CN110591533B - 一种环保型贴合涂料组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保型贴合涂料组合物,由A组分和B组分组成;A组分由下述原料制成:多异氰酸酯,聚合物a(官能度为2的聚醚多元醇、聚酯多元醇),聚合物b(官能度≥3的聚酯多元醇、聚醚多元醇),聚天门冬氨酸酯树脂,醇羟基封端的聚硅氧烷,金属催化剂;B组分由下述原料制成:官能度为4‑5的聚醚多元醇,官能度为3的聚醚多元醇,官能度为2‑3的聚醚多元胺,偶联剂,流平剂,除水剂,抗静电剂。本发明还提供上述环保型贴合涂料组合物的一种制备方法。本发明的环保型贴合涂料组合物用于镀铝贴合膜的涂层制作时能够使涂层与基膜、镀铝层的附着力强,镀铝层具有较高的表观亮度,模压图案清晰饱满,涂层具有较好的耐磨性、耐热性、耐溶剂性,且超低VOC含量。
Description
技术领域
本发明涉及涂料组合物,具体涉及一种环保型贴合涂料组合物及其制备方法。
背景技术
镀铝贴合膜以其资源消耗少、外观金属感强、镭射图案清晰明亮、生产成本低、强度高等优势,大量应用于药品、保健品、烟包、化妆品、食品等高端包装材料上。镀铝贴合涂料是镀铝贴合膜的基础,镀铝贴合膜是在基膜上涂布一层贴合涂料,贴合涂料固化后进行镀铝成为光银贴合膜;或者贴合涂料固化后再进行模压而形成镭射图案,然后再镀铝而成为镭射贴合膜;或者贴合涂料固化后在贴合涂料表面镀上一层硫化物介质层,成为透明的镭射贴合膜。镀铝贴合膜的基础性能是涂料与基膜的附着力,涂层与真空镀铝层的附着力,以及涂层表观性能(如亮度、平整度、镭射图案的完整度及清晰度等)。
现有贴合涂料主要为溶剂型体系,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,另一方面也存在着溶剂成本高的问题,且涂层溶剂的残留往往达不到到安全卫生的要求。
近年来也有一些单位研发了水性贴合涂料并在市场上应用,水性涂料主要解决了溶剂型贴合涂料的环保问题,但是水性贴合涂料大多存在附着力低、涂层亮度较低而导致镀铝效果差的缺点。
不管是水性贴合涂料还是溶剂型贴合涂料,由于应用了大量溶剂,固含量低,应用的时候需要烘干,对能源的消耗比较大,且生产速度较慢,生产效率低。此外,水性贴合涂料或溶剂型贴合涂料在做镭射图案时操作程序比较复杂,需要固化后再模压,容易出现粘辊、图案不清晰不饱满、涂层龟裂等问题。因此,急需开发一种环保安全性能好,应用效果好又有助于节能的贴合涂料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型贴合涂料组合物及其制备方法,这种环保型贴合涂料组合物不含溶剂(固含量100%),用于镀铝贴合膜的涂层制作时能够使涂层与基膜(PET膜、OPP膜等各种膜或纸张)附着力强,同时涂层镀铝后与镀铝层的附着力强,镀铝层具有较高的表观亮度,模压图案清晰饱满,涂层具有较好的耐磨性、耐热性、耐溶剂性,且超低VOC含量,符合节能环保和安全卫生要求。采用的技术方案如下:
一种环保型贴合涂料组合物,其特征在于由A组分和B组分组成;
A组分由下述重量配比的原料制成:多异氰酸酯55-90%,聚合物a 5-25%,聚合物b1-10%,分子量为300-1000的聚天门冬氨酸酯树脂1-5%,醇羟基封端的聚硅氧烷1-6%,金属催化剂0.01-0.1%;
所述聚合物a是官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物,所述聚合物b是官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物;
B组分由下述重量配比的原料制成:官能度为4-5的聚醚多元醇36-70%,官能度为3的聚醚多元醇10-30%,官能度为2-3的聚醚多元胺5-30%,偶联剂0.5-2%,流平剂0.5-1%,除水剂0.3-1%,抗静电剂0.5-1%;
A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:(1.0-1.5)。
优选方案中,上述多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯(简称TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称 MDI)、多亚甲基多苯基而异氰酸酯(简称PAPI)、异佛尔酮二异氰酸酯(简称IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯(简称HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(简称HDI)和六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或其中多种的混合物。上述多异氰酸酯作为贴合涂料的硬段部分,赋予贴合涂料的强度、耐热性、耐磨性等性能。更优选上述多异氰酸酯是二苯基甲烷二异氰酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)可以提高聚氨酯的反应速度,复合后贴合涂料涂层保持较快的固化速度。
优选方案中,上述聚合物a的分子量为100-800。更优选上述聚合物a是官能度为2且分子量为300的聚醚多元醇,或者是官能度为2且分子量为100的聚酯多元醇与官能度为2且分子量为400的聚酯多元醇的混合物。聚合物a(即官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物)作为贴合涂料的软段扩链组分,赋予贴合涂料的柔韧性和附着力;提供聚合反应的羟基,用于预聚体反应提高聚氨酯分子量。
优选方案中,上述聚合物b的分子量为100-1000,且官能度为4。更优选上述聚合物b是分子量为500的聚氧化丙烯四醇。聚合物b(即官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物)作为贴合涂料A组分的软段交联组分,在提高贴合涂料的柔韧性同时,也提高涂料交联密度,从而使贴合涂料涂层具有较强的耐溶剂性,提高镀铝层的表观亮度。
优选上述聚天门冬氨酸酯树脂的分子量为400-700。上述聚天门冬氨酸酯树脂可以是马来酸二甲酯、马来酸二乙酯或马来酸二丁酯与4,4-二环己基甲烷二胺、3,3-二甲基-4,4-二胺基二环己基甲烷、六亚甲基二胺或异氟尔酮二胺反应而成的聚天门冬氨酸酯。聚天门冬氨酸酯树脂作为胺类扩链剂,可明显提高贴合涂料涂层的附着力、耐溶剂性和耐热性。
优选方案中,上述醇羟基封端的聚硅氧烷是分子量为500-2000的二端羟丁基聚二甲基硅氧烷。醇羟基封端的聚硅氧烷不仅作为贴合涂料的软段组分,提高贴合涂料的附着力,同时也提高了贴合涂料涂层的耐热性能,提高镀铝层的表观亮度,还有利于涂层固化,有利于OPP膜的剥离。
上述金属催化剂可以是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸钾或有机铋类催化剂。优选上述金属催化剂是有机铋类催化剂。有机铋类催化剂可以是新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋或环烷酸铋,更优选新癸酸铋。金属催化剂提高预聚体羟基树脂和多异氰酸酯的反应速度。
优选方案中,上述官能度为4-5的聚醚多元醇是以木糖醇、二乙烯三胺、甘露醇、山梨醇或蔗糖为起始剂的硬泡聚醚多元醇,其分子量300-800。更优选方案中,上述官能度为4-5的聚醚多元醇是分子量为500的蔗糖型聚氧化丙烯多元醇。官能度为4-5的聚醚多元醇属于高官能度低分子量聚醚多元醇,可以提高贴合涂料应用的交联密度,提高镀铝层的表观亮度,提高模压镭射图案清晰度,提高贴合涂料涂层的耐磨、耐温和耐溶剂性能。
优选方案中,上述官能度为3的聚醚多元醇的分子量为500-2000。更优选方案中,上述官能度为3的聚醚多元醇是以三羟甲基丙烷为起始剂的聚氧化丙烯多元醇,其分子量为1000。官能度为3的聚醚多元醇能够降低B组分的粘度和反应速度,有利于贴合涂料的涂布施工。
优选方案中,上述官能度为2-3的聚醚多元胺是伯氨基或仲氨基封端的聚氧化丙烯多元胺,其分子量为2000-5000。更优选方案中,上述官能度为2-3的聚醚多元胺是伯氨基或仲氨基封端的聚氧化丙烯三胺,其分子量为5000(如德信联邦的ZT-1500聚醚胺)。官能度为2-3的聚醚多元胺作为胺类扩链交联剂,可提高贴合涂料涂层的柔韧性,提高贴合涂料涂层与PET膜及真空镀铝层的附着力,也提高涂层耐溶剂性。
优选上述偶联剂为硅烷偶联剂,如KH-560。偶联剂可同时提高贴合涂料涂层与PET的附着力,同时可提高贴合涂料涂层与镀铝层的附着力。
优选上述流平剂为聚醚型硅烷流平剂(如迪高270)。流平剂可提高贴合涂料涂布施工的平整度。
上述除水剂可以是噁唑烷化合物、对甲基苯磺酰异氰酸酯或原甲酸三乙酯,优选原甲酸三乙酯。上述除水剂能够进一步减少B组分的含水量(噁唑烷化合物、对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯等遇水分解而消耗水分),同时也消除施工过程中空气或基材中水分对产品性能的影响。
优选上述抗静电剂是高分子抗静电剂(如聚力的JL-WT2高分子聚氨酯抗静电剂)。贴合涂料涂层固化后OPP膜剥离时产生大量静电,加抗静电剂可防止静电对涂层质量的不利影响。
本发明还提供上述环保型贴合涂料组合物的一种制备方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯55-90%,聚合物a 5-25%,聚合物b 1-10%,分子量为300-1000的聚天门冬氨酸酯树脂1-5%,醇羟基封端的聚硅氧烷1-6%,金属催化剂0.01-0.1%;
所述聚合物a是官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物,所述聚合物b是官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物;
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105-120℃,在真空度为(6-10)×10-4MPa的情况下抽水2-4小时,再降温至30-40℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按2-3小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在30-50℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌0.5-2小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在1-2小时内将聚合反应釜内温度升至70-90℃,保温2-4小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至30-50℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌1-3小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇36-70%,官能度为3的聚醚多元醇10-30%,官能度为2-3的聚醚多元胺5-30%,偶联剂0.5-2%,流平剂0.5-1%,除水剂0.3-1%,抗静电剂0.5-1%;
(2-2)将步骤(2-1)配备的官能度为4-5的聚醚多元醇、官能度为3的聚醚多元醇、官能度为2-3的聚醚多元胺加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第二除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105-120℃,在真空度为(6-10)×10-4MPa的情况下抽水2-4小时,再降温至40-60℃,得到第二混合物;
(2-3)向第二混合物中加入步骤(2-1)配备的偶联剂、流平剂、除水剂、抗静电剂,并搅拌0.5-1小时,得到B组分;
(3)调配
A组分和B组分在制备好之后分别储存;需要使用时,按照A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:(1.0-1.5)的比例,搭配A组分和B组分,再将A组分和B组分混合并搅拌均匀,得到环保型贴合涂料组合物。
步骤(1)得到的A组分可用包装桶包装,包装桶内通入干燥氮气并密封保存。
步骤(2)得到的B组分可用包装桶包装,包装桶内通入干燥氮气并密封保存。
需要进行贴合膜制作时,将调配得到的环保型贴合涂料组合物涂布在基膜(可以是PET膜、PC膜、OPP膜、PE膜等)上,再和OPP母膜复合,然后常温固化4-24小时,剥离OPP母膜,即可得环保型贴合膜。贴合膜根据母膜的不同,可以制造不同类型的环保型贴合膜,例如:采用母膜为镭射图案的OPP膜,则可以做出具有镭射防伪效果的贴合膜;采用光面OPP膜,则可制造高光贴合膜;采用哑光OPP母膜,则可以制造具有哑光效果的贴合膜。
本发明的环保型贴合涂料组合物不含溶剂(固含量100%),用于镀铝贴合膜的涂层制作时能够使涂层与基膜(PET膜、OPP膜等各种膜或纸张)附着力强,同时涂层镀铝后与镀铝层的附着力强,镀铝层具有较高的表观亮度,模压图案清晰饱满,涂层具有较好的耐磨性、耐热性、耐溶剂性,且超低VOC含量(基本无VOCs排放和残留),涂层不用烘道加热或辐射固化,符合节能环保和安全卫生要求,生产效率较高。
具体实施方式
实施例1
本实施例中,环保型贴合涂料组合物的制备方法包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯70%(均为二苯基甲烷二异氰酸酯),聚合物a 12%(均为分子量为300的聚氧化乙烯二醇),聚合物b 9%(均为分子量为1000的聚氧化丙烯三醇),聚天门冬氨酸酯树脂3%(均为分子量为470的聚天门冬氨酸酯树脂),醇羟基封端的聚硅氧烷5.9%(均为分子量为1000的二端羟丁基聚二甲基硅氧烷),金属催化剂0.1%(均为新癸酸铋);
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至115℃,在真空度为8×10-4MPa的情况下抽水2小时,再降温至30℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按2小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在35-40℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌0.5小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在1小时内将聚合反应釜内温度升至80℃,保温3小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至40℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌2小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇40%(均为分子量为500的蔗糖型聚氧化丙烯多元醇),官能度为3的聚醚多元醇30%(均为分子量为1000的聚氧化丙烯三醇),官能度为2-3的聚醚多元胺27%(均为分子量为5000的聚氧化丙烯三胺),偶联剂1.5%(均为硅烷偶联剂KH-560),流平剂0.5%(均为迪高270),除水剂0.5%(均为原甲酸三乙酯),抗静电剂0.5%(均为聚力JL-WT2高分子聚氨酯抗静电剂);
(2-2)将步骤(2-1)配备的官能度为4-5的聚醚多元醇、官能度为3的聚醚多元醇、官能度为2-3的聚醚多元胺加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第二除水反应釜中,搅拌均匀并加热至115℃,在真空度为8×10-4MPa的情况下抽水3小时,再降温至50℃,得到第二混合物;
(2-3)向第二混合物中加入步骤(2-1)配备的偶联剂、流平剂、除水剂、抗静电剂,并搅拌0.5小时,得到B组分;
(3)调配
A组分和B组分在制备好之后分别储存(A组分、B组分分别用包装桶包装,包装桶内通入干燥氮气并密封保存);
需要使用时,按照A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:1.15的比例,搭配A组分和B组分,再将A组分和B组分混合并搅拌均匀,得到环保型贴合涂料组合物。
将环保型贴合涂料组合物按1.25g/m2的涂布量涂布在经过电晕处理的PET膜上,并与有镭射图案的OPP膜正面复合,固化后剥离掉镭射OPP膜,涂层真空镀铝,测附着力、亮度、耐热性、清晰度、耐溶剂性。
实施例2
本实施例中,环保型贴合涂料组合物的制备方法包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯60%(均为其中甲苯二异氰酸酯50%,二苯基甲烷二异氰酸酯10%),聚合物a 25%(其中分子量为400的聚氧化丙烯二醇15%,分子量为100的聚氧化丙烯二醇10%),聚合物b 10%(均为分子量为1000的聚氧化丙烯三醇),聚天门冬氨酸酯树脂2%(均为分子量为590的聚天门冬氨酸酯树脂),醇羟基封端的聚硅氧烷2.95%(均为分子量为1000的二端羟丁基聚二甲基硅氧烷),金属催化剂0.05%(均为辛酸亚锡);
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105℃,在真空度为6×10-4MPa的情况下抽水4小时,再降温至30℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按3小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在45-50℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌1.5小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在1.5小时内将聚合反应釜内温度升至90℃,保温2小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至50℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌3小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇45%(均为分子量为500的蔗糖型聚醚多元醇),官能度为3的聚醚多元醇30%(均为分子量为700的聚氧化丙烯三醇),官能度为2-3的聚醚多元胺22%(均为分子量为5000的聚氧化丙烯三胺),偶联剂1.5%(均为硅烷偶联剂KH-560),流平剂0.6%(均为迪高270),除水剂0.4%(均为噁唑烷化合物),抗静电剂0.5%(均为聚力JL-WT2高分子聚氨酯抗静电剂);
(2-2)将步骤(2-1)配备的官能度为4-5的聚醚多元醇、官能度为3的聚醚多元醇、官能度为2-3的聚醚多元胺加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第二除水反应釜中,搅拌均匀并加热至120℃,在真空度为6×10-4MPa的情况下抽水4小时,再降温至60℃,得到第二混合物;
(2-3)向第二混合物中加入步骤(2-1)配备的偶联剂、流平剂、除水剂、抗静电剂,并搅拌1小时,得到B组分;
(3)调配
A组分和B组分在制备好之后分别储存(A组分、B组分分别用包装桶包装,包装桶内通入干燥氮气并密封保存);
需要使用时,按照A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:1的比例,搭配A组分和B组分,再将A组分和B组分混合并搅拌均匀,得到环保型贴合涂料组合物。
将环保型贴合涂料组合物按1.25g/m2的涂布量涂布在经过电晕处理的PET膜上,并与有镭射图案的OPP膜正面复合,固化后剥离掉镭射OPP膜,涂层真空镀铝,测附着力、亮度、耐热性、清晰度、耐溶剂性。
实施例3
本实施例中,环保型贴合涂料组合物的制备方法包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯87.95%(其中甲苯二异氰酸酯37.95%,异氟尔酮二异氰酸酯50%),聚合物a 8%(其中分子量为400的聚四氢呋喃二醇3%,分子量为100的聚氧化丙烯二醇5%),聚合物b 2%(均为分子量为1000的聚氧化丙烯三醇),聚天门冬氨酸酯树脂1%(均为分子量为670的聚天门冬氨酸酯树脂),醇羟基封端的聚硅氧烷1%(均为分子量为1000的二端羟丁基聚二甲基硅氧烷),金属催化剂0.05%(均为月桂酸铋);
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至120℃,在真空度为10×10-4MPa的情况下抽水2小时,再降温至40℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按2.5小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在45-50℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌2小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在2小时内将聚合反应釜内温度升至90℃,保温2小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至50℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌1.5小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇65%(均为分子量为400的聚氧化丙烯四醇),官能度为3的聚醚多元醇20%(均为分子量为1000的聚氧化丙烯三醇),官能度为2-3的聚醚多元胺12%(均为分子量为5000的聚氧化丙烯三胺),偶联剂1%(均为硅烷偶联剂KH-560),流平剂0.5%(均为迪高270),除水剂0.7%(均为原甲酸三乙酯),抗静电剂0.8%(均为均为聚力JL-WT2高分子聚氨酯抗静电剂);
(2-2)将步骤(2-1)配备的官能度为4-5的聚醚多元醇、官能度为3的聚醚多元醇、官能度为2-3的聚醚多元胺加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第二除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105℃,在真空度为10×10-4MPa的情况下抽水4小时,再降温至40℃,得到第二混合物;
(2-3)向第二混合物中加入步骤(2-1)配备的偶联剂、流平剂、除水剂、抗静电剂,并搅拌0.8小时,得到B组分;
(3)调配
A组分和B组分在制备好之后分别储存(A组分、B组分分别用包装桶包装,包装桶内通入干燥氮气并密封保存);
需要使用时,按照A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1: 1.5的比例,搭配A组分和B组分,再将A组分和B组分混合并搅拌均匀,得到环保型贴合涂料组合物。
将环保型贴合涂料组合物按1.25g/m2的涂布量涂布在经过电晕的PET膜上,并与有镭射图案的OPP膜正面复合,固化后剥离掉镭射OPP膜,涂层真空镀铝,测附着力、亮度、耐热性、清晰度、耐溶剂性。
对使用以上实施例1-3环保型贴合涂料组合物的镀铝贴合膜样品进行检测,检测方法及结果如下:
1)附着力:用宽度为25mm的3M牌医用胶带贴在样品的镀铝层上,胶带贴合长度为100mm,用手轻按三次后180°方向反拉,观察镀铝层,不掉镀铝层、不掉涂层则为合格。
2)亮度:样品直接用亮度仪检测镀铝层的亮度。
3)耐热性:将样品放入100-180℃的烘箱中加热10分钟,取出并冷却到室温后,观察镀铝层图案是否完整。
4)清晰度:样品用40倍以上的放大镜观察,若镭射图案清晰饱满,没有缺陷,则为合格。
5)耐溶剂性:样品分别在水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮中浸泡10秒,取出烘干后,用第1)点的方法检测附着力,附着力不变则为合格。
以上各项检测结果如表1所示。
表1
从表1可以看出,本发明实施例1-3的环保型贴合涂料组合物所形成的涂层,附着力强,镀铝层具有较高的表观亮度,涂层具有较好的耐热性、耐溶剂性,综合性能远优于溶剂型贴合涂料和水性贴合涂料。
Claims (10)
1.一种环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征在于由A组分和B组分组成;
A组分由下述重量配比的原料制成:多异氰酸酯55-90%,聚合物a 5-25%,聚合物b 1-10%,分子量为300-1000的聚天门冬氨酸酯树脂1-5%,醇羟基封端的聚硅氧烷1-6%,金属催化剂0.01-0.1%;
所述聚合物a是官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物,所述聚合物b是官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物;
B组分由下述重量配比的原料制成:官能度为4-5的聚醚多元醇36-70%,官能度为3的聚醚多元醇10-30%,官能度为2-3的聚醚多元胺5-30%,偶联剂0.5-2%,流平剂0.5-1%,除水剂0.3-1%,抗静电剂0.5-1%;
A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:(1.0-1.5);
所述环保型镀铝贴合涂料组合物的制备方法包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯55-90%,聚合物a 5-25%,聚合物b 1-10%,分子量为300-1000的聚天门冬氨酸酯树脂1-5%,醇羟基封端的聚硅氧烷1-6%,金属催化剂0.01-0.1%;
所述聚合物a是官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物,所述聚合物b是官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物;
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105-120℃,在真空度为(6-10)×10-4MPa的情况下抽水2-4小时,再降温至30-40℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按2-3小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在30-50℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌0.5-2小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在1-2小时内将聚合反应釜内温度升至70-90℃,保温2-4小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至30-50℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌1-3小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇36-70%,官能度为3的聚醚多元醇10-30%,官能度为2-3的聚醚多元胺5-30%,偶联剂0.5-2%,流平剂0.5-1%,除水剂0.3-1%,抗静电剂0.5-1%;
(2-2)将步骤(2-1)配备的官能度为4-5的聚醚多元醇、官能度为3的聚醚多元醇、官能度为2-3的聚醚多元胺加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第二除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105-120℃,在真空度为(6-10)×10-4MPa的情况下抽水2-4小时,再降温至40-60℃,得到第二混合物;
(2-3)向第二混合物中加入步骤(2-1)配备的偶联剂、流平剂、除水剂、抗静电剂,并搅拌0.5-1小时,得到B组分;
(3)调配
A组分和B组分在制备好之后分别储存;需要使用时,按照A组分所含NCO与B组分所含OH及NH2总和的摩尔比NCO:(OH +NH2)=1:(1.0-1.5)的比例,搭配A组分和B组分,再将A组分和B组分混合并搅拌均匀,得到环保型镀铝贴合涂料组合物。
2.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述多异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的一种或其中多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述聚合物a是官能度为2且分子量为300的聚醚多元醇,或者是官能度为2且分子量为100的聚酯多元醇与官能度为2且分子量为400的聚酯多元醇的混合物。
4.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述聚合物b的分子量为100-1000,且官能度为4。
5.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述聚天门冬氨酸酯树脂的分子量为400-700。
6.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述醇羟基封端的聚硅氧烷是分子量为500-2000的二端羟丁基聚二甲基硅氧烷。
7.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述金属催化剂是二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸钾或有机铋类催化剂;所述有机铋类催化剂是新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋或环烷酸铋。
8.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述官能度为4-5的聚醚多元醇是以木糖醇、二乙烯三胺、甘露醇、山梨醇或蔗糖为起始剂的硬泡聚醚多元醇,其分子量300-800。
9.根据权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物,其特征是:所述官能度为3的聚醚多元醇的分子量为500-2000;
所述官能度为2-3的聚醚多元胺是伯氨基或仲氨基封端的聚氧化丙烯多元胺,其分子量为2000-5000;
所述偶联剂为硅烷偶联剂;
所述流平剂为聚醚型硅烷流平剂;
所述除水剂是噁唑烷化合物、对甲基苯磺酰异氰酸酯或原甲酸三乙酯。
10. 权利要求1所述的环保型镀铝贴合涂料组合物的制备方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)制备A组分
(1-1)按重量计,配备下述原料:多异氰酸酯55-90%,聚合物a 5-25%,聚合物b 1-10%,分子量为300-1000的聚天门冬氨酸酯树脂1-5%,醇羟基封端的聚硅氧烷1-6%,金属催化剂0.01-0.1%;
所述聚合物a是官能度为2的聚醚多元醇、官能度为2的聚酯多元醇中的一种或者两者的混合物,所述聚合物b是官能度≥3的聚酯多元醇、官能度≥3的聚醚多元醇中的一种或者两者的混合物;
(1-2)将步骤(1-1)配备的聚合物a、聚合物b和醇羟基封端的聚硅氧烷加入到带加热夹套、搅拌装置和冷凝系统的第一除水反应釜中,搅拌均匀并加热至105-120℃,在真空度为(6-10)×10-4MPa的情况下抽水2-4小时,再降温至30-40℃,得到第一混合物,备用;
(1-3)将步骤(1-1)配备的多异氰酸酯加入至聚合反应釜中,边搅拌边加入第一混合物,第一混合物的加入速度按2-3小时全部加完为准,加入第一混合物的过程中聚合反应釜内温度控制在30-50℃;
(1-4)第一混合物加料完毕后搅拌0.5-2小时,再向聚合反应釜中加入步骤(1-1)配备的金属催化剂,然后在1-2小时内将聚合反应釜内温度升至70-90℃,保温2-4小时;
(1-5)将聚合反应釜内温度降至30-50℃,然后在搅拌的情况下向聚合反应釜中滴加步骤(1-1)配备的聚天门冬氨酸酯树脂,滴加完聚天门冬氨酸酯树脂后再搅拌1-3小时,得到A组分;
(2)制备B组分
(2-1)按重量计,配备下述原料:官能度为4-5的聚醚多元醇36-70%,官能度为3的聚醚多元醇10-30%,官能度为2-3的聚醚多元胺5-30%,偶联剂0.5-2%,流平剂0.5-1%,除水剂0.3-1%,抗静电剂0.5-1%;
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