CN109735173B

CN109735173B - 阻湿型水性复合镭射镀铝涂料组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN109735173B
Application number: CN201910013250.1A
Authority: CN
Inventors: 董海普; 孙辉; 夏炳忠; 张寒
Original assignee: Shanghai Weikai Optoelectronic New Materials Co Ltd; Shanghai Chengying New Material Co Ltd; Jiangsu Chengying New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Weikai Optoelectronic New Materials Co Ltd; Shanghai Chengying New Material Co Ltd; Jiangsu Chengying New Material Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2039-01-07
Also published as: CN109735173A

Abstract

本发明公开了一种阻湿型水性复合镭射涂料及其制备的方法，所述涂料包括如下重量份的各组份：水性丙烯酸乳液20～35份，水性聚氨酯10～15份，交联剂0.5～2份，消泡剂0.05～0.2份，润湿剂0.05～0.2份，疏水混合物1‑5，溶剂40～75份。与现有技术相比，本发明解决现有高温高湿情况下水性复合镭射涂层与PET基材附着力下降为问题，基本能做到油性复合镭射的水平，有效提升生产良品率，极具市场竞争力。完全采用水性体系树脂，不含任何有机溶剂，是真正的安全环保型涂料。

Description

阻湿型水性复合镭射镀铝涂料组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻湿型水性复合镭射镀铝涂料组合物及其制备方法，属于镭射镀铝涂料技术领域。

背景技术

近年来产品包装技术迅猛发展。其中镭射模压材料技术也达到大力发展。镭射包装材料就是用激光全息技术生产制作的各种包装装饰材料，俗称镭射材料。其具有色泽光亮、金属的质感，以提高和美化包装的视觉效果。同时该材料因镭射图案的不同，拥有较强的防伪性，而得到众多下游包装厂家的欢迎。

早期的复合镭射镀铝涂料为溶剂型体系，大量使用有机溶剂，一方面挥发性有机物(VOCs)含量高对生产与使用环境造成严重污染。应对日益严重的环保压力，水性复合镭射镀铝涂料应运而生，且有了一定的发展。复合镭射镀铝涂料的较为核心的性能是其附着性，附着性即涂料对基膜(一般为PET聚酯薄膜)的附着力。南方地区的夏天温度和湿度会比较大，复合膜的厂家经常会出现薄膜涂层涂布后放置一段时间，镭射复合膜的附着力下降明显，造成良品率偏低，影响交单。其主要原因是高温高湿环境，水蒸气透过涂层，在涂层与膜层之间形成阻隔层，从而影响复合镭射涂层的附着性。可见有效阻隔高温高湿环境、水汽的透入是解决该问题的关键。阻湿型环保复合镭射镀铝涂料尚未见有相关专利或文献报道。

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高阻隔水汽环保复合镭射镀铝涂料组合物及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种阻湿型水性复合镭射涂料，包括以下重量份数的各组分：

优选地，所述水性丙烯酸为水性苯乙烯丙烯酸共聚物，其TG高于90℃，且苯乙烯含量大于70％，成膜后清透性佳，固含量为49％。所述TG>95,苯乙烯>80％，能保证亮度，去除乳化剂能保证模压持续性，保证接近油性配方的效果。

优选地，所述水性聚氨酯为高羧基含量水性聚碳或苯酐聚酯型聚氨酯树脂其固含量为30％，硬段比例在45-55％之间，1.15-1.3g/㎡干膜耐温在90-110℃之间，羧基含量>4％。其高羧基含量能够保证与交联剂的反应强度，保证成膜性以及降低对模压镍板的亲和性，保证模压持续性。硬段比例的控制以及干膜耐温的控制也是为了保证配方模压持续性。

优选地，所述交联剂为有机硅改性氮丙啶，碳化二亚胺改性氮丙啶，噁唑啉类高反应性高聚物中的至少一种。该交联剂可保证配方较长时间的稳定性，以及较高的反应活性，保证涂层形成更加致密更佳韧性的涂层，提高对基材的附着(有一定附着力促进剂的效果)以及防止高温高湿水汽对涂层附着力的影响。

优选地，所述消泡剂为聚醚硅氧烷类矿物油类、分子级消泡剂中的至少一种。

优选地，所述润湿剂为炔二醇类湿润剂、聚酯类湿润剂中的至少一种。

优选地，所述疏水剂为含氨基官能团的聚硅氧烷乳液和其他疏水剂；所述其他疏水剂为含羟基聚二甲基硅氧烷和/或含氟表面活性剂。

更优选地，所述疏水剂中，含氨基官能团的聚硅氧烷乳液与其他疏水剂的重量比为1:1-1:5。该疏水剂可为降低涂层表面表张达到降低水汽透过涂层的程度，辅助提升附着力的稳定性。在该范围内，能够达到一个比较好的表面张力以及混合效果。

优选地，所述溶剂为去离子水。

第二方面，本发明还提供了一种阻湿型水性复合镭射涂料的制备方法，其包括如下步骤：

将水性丙烯酸、水性聚氨酯和溶剂混合均匀，加入交联剂；

混匀后加入消泡剂、润湿剂和疏水剂，混匀均匀即可。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过将水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯混合，且通过交联剂的反应，形成空间立体结构和成膜性，且外添加的疏水剂能在表层形成较高的疏水层，从而对水汽形成较好的阻隔效应，有效防止复合镭射膜的附着力的下降；

2、使用水性丙烯酸树脂又能有效降低产品的成本；

3、高交联性，立体结构有效提升镭射模压的持续性；

4、无有毒有害溶剂，环保低VOC。

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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例中：

水性丙烯酸Solury R-90，TG＝98℃，丙乙烯＝80％，固含49％，韩华化学；

水性聚氨酯为H-119-3S，苯酐型聚氨酯，硬段＝50％，干膜耐温100℃，羧基＝5％，固含30％，超鸿科技有限公司；

交联剂为RX-100，上海西润化工有限公司；

消泡剂为BYK-012，毕克化学；

润湿剂为Dynol 604，空气化工；

疏水剂为Phobe 1401(赢创化学)和FC-4430 3M。

实施例1

本实施例涉及一种高阻隔水汽环保复合镭射镀铝涂料组合物的制备方法，其包括如下步骤：

一、按照表1进行配料；

二、将所述水性丙烯酸、水性聚氨酯以及溶剂在反应釜中混合，300r/min的速度搅拌10～15min；

三、在搅拌的情况下加入所述交联剂，300r/min的速度搅拌5～10min；

四、在搅拌的情况下加入所述消泡剂、润湿剂和疏水剂，800r/min的速度搅拌25～30min即得所述高阻隔水汽环保复合镭射镀铝涂料组合物。

实施例2

本实施例涉及的一种高阻隔水汽环保复合镭射镀铝涂料组合物的配方如表1所示，制备方法同实施例1。

实施例3

实施例4

实施例5

表1

对比例1

本对比例提供了一种溶剂型复合镭射镀铝涂料：BF-0703A上海维凯光电材料有限公司。

对比例2

本对比例提供了一种常规水性复合镭射镀铝涂料WF-1113A(其配比中水性丙烯酸为普通丙烯酸，聚氨酯为羧基含量为2％，干膜耐温为75℃)上海维凯光电材料有限公司。

对比例3

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表2所示，与实施例1相比不同之处仅在于：本对比例不含交联剂。制备方法与实施例1相同。

对比例4

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表2所示，与实施例2相比不同之处仅在于：本对比例采用的疏水剂仅为FC-4430。制备方法与实施例1相同。

对比例5

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表2所示，与实施例3相比不同之处仅在于：本对比采用的疏水剂仅为Phobe 1401。制备方法与实施例1相同。

对比例6

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表2所示，与实施例4相比不同之处仅在于：本对比采用中的疏水剂仅为Phobe 1401/FC-4430＝1：2.5且总含量范围。制备方法与实施例1相同。

对比例7

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表2所示，与实施例5相比不同之处仅在于：本对比采用中的疏水剂仅为Phobe 1401/FC-4430＝2.5：1小于要求比例，且总含量超范围。制备方法与实施例5相同。

对比例8

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性丙烯酸为WPA-1503A(其TG＝100℃,苯乙烯＝55％，固化45％)。

对比例9

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例2相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性丙烯酸为WPA-1503A(其TG＝100℃,苯乙烯＝55％，固化45％)上海维凯光电有限公司。

对比例10

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例3相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性丙烯酸为WPA-1503A(其TG＝100℃,苯乙烯＝55％，固化45％)上海维凯光电有限公司。

对比例11

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例4相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性丙烯酸为WPA-1503A(其TG＝100℃,苯乙烯＝55％，固化45％)上海维凯光电有限公司。

对比例12

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例5相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性丙烯酸为WPA-1503A(其TG＝100℃,苯乙烯＝55％，固化45％)上海维凯光电有限公司。

对比例13

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例1相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性聚氨酯为WPU-0100F(其为普通聚酯型聚氨酯，硬段＝58％，干膜耐温＝115℃，羧基＝3％，固含30％)上海维凯光电有限公司。

对比例14

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例2相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性聚氨酯为WPU-0100F(其为普通聚酯型聚氨酯，硬段＝58％，干膜耐温＝115℃，羧基＝3％，固含30％)上海维凯光电有限公司。

对比例15

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例3相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性聚氨酯为WPU-0100F(其为普通聚酯型聚氨酯，硬段＝58％，干膜耐温＝115℃，羧基＝3％，固含30％)上海维凯光电有限公司。

对比例16

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表所示。制备方法与实施例4相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性聚氨酯为WPU-0100F(其为普通聚酯型聚氨酯，硬段＝58％，干膜耐温＝115℃，羧基＝3％，固含30％)上海维凯光电有限公司。

对比例17

本对比例提供了一种水性复合镭射镀铝涂料组合物，配方如表3所示。制备方法与实施例5相同，不同之处仅在于：本对比例采用的水性聚氨酯为WPU-0100F(其为普通聚酯型聚氨酯，硬段＝58％，干膜耐温＝115℃，羧基＝3％，固含30％)上海维凯光电有限公司。

表2

表3

效果验证：

本实施例涉及对实施例1～5和对比例1～17进行的产品性能检测，具体方法包括：

涂布效果测试方法：在远东涂布机上使用220目电雕辊测试流平效果；

涂布泛彩性测试：涂布膜在阳光下观察表面泛彩情况；

模压持续性测试：在模压机上，以60m/min中压模压，记录单次持续模压米速；单位/m

高温高湿附着力性能测试：85℃，85％湿度环境，复合好的复合镭射镀铝卡纸，记录能够保持附着力无明显下降的时间，单位/天；

溶剂残留VOC_S的测试方法：气相色谱法，统计各种溶剂残留总量。

检测结果如表4所示。

表4

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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims

1.一种阻湿型水性复合镭射涂料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：

水性丙烯酸： 20~35份；

水性聚氨酯： 10~15份；

交联剂： 0.5~2份；

消泡剂： 0.05~0.2份；

润湿剂： 0.05~0.2份；

疏水剂： 1~5份；

溶剂： 40 ~ 75份；

所述疏水剂为含氨基官能团的聚硅氧烷乳液和其他疏水剂；所述其他疏水剂为含羟基聚二甲基硅氧烷和/或含氟表面活性剂；

所述疏水剂中，含氨基官能团的聚硅氧烷乳液与其他疏水剂的重量比为1:1-1:5；

所述水性丙烯酸为水性苯乙烯丙烯酸共聚物，其Tg 高于90℃，且苯乙烯含量大于70%，固含量为45%；

所述水性聚氨酯为高羧基含量苯酐聚酯型聚氨酯树脂，其固含量为30%，硬段比例在45-55%之间，1.15-1.3g/㎡干膜耐温在90-110℃之间，羧基含量>4%。

2.根据权利要求1所述的阻湿型水性复合镭射涂料，其特征在于，所述交联剂为有机硅改性氮丙啶，碳化二亚胺改性氮丙啶，噁唑啉类高反应性高聚物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的阻湿型水性复合镭射涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚硅氧烷类，矿物油类、分子级消泡剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的阻湿型水性复合镭射涂料，其特征在于，所述润湿剂为炔二醇类湿润剂、聚酯类湿润剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的阻湿型水性复合镭射涂料，其特征在于，所述溶剂为去离子水。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的阻湿型水性复合镭射涂料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

将水性丙烯酸、水性聚氨酯和溶剂混合均匀，加入交联剂；

混匀后加入消泡剂、润湿剂和疏水剂，混匀均匀即可。