CN110128903A - 一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层及其制备方法 - Google Patents

一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：丙烯酸树脂28.4～49份、辅助树脂3～7.2份、成膜剂2.4～4份、流平剂0.3～0.6份和消泡剂0.3～0.6份；所述丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。本发明的丙烯酸树脂中包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，通过这两种丙烯酸树脂和辅助树脂复配，调整了树脂体系的酸值和色粉的润湿性，提高了成像层对色粉的包容性，可用于深色镭射电化铝产品的生产，加入的成膜剂、流平剂和消泡剂能进一步提高成像层的涂布、模压和烫印性能。本发明还提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层的制备方法。

Description

一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层及其制备方法。
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。
成像层的涂布是模压获得精美镭射效果的关键，有色电化铝箔是在成像层中添加色粉，深色、特殊色的电化铝箔由于成像层中的色粉含量较高(大多超过5％)，因而普遍存在涂布流平表观差、模压性能差、色层与铝层结合牢度差等问题，导致烫印局限性偏窄；另外，由于成像层的树脂涂料对色粉的包容性较差，为了保证涂料中成像树脂的溶解性和稳定性，一般需要使用大量甲苯作为溶剂，含有甲苯的图层即使经过烘干干燥，最后仍然存在溶剂残留的问题，会使印刷原辅料有机挥发物含量超标，并且使用甲苯对环境也会造成一定危害。但如果不使用甲苯，制作的电化铝色层涂料分散、溶解不充分，极易造成电化铝产品色相偏差、杂点。
有鉴于此，提供一种无苯、与色粉的相容性较好的镭射电化铝成像层具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，该成像层与色粉的包容性较好，且不含苯；本发明另一方面的目的在于，提供一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层的制备方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：丙烯酸树脂28.4～49份、辅助树脂3～7.2份、成膜剂2.4～4份、流平剂0.3～0.6份和消泡剂0.3～0.6份；所述丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
本发明的技术方案还提供一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层的制备方法，包括如下步骤：
S1、按重量份备料；
S2、将丙烯酸树脂、辅助树脂、成膜剂、流平剂和消泡剂溶解后，混合均匀，得到树脂溶液，再将树脂溶液和色粉溶液混合均匀，得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、本发明的丙烯酸树脂中包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，甲基丙烯酸共聚物能形成致密的韧性涂层，并改善膜表面的质量，使成像层具有较好的保光和保色性，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯能提高成像层的机械性能和氧化稳定性，通过这两种丙烯酸树脂和辅助树脂复配，调整了树脂体系的酸值和色粉的润湿性，提高了成像层对色粉的包容性，可用于深色镭射电化铝产品的生产；加入的成膜剂、流平剂和消泡剂能进一步提高成像层的涂布、模压和烫印性能；
2、本发明提供的成像层中不含苯及苯系物，与传统的镭射电化铝色层相比，更加安全环保；
3、本发明的无苯成像层生产工艺简单，无需增加任何机器设备，不增加生产成本。
附图说明
图1为本发明无苯成像层与市售的同类型的镭射电化铝成像层涂布表观对比图，其中，A为本发明的无苯成像层，B为市售的同类型的镭射电化铝成像层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：丙烯酸树脂28.4～49份、辅助树脂3～7.2份、成膜剂2.4～4份、流平剂0.3～0.6份和消泡剂0.3～0.6份；其中，丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
在本发明的一些优选实施方式中，丙烯酸树脂还包括丙烯酸多元醇树脂；本发明的丙烯酸多元醇树脂为含有伯醇羟基、仲醇羟基和叔醇羟基中的一种或几种的丙烯酸多元羟醇树脂，且丙烯酸多元醇树脂的羟基值为10～20；本发明中加入丙烯酸多元醇树脂固化速率快，含有强极性基团，有利于提高对色粉的混溶性以及对金属表面的附着力。
在本发明的一些优选实施方式中，丙烯酸树脂包括：甲基丙烯酸共聚物22～30份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3.2～10份和丙烯酸多元醇树脂3.2～9份；这三种丙烯酸树脂按一定的配比协同作用，不仅能提高成像层的硬度和韧性，还能进一步提高成像层对色粉的包容性以及对铝层的附着性。
本发明中，甲基丙烯酸共聚物的重均分子量为16000～70000。
在本发明的一些优选实施方式中，甲基丙烯酸共聚物为甲基丙烯酸丁酯共聚物和/或甲基丙烯酸甲酯共聚物。
在本发明的一些优选实施方式中，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的NCO值≤0.2，以提高成像层的附着力和物理性能。
本发明中，辅助树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和/或羟基改性三元氯醋树脂；这两种辅助树脂对色粉具有较好的分散性，对铝层的附着力较好，且具有较好的成膜性。
本发明中，成膜剂为醋酸丁酸纤维素(CAB)和/或醋酸丙酸纤维素(CAP)；这两种纤维素不易氧化变色，耐热性好，可促使溶剂快干，缩短干燥时间，并能促使金属颜料的定向排列，具有较好的展色性；且这两种纤维素与传统电化铝色层所采用的硝化纤维素相比，安全性更高，也更符合环保要求。
本发明中，流平剂为丙烯酸酯共聚物。
本发明中，消泡剂为聚乙烯醚和丙烯酸酯聚合物的混合物，聚乙烯醚和丙烯酸酯聚合物以任意的比例进行混合，本领域的技术人员可以根据实际情况进行调整。
本发明中还包括色粉和溶剂，色粉为无机颜料(如氧化铁红、铅铬黄或铁蓝等)或有机颜料(偶氮颜料或酞箐颜料等)，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择所需的色粉。
本发明中，色粉的添加量不超过无苯成像层总重量的12％，在保证成像层对色粉具有较好包容性和展色性的同时，还能保证有较好的烫印切边效果。
本发明中，溶剂为醋酸正丙酯和/或丁酮。
在本发明的一些优选实施方式中，溶剂为醋酸正丙酯和丁酮的混合溶剂，醋酸正丙酯和丁酮以任意的比例进行混合；以保证成像层能充分干燥。
更优选地，溶剂为醋酸正丙酯和丁酮按照体积比为1：2混合的溶剂。
本发明的实施例还提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份备料；
(2)将丙烯酸树脂、辅助树脂、成膜剂、流平剂和消泡剂溶解后，混合均匀，得到树脂溶液；再将树脂溶液和色粉溶液混合均匀，得到成品。
本发明中制得的无苯成像层可根据实际的使用需求调整成品的固含量。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。本发明中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
实施例1：
本发明的实施例1提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸甲酯共聚物22份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3.2份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物3份、醋酸丁酸纤维素2.4份、丙烯酸酯共聚物0.3份、聚乙烯醚0.1份、丙烯酸酯聚合物0.2份和C.I.颜料80 4份。
该无苯成像层采用如下方法制备：
(1)将甲基丙烯酸甲酯共聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸丁酸纤维素、丙烯酸酯共聚物、聚乙烯醚和丙烯酸酯聚合物加到醋酸正丙酯和丁酮的混合溶剂中(醋酸正丙酯和丁酮的体积比为1：2)，在500r/min速率下搅拌40min，直至几种物质充分混合均匀，得到树脂溶液；
(2)将C.I.颜料蓝80加入到丁酮中，搅拌混合均匀，得到色粉溶液；
(3)将树脂溶液和色粉溶液混合，调节固含量至20％，搅拌30min，直至树脂溶液和色粉溶液充分混合均匀，过滤，得到成品。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸共聚物24份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3.2份、丙烯酸多元醇树脂4.5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4份、醋酸丁酸纤维素3份、丙烯酸酯共聚物0.4份、聚乙烯醚0.2份、丙烯酸酯聚合物0.2份和C.I.颜料蓝805份。
该无苯成像层的制备方法与实施例1中的制备方法相同，区别在于步骤(1)是：将甲基丙烯酸共聚物、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸多元醇树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、醋酸丁酸纤维素、丙烯酸酯共聚物、聚乙烯醚和丙烯酸酯聚合物加到醋酸正丙酯和丁酮的混合溶剂中(醋酸正丙酯和丁酮的体积比为1：2)，在500r/min速率下搅拌40min，直至几种物质充分混合均匀，得到树脂溶液。
实施例3：
本发明的实施例3提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸共聚物30份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10份、丙烯酸多元醇树脂9份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物7.2份、醋酸丁酸纤维素4份、丙烯酸酯共聚物0.6份、聚乙烯醚0.2份、丙烯酸酯聚合物0.4份和C.I.颜料蓝805份。
该无苯成像层的制备方法与实施例2中的制备方法相同。
实施例4：
本发明的实施例4提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸共聚物27份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8份、丙烯酸多元醇树脂7.5份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物6份、醋酸丁酸纤维素3.5份、丙烯酸酯共聚物0.5份、聚乙烯醚0.3份、丙烯酸酯聚合物0.2份和C.I.颜料蓝805份。
该无苯成像层的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例5：
本发明的实施例5提供了一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，包括如下重量份的组分：甲基丙烯酸共聚物25份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯6.5份、丙烯酸多元醇树脂6份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、醋酸丁酸纤维素3.2份、丙烯酸酯共聚物0.5份、聚乙烯醚0.25份、丙烯酸酯聚合物0.25份和C.I.颜料蓝80 5份。
该无苯成像层的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
对本发明实施例1～5中制得的无苯成像层的模压性能进行测试，性能测试结果如表1所示：
表1实施例1～5中无苯成像层的模压性能测试结果
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
模压长度(m) 11000 12000 13500 15000 16000
VOC 合格 合格 合格 合格 合格
模压长度是指在加工过程中，设备不停机、不进行其他的人为擦拭等行为，同时满足亮度需求的米数；VOC主要是测试苯及苯系物含量，VOC合格说明无苯及苯系物。
本发明实施例1～5中无苯成像层中不含苯及苯系物，模压长度可达到11000～16000米，而传统的镭射电化铝成像层的模压米数最大不超过10000米，本发明的无苯成像层与传统的成像层相比，无苯，模压米数长，不用频繁的更换模压板，提高了生产效率。
为直观展现本发明提供的成像层的优点，在同一模压参数下，将本发明的成像层与与市售的同类型的镭射电化铝成像层进行对比，两个成像层色粉的添加量相同，结果如图1所示，其中(A)为本发明的成像层，(B)为市售的同类型的镭射电化铝成像层。
由图1可以看出，本发明提供的无苯成像层中色粉分散得较均匀，图像清晰饱满、亮度高，杂点较少；而市售的同类型的镭射电化铝成像层中出现了色粉堆积、杂点较多的现象。
本发明提供的无苯成像层对色粉的分散性好，化学性能稳定，在较高温度、压力下模压效果良好，可保证模压版的光栅结构完全转移至色层，且与传统的色层相比，模压米数长，不用频繁更换模压版，且烫印效果好，无残缺。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，包括如下重量份的组分：丙烯酸树脂28.4～49份、辅助树脂3～7.2份、成膜剂2.4～4份、流平剂0.3～0.6份和消泡剂0.3～0.6份；所述丙烯酸树脂包括甲基丙烯酸共聚物和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述丙烯酸树脂还包括丙烯酸多元醇树脂。
3.根据权利要求2所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述丙烯酸树脂包括：甲基丙烯酸共聚物22～30份、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3.2～10份和丙烯酸多元醇树脂3.2～9份。
4.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述甲基丙烯酸共聚物为甲基丙烯酸丁酯共聚物和/或甲基丙烯酸甲酯共聚物，且所述甲基丙烯酸共聚物的重均分子量为16000～70000。
5.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的NCO值≤0.2。
6.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述辅助树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或羟基改性三元氯醋树脂。
7.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述成膜剂为醋酸丁酸纤维素和/或醋酸丙酸纤维素；所述流平剂为丙烯酸酯共聚物；所述消泡剂为聚乙烯醚和丙烯酸酯聚合物的混合物。
8.根据权利要求1所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述无苯成像层还包括色粉和溶剂，所述溶剂为醋酸正丙酯和/或丁酮。
9.根据权利要求8所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层，其特征在于，所述色粉的添加量不超过所述无苯成像层总重量的12％。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的用于深色镭射电化铝的无苯成像层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按重量份备料；
S2、将丙烯酸树脂、辅助树脂、成膜剂、流平剂和消泡剂溶解后，混合均匀，得到树脂溶液，再将树脂溶液和色粉溶液混合均匀，得到成品。
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