CN110760040B - 一种烟包油墨用铝条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟包油墨用铝条，其制备过程如下：在加热条件下，溶液中部分游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯协同纤维素功能分子对铝片表面进行功能化修饰，剩余的丙烯酸和/或丙烯酸酯在铝片表面发生自由基聚合反应，形成的聚合物作为成型树脂，物料经压滤、液压挤出成型和真空静态烤干后，得到所述铝条。制备原料包括溶剂、引发剂、铝浆、A组分和B组分，A组分包括甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的至少一种，B组分包括醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素和硝酸纤维素中的至少一种。本发明实现铝片表面功能化及成型树脂一步生成，铝条产品具有优良的金属效应、成条性和印刷适应性。
Description
技术领域
本发明属于金属颜料及油墨技术领域，特别地，涉及一种利用纤维素功能分子、丙烯酸和/或丙烯酸酯实现表面修饰的铝条制备方法，以及通过该方法制备得到的可用于烟包油墨的铝条产品。
背景技术
随着社会的进步发展，人们对自身健康及环境安全方面的关注度越来越高，因此，国家对于包装及装饰行业内使用有害物质进行生产的行为做出限制管理。国内烟标行业新标准《卷烟条与盒包装纸安全卫生要求》于2016年下半年正式实施，主要针对油墨中含有的挥发性有机物(VOCs)、苯系物、邻苯二甲酸酯类(增塑剂)、特定芳香胺、光引发剂和甲醛等进行管控。金属铝颜料作为一种重要的涂料产品，其内含有的有害物质必须适应食品包装、烟盒包装等产品应用要求，业内可通过管理有害物质、优化传统产品、开发新型产品，满足油墨及铝颜料的现行管控标准。
油墨铝条是铝颜料的一种，主要是将液态的成品铝银浆固态化、条状化，使之更加适应终端产品的应用需求，其原理就是铝浆加上可溶性树脂再搭配少量助剂做成载体颜料。铝条产品有如下优点：①不良气味极少，安全环保；②稳定性好，便于长时间储存和运输；③易于分散在溶剂中，使用方便；④产品本身几乎不含溶剂，极少出现与油墨体系不相容的情况。
针对烟草行业开发的专用铝条，需在满足98％以上固含量的条件下，同时具有高遮盖力、良好分散性、优良存储稳定性和良好金属效应等特点。该铝条的现有生产方法主要分为两步，首先对铝浆进行处理，然后再单独加入成型树脂，物料压滤后挤压成型，干燥后得到成品。成型树脂的作用是作为粘合剂确保物料保持挤出时的条状结构，否则铝片被干燥后直接表现为分散的铝粉，无法得到所需的铝条产品。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单且具有良好成条性、金属效应和印刷适应性的油墨铝条制备方法，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种烟包油墨用铝条的制备方法，包括如下过程：在加热条件下，溶液中部分游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯协同纤维素功能分子对铝片表面进行功能化修饰，剩余的丙烯酸和/或丙烯酸酯在铝片表面发生自由基聚合反应，自由基聚合后形成的聚合物作为成型树脂。
优选地，自由基聚合后形成的聚合物的分子量为2000～100000。
优选地，制备原料按质量百分比包括如下组分：溶剂30％～80％、引发剂0.1％～3％、铝浆10～50％、A组分5～30％和B组分1～10％，所述A组分用于提供游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯，所述B组分用于提供纤维素功能分子。
优选地，所述A组分包括甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的至少一种。
优选地，所述B组分包括醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种。
优选地，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙醇中的至少一种。
优选地，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、特戊基过氧化氢和二特戊基过氧化物中的至少一种。
优选地，整个反应体系先在10～20℃环境下反应8～16小时，再升温至30～50℃环境下继续反应3～5小时。
优选地，还包括将反应后的物料进行压滤、液压挤出成型和真空静态烤干处理后得到目标产品的过程。
优选地，在真空静态烤干过程中，物料的干燥温度为30℃～150℃，烤干后物料的固体组分含量达98％以上。
本发明还提供一种通过上述方法制备得到的烟包油墨用铝条产品。
本发明提供的技术方案至少具有如下有益效果：
1、本发明通过功能分子引入、包裹助剂处理、溶剂体系更换以及成型树脂优化并前置生成，制备得到一种新型的油墨铝条，该铝条产品具有优良的遮盖力、溶剂分散性和储存稳定性，特别适合烟包油墨使用，且最大限度降低了铝颜料的气味、降低VOCs和扬尘，符合国家标准。
2、本发明在整个反应体系中引入了游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯，在协助实现铝片表面修饰的同时通过自由基聚合反应生成了成型树脂，相比于传统的生产方法，简化了工艺流程，且在金属效应、成条性能和印刷适应性上表现出色而具有优异的应用前景。
3、本发明采用醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素和硝酸纤维素中的至少一种作为功能分子，不仅很好地配合溶液中游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯实现铝片表面的功能化修饰，还有利于改善铝银浆的流平性，同时也起到作为金属颜料的稳定载体和排列助剂的作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
烟包油墨用铝条的制备过程如下：
1)将如下质量百分比的原料混合均匀：溶剂30％～80％、引发剂0.1％～3％、铝浆10～50％、A组分5～30％和B组分1～10％，所述A组分用于提供游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯，所述B组分用于提供纤维素功能分子；
2)先升温至15℃，使混合物料反应8小时，然后升温至40℃，使混合物料继续反应3小时，溶液中部分游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯协同纤维素功能分子对铝片表面进行功能化修饰，剩余的丙烯酸和/或丙烯酸酯在铝片表面发生自由基聚合反应，自由基聚合后形成的聚合物作为成型树脂；
3)反应后的物料经压滤、液压挤出成型和真空静态烤干后，得到所述铝条，铝条中的固体组分含量达98％以上。
在上述制备过程中，所述A组分包括甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的至少一种；所述B组分包括醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种；所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙醇中的至少一种；所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、特戊基过氧化氢和二特戊基过氧化物中的至少一种。
实施例1
本实施例制备油墨铝条的过程如上所述，具体地，原料包括乙酸正丙酯40％、过氧化苯甲酰1％、铝浆29％、醋酸丁酸纤维素2％、甲基丙烯酸8％，丙烯酸丁酯10％、甲基丙烯酸羟丙酯10％。
实施例2
本实施例制备油墨铝条的过程如上所述，具体地，原料包括乙酸正丙酯60％、过氧化二苯甲酰3％、铝浆30％、醋酸丙酸纤维素2％、甲基丙烯酸1％，丙烯酸丁酯2％、甲基丙烯酸羟丙酯2％。
实施例3
本实施例制备油墨铝条的过程如上所述，具体地，原料包括乙酸乙酯50％、过氧化苯甲酸叔丁酯2％、铝浆30％、醋酸丙酸纤维素2％、丙烯酸异冰片酯3％，丙烯酸丁酯5％，丙烯酸羟乙酯8％。
实施例4
本实施例制备油墨铝条的过程如上所述，具体地，原料包括乙醇80％、特戊基过氧化氢0.1％、铝浆9％、硝酸纤维素1％，丙烯酸异冰片酯3.3％，丙烯酸丁酯3.3％，丙烯酸羟乙酯3.3％。
实施例5
本实施例制备油墨铝条的过程如上所述，具体地，原料包括乙酸正丙酯30％、过氧化苯甲酸叔丁酯2％、铝浆49％，硝酸纤维素1％，丙烯酸丁酯18％。
对比例1
本实施例提供一种由长沙族兴新材料股份有限公司生产的ZX9190型号的铝银浆产品，该铝银浆以矿物油作为溶剂。
对比例2
本实施例提供的铝条产品为德国舒伦克铝条，型号为Grandal 2900，可从市面上直接购得。
以行业内的通用标准对上述所有实施例及对比例中的铝银浆(产品本身为铝银浆或在同等条件下将铝条溶解于溶剂中形成铝银浆)进行打分判断，以10分为满分，各项质量数据的具体得分情况见表一。
表一
从上表可知，通过本发明方法制备得到的油墨铝条，分散在溶剂中使用时基本无气味，相比于传统铝银浆产品和现有铝条产品更加环保无害，虽然实施例4中由于作为溶剂的乙醇溶解能力较弱，因此对原铝浆组分中的矿物油去除效果不如其他溶剂，但在气味评分上至少不比两个对比例差。
除此之外，本发明提供的油墨铝条在分散性和遮盖力方面不弱于两个对比例，甚至表现得更好，而在金属效应方面的表现则明显优于两个对比例。
综上所述，本发明技术方案相比于现有技术提升了产品性能、简化了工艺流程，具有很好的市场前景和推广价值。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，包括如下过程：在加热条件下，溶液中部分游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯协同纤维素功能分子对铝片表面进行功能化修饰，剩余的丙烯酸和/或丙烯酸酯在铝片表面发生自由基聚合反应，自由基聚合后形成的聚合物作为成型树脂。
2.根据权利要求1所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，自由基聚合后形成的聚合物的分子量为2000～100000。
3.根据权利要求2所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，制备原料按质量百分比包括如下组分：溶剂30％～80％、引发剂0.1％～3％、铝浆10～50％、A组分5～30％和B组分1～10％，所述A组分用于提供游离的丙烯酸和/或丙烯酸酯，所述B组分用于提供纤维素功能分子。
4.根据权利要求3所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，所述A组分包括甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸中的至少一种。
5.根据权利要求3所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，所述B组分包括醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、硝酸纤维素中的至少一种。
6.根据权利要求3所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯和乙醇中的至少一种。
7.根据权利要求3所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、特戊基过氧化氢和二特戊基过氧化物中的至少一种。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，整个反应体系先在10～20℃环境下反应8～16小时，再升温至30～50℃环境下继续反应3～5小时。
9.根据权利要求8所述烟包油墨用铝条的制备方法，其特征在于，还包括将反应后的物料进行压滤、液压挤出成型和真空静态烤干处理后得到目标产品的过程；
在真空静态烤干过程中，物料的干燥温度为30℃～150℃，烤干后物料的固体组分含量达98％以上。
10.一种采用如权利要求1～9中任意一项所述方法制备得到的烟包油墨用铝条。
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