂层，涂布机速45～65m/min。
Figure BDA0001678691920000051
Figure BDA0001678691920000061
结论：
1、喷绘涂料涂布在PET膜和PP膜上对比市面对应产品打印颜色色密度高，白度好；
2、UV老化测试黄变，PET灯箱膜与户外写真PP在b值上会有轻微上涨，但是上涨微弱，膜面黄变程度少，市面150G弱溶剂灯片及市面180G弱溶剂PP在UV老化后b值增长明显，黄变严重。
其中UV老化测试使用GW-UV光照老化试验箱，光源波长：315～400μ，通过紫外灯光管进行光照，模拟阳光中的紫外线辐射。当物体暴露在阳光下时，其受到紫外线辐射伤害最多，相当于太阳光光谱总量的5％，这些辐射所起的光化反应可导致物体的损坏。该试验箱所用的紫外线光管是低瓦数的，它所发射的能量几乎是阳光紫外线区的全部，从而完全能够达到试验要求。UV500小时模拟1年，UV700小时模拟2年，UV800小时模拟3年。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种耐黄变弱溶剂喷绘涂料，其特征在于，按照重量份数，其原料为：30～40份丙烯酸乳液、10～15份聚乙烯醇溶液、8～12份二氧化硅、0.3～1份纳米二氧化钛溶胶、0.1～0.4份增白剂、0.05～0.08份分散剂、0.001～0.003份酞青蓝、0.002～0.005份永固紫、40～50份去离子水；所述纳米二氧化钛溶胶的比重为1.0g/cm3，颗粒粒径为20～30nm，紫外屏蔽率≥99％，可见光透过率为90％；所述增白剂为二苯乙烯三嗪型。
2.根据权利要求1所述的喷绘涂料，其特征在于，其原料为：33.4份丙烯酸乳液、13.5份聚乙烯醇溶液、9.4份二氧化硅、0.5份纳米二氧化钛溶胶、0.17份增白剂、0.063份分散剂、0.0017份酞青蓝、0.0023份永固紫、43份去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的喷绘涂料，其特征在于，所述丙烯酸乳液的玻璃化温度为32℃。
4.根据权利要求1或2所述的喷绘涂料，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液由聚乙烯醇胶粒与去离子水制备而得。
5.根据权利要求1或2所述的喷绘涂料，其特征在于，所述二氧化硅的平均粒径为3.0μm，孔容大于1.8mL/g。
6.根据权利要求1或2所述的喷绘涂料，其特征在于，所述分散剂为疏水改性的聚丙烯酸铵盐的聚合物。
7.一种权利要求1或2所述的喷绘涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配制聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇胶粒与去离子水混合搅拌，加热至90℃后保温，随后冷却、过滤、静置消泡后备用；
S2、配制增白液：搅拌条件下，向聚乙烯醇溶液中依次加入增白剂、酞青蓝、永固紫，搅拌均匀后消泡、过滤；
S3、配制喷绘涂料：向去离子水中加入二氧化硅，静置10～20min后搅拌15～30min，然后在搅拌条件下依次加入分散剂、纳米二氧化钛溶胶、丙烯酸乳液、增白液，分散之后消泡、过滤即得。
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