CN110904726B - 一种高光弱溶剂组合物、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料组合物技术领域，具体涉及一种高光弱溶剂组合物、制备方法及其应用，其中，一种高光弱溶剂组合物，其包括如下重量份的原料：PVB树脂25‑30份、有机溶剂150‑180份、导电剂1.2‑1.5份、增白剂0.065‑0.08份，该组合物形成的涂层在高温环境下不会发粘，也不会出现返粘现象，且光泽度高、成膜性能，打印时色彩还原度高。
Description
技术领域
本发明涉及涂料组合物技术领域，具体涉及一种高光弱溶剂组合物、制备方法及其应用。
背景技术
高光弱溶剂涂层是指在广告耗材领域中适合于弱溶剂墨水喷绘的且喷绘干燥后呈现高光泽的一种涂层。
弱溶剂涂层由于其耐候性强，性价比高，墨水喷绘后无需裱膜，种类丰富等优点在户内外广告介质上很受欢迎的，得到非常普遍的应用。从光泽度来区分的话，绝大部分属于哑面弱溶剂涂层，其优势是吸墨性快，生产稳定，大部分客户使用满意。但是由于其在涂层里添加了一些无机颗粒使其光泽度不高，呈现哑面状态，对于一些高端客户的要求来说，希望能开发高光泽的弱溶剂涂层，使之打印出来后颜色色彩还原性强，光泽度高，能更充分表达一些画面的意图。
目前市场上高光弱溶剂产品不多，主要原因是哑面弱溶剂类的涂层如果为提高光泽度取消或者减少无机粉的添加量时会出现一个问题，即材料收卷后涂层易发粘，导致打印解卷时材料不易剥离开或者打印后材料易吸附在打印机的台板上。
现有技术中的高光弱溶剂一般采用水性丙烯酸乳液与助剂进行复合改性而得，且为了提高溶剂的成膜性能，一般会在水性丙烯酸乳液中加入成膜助剂，使涂布过程中涂层不容易开裂，最终生产出的涂层在常温下放置不会发粘，但是这类水性丙烯酸乳液制得的涂层如果在高温环境下，且在长时间保持收卷张力的情况下还是容易发粘。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种高光弱溶剂组合物，该组合物形成的涂层在高温环境下不会发粘，也不会出现返粘现象，且光泽度高、成膜性能，打印时色彩还原度高。
本发明的第二目的在于提供一种高光弱溶剂组合物的制备方法，制备步骤简单，可控性高，生产效率高，适合大规模工业化生产。
本发明的第三目的在于提供高光弱溶剂组合物的应用。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：
一种高光弱溶剂组合物，其包括如下重量份的原料：
本发明通过将PVB树脂，即聚乙烯醇缩丁醛树脂，与有机溶剂、导电剂和增白剂按照上述重量份数进行复合，使本发明的高光弱溶剂组合物形成的涂层光泽度高、打印色彩还原度高，且成膜性能好，涂层不会发生开裂现象，而在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下涂层不会出现发粘或返粘的现象。
具体的，所述PVB树脂为聚乙烯醇(PVA)与丁醛部分缩合的产物，所述PVB树脂的分子结构中含有15％-30％的羟基、1.5％-2.5％的乙酰基和68.5％-83.5％的缩丁醛基，这些基团共同作用，使PVB树脂能溶于醇类，醚类，酯类等大多数有机溶剂，且具有良好的成膜性，同时有较强的抗紫外线老化性，进而使本发明的组合物形成的涂层具有抗老化的特性，且能防止涂层表面开裂，适用于户外使用。
具体的，所述PVB树脂的相对密度在1.08-1.10之间。
其中，所述PVB树脂为PVB30秒、PVB60秒、PVB90秒中的至少一种。
采用上述三种PVB树脂制备的组合物形成的涂层光泽度更高、打印色彩还原度更高，且成膜性能更好，涂层更不容易发生开裂现象，而在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下涂层更不容易出现发粘或返粘的现象。
优选地，所述PVB树脂为PVB60秒。
经试验发现，由PVB30秒、PVB60秒、PVB90秒分别与本发明的其它试剂复合后形成的涂层中，PVB60秒形成的涂层的打印效果最好，采用PVB60秒与其它试剂复合制得的组合物形成的涂层在打印弱溶剂墨水后，PVB树脂既能够被弱溶剂墨水溶胀接收墨水，且不会被弱溶剂墨水溶解，墨水绝大部分留在涂层表面，使涂层表面的打印色彩表现力强，色彩鲜艳，色密度高。而PVB30秒形成的涂层的打印效果相比PVB60秒形成的涂层的打印效果，PVB30秒形成的涂层在打印弱溶剂墨水后比PVB60秒形成的涂层更容易被弱溶剂墨水溶胀，甚至会被弱溶剂墨水溶解掉一部分，墨水会有部分渗透到涂层底部导致色密度下降；而PVB90秒形成的涂层的打印效果相比PVB60秒形成的涂层的打印效果，由PVB90秒复合其它试剂形成的涂层在弱溶剂墨水喷绘后由于涂层聚合度高难以被墨水溶胀，使喷绘到涂层表面的墨水更容易堆积在一起，可能会有晕墨现象出现。
其中，所述PVB树脂为PVB30秒和PVB90秒按重量比为1:1组成的混合物。
经试验发现，当PVB树脂为PVB30秒和PVB90秒按重量比为1:1组成的混合物时，由PVB树脂与本发明的其它试剂复合后的组合物形成的涂层的打印效果与采用PVB60秒形成的涂层的打印效果基本一样，其涂层表面的打印色彩表现力强，色彩鲜艳，色密度高，且成膜性能好，涂层表面不容易出现开裂的现象，而在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下不容易出现发粘或返粘的现象。
其中，所述PVB树脂的聚合度为1400-1600。
本发明通过选用上述聚合度的PVB树脂，使组合物形成的涂层在弱溶剂墨水喷绘后，既能够被弱溶剂墨水溶胀接收墨水还不会被溶解，墨水绝大部分留在表面，使打印后的色彩表现力更强，色密度更高，色彩更加鲜艳。
优选地，所述PVB树脂的聚合度为1500，更有利于提高打印后的色彩表现力，鲜艳度和色密度，且使涂层在高温条件下以及长时间保持收卷张力的情况下更加的稳定，不易发粘、返粘以及出现开裂的现象。
其中，所述PVB树脂中含有70％-85％的乙烯醇缩丁醛基。
本发明通过严格控制PVB树脂中的乙烯醇缩丁醛基的百分比，更有利于提高涂层打印后的色彩表现力，鲜艳度和色密度，且使涂层在高温条件下以及长时间保持收卷张力的情况下更加的稳定，不易发粘、返粘以及出现开裂的现象。
其中，所述导电剂为有机硅导电剂、季铵盐导电剂中的至少一种。
通过将上述导电剂与本发明的其它试剂进行复合，使组合物形成的涂层具备一定的导电性能，对于在各个工序摩擦产生的静电能够及时的导走，在打印环节不会产生静电吸附，提高打印效果。
优选地，所述有机硅导电剂为深圳市中亚光电子材料有限公司的型号为VJ-007有机硅导电剂，其为聚醚改性有机硅聚合物，通过选用VJ-007有机硅导电剂与本发明的其它试剂进行复合，VJ-007有机硅导电剂的一端可与特定的树脂交联反应，从而定位于涂层表面，另一端(亲水基)则伸展在涂层表面，起到永久性的亲水效果，可形成水分子膜，而形成水分子膜的同时也可以形成一个导电通道，从而达到优异的抗静电效果。本发明加入导电剂VJ-007后，涂层的表面电阻值从1O12Ω下降到107Ω，有利于提高打印效果。
所述季铵盐导电剂优选为东莞市博诚化工有限公司的型号为SP-1006导电剂，是一种高效能导电助剂，能有效防止涂层表面静电聚集效果，同时不会对涂层其他性能产生影响。
其中，所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丁醇中的至少一种。
本发明通过选用上述有机溶剂，能充分溶解PVB树脂、导电剂和增白剂，有利于提高涂层在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下的稳定性，使涂层不易发粘、返粘以及出现开裂的现象，同时，提高涂层的光泽度、色密度。
优选地，所述有机溶剂为惠州市永基化工有限公司的工业乙醇，且所述工业乙醇的质量分数为大于或等于95％，更有利于提高涂层在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下的稳定性，使涂层不易发粘、返粘以及出现开裂的现象，同时，提高涂层的光泽度、色密度。
其中，所述增白剂为佛山市司贝速提化工有限公司的型号为MDAC的增白剂，其主要成分为4-甲基-7-二乙氨基香豆素，通过采用该增白剂使涂层能发出鲜艳微蓝白色光，有利于进一步改善涂层白度。
所述高光弱溶剂组合物的固含量为14％-15％，粘度为2500-3500cps，该粘度可以避免组合物粘度过高导致涂覆时组合物不能在基材表面形成光滑的涂层，有利于提高涂层的光滑度、光泽度和色密度。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：
一种高光弱溶剂组合物的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一、按重量份数计，分别取25-30份PVB树脂、150-180份有机溶剂、1.2-1.5份导电剂和0.065-0.08份增白剂备用；
步骤二、将所述步骤一中的PVB树脂加入有机溶剂中，且一边添加PVB树脂一边搅拌，待PVB树脂全部加入至有机溶剂中后继续搅拌至PVB树脂充分溶解，然后降低搅拌速度后加入导电剂和增白剂，并继续搅拌至溶液均匀，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二所述混合溶液进行过滤，然后静置，最后经过降温、消泡处理，制得高光弱溶剂组合物。
其中，步骤二的具体操作为：将所述步骤一中的PVB树脂加入有机溶剂中，且一边添加PVB树脂一边以550r/min-650r/min的速率进行搅拌，待PVB树脂全部加入至有机溶剂中后继续搅拌25-35min，使PVB树脂充分溶胀，接着以1100r/min-1300r/min的搅拌速率搅拌25-35min，使PVB树脂充分溶解，然后降低搅拌速度，加入导电剂和增白剂，以400r/min-600r/min的搅拌速度继续搅拌15-25min至溶液均匀，得到混合溶液。
本发明通过控制上述搅拌速度和搅拌时长使PVB树脂充分且快速溶解，通过先增大搅拌速度是加快PVB树脂的溶解速度，然后后降低搅拌速度至400r/min-600r/min，使导电剂和增白剂可以充分且快速溶解的情况下，避免搅拌速度长时间过快导致混合溶液发热，而混合溶液长时间发热时容易使PVB链段发生断裂的现象，因此本发明的制备方法的搅拌速度和搅拌时间的控制有利于提高组合物形成的涂层的光泽度、色密度，同时提高涂层在高温状态和长时间保持收卷张力的情况下的稳定性，使涂层不易发粘、返粘以及出现开裂的现象。
其中，步骤三中，所述混合溶液经过180-220目滤网过滤，过滤后静置24h以上。
本发明通过采用180-220目滤网将混合溶液中的杂质以及难溶解的颗粒过滤掉，使制得的组合物在涂布时可以保证涂层表面平整光滑，没有瑕疵，有利于提高涂层的表面光泽度。同时，还能保证生产效率，保证在20min左右能过滤170kg的混合溶液。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：
将上述的高光弱溶剂组合物或由上述的制备方法制得的高光弱溶剂组合物应用于喷涂相纸、PP纸、背胶表面制备高光弱溶剂涂层。
本发明的有益效果在于：
本发明通过将PVB树脂，即聚乙烯醇缩丁醛树脂，与有机溶剂、导电剂和增白剂按照上述重量份数进行复合，使本发明的高光弱溶剂组合物形成的涂层光泽度高、打印色彩还原度高，且成膜性能好，涂层不会发生开裂现象，而在高温条件及长时间保持收卷张力的情况下涂层不会出现发粘或返粘的现象。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高光弱溶剂组合物，其包括如下重量份的原料：
其中，所述PVB树脂为天津光大冰峰新材料科技有限公司的PVB60秒，所述PVB树脂的聚合度为1500，所述PVB树脂中含有80％的乙烯醇缩丁醛基。
所述导电剂为深圳市中亚光电子材料有限公司的型号为VJ-007的有机硅导电剂。
所述有机溶剂为惠州市永基化工有限公司的工业乙醇，具体的，所述工业乙醇的质量分数为95％。
所述增白剂为佛山市司贝速提化工有限公司的型号为MDAC的增白剂，其主要成分为4-甲基-7-二乙氨基香豆素。
上述高光弱溶剂组合物的制备方法，其包括如下步骤：
步骤一、按上述各试剂的种类及重量份数，分别取27.5份PVB树脂、165份有机溶剂、1.35份导电剂和0.07份增白剂备用；
步骤二、将所述步骤一中的PVB树脂加入有机溶剂中，且一边添加PVB树脂一边以600r/min的速率进行搅拌，待PVB树脂全部加入至有机溶剂中后继续搅拌30min，使PVB树脂充分溶胀，接着以1200r/min的搅拌速率搅拌30min，使PVB树脂充分溶解，然后降低搅拌速度，加入导电剂和增白剂，以500r/min的搅拌速度继续搅拌20min至溶液均匀，得到混合溶液。
步骤三、将步骤二所述混合溶液经过200目滤网过滤，然后静置25h，最后经过降温、消泡处理，制得高光弱溶剂组合物。
上述的高光弱溶剂组合物的应用，具体应用方法如下：
通过涂布设备将上述高光弱溶剂组合物均匀地涂布在淋膜相纸纸基上，并设置涂布设备上各烘箱的温度分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、90℃和80℃，然后调整涂布设备上的传送装置，使涂覆有高光弱溶剂组合物的相纸以19.5m/min的速度依次经过烘干温度分别为60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、90℃和80℃的烘箱进行烘干处理，使相纸上形成高光弱溶剂涂层，具体的，所述高光弱溶剂涂层的厚度为15μm。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中的PVB树脂为天津光大冰峰新材料科技有限公司的PVB30秒和天津光大冰峰新材料科技有限公司的PVB90秒按重量比为1:1组成的混合物。
所述实施例2的其它技术特征与实施例1相同，在此不做赘述。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3中各原料试剂的重量份数分别为：
实施例3中的其它技术特征与实施例1相同，在此不做赘述。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于，实施例4中各原料试剂的重量份数分别为：
实施例4中的其它技术特征与实施例1相同，在此不做赘述。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，实施例5中，所述PVB树脂为天津光大冰峰新材料科技有限公司的PVB30秒，所述聚合度为1400。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于，实施例6中，所述PVB树脂为天津光大冰峰新材料科技有限公司的PVB90秒，所述聚合度为1600。
性能测试
分别在实施例1-6中表面涂覆有高光弱溶剂涂层的相纸的高光弱溶剂涂层表面进行打印，各组打印条件相同，然后测试各组涂层表面打印后的光泽度和色密度，并将各组的光泽度记录于表1，将各组的色密度记录于表2。
表1
表2
通过表1和表2可知，当PVB树脂具体为PVB30秒和PVB90秒按照重量比为1:1组成的混合物以及为PVB60秒时，形成的弱溶剂高光涂层的打印效果最好，其光泽度和色密度均比PVB30秒组合物形成的涂层和PVB90秒组合物形成的涂层好，PVB30秒组合物形成的涂层的打印色密度比PVb60秒组合物低，色彩表现较差，PVB90秒组合物打印后墨水堆积在涂层表面，涂层没有很快被溶胀来接收墨水，色彩清晰度差。而经试验发现，现有的哑面弱溶剂涂层的色密度一般在1.2-1.4之间，本发明的弱溶剂高光涂层的色密度高于现有的哑面弱溶剂涂层的色密度，因此本发明的弱溶剂高光组合物形成的涂层打印光泽度高，色密度高。
抗粘试验，将实施例1-6制得的高光弱溶剂相纸材料收卷后在80℃的条件下烘烤5天后拿出来解卷，实施例1-6制得的高光弱溶剂相纸解卷顺利，无发粘情况。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：包括如下重量份的原料：
所述PVB树脂为PVB30秒、PVB60秒、PVB90秒中的至少一种；
所述导电剂为有机硅导电剂、季铵盐导电剂中的至少一种；
所述有机溶剂为乙醇、甲醇、丁醇中的至少一种；
所述增白剂为4-甲基-7-二乙氨基香豆素；
所述高光弱溶剂组合物的固含量为14％-15％，粘度为2500-3500cps。
2.根据权利要求1所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：所述PVB树脂为PVB30秒和PVB90秒按重量比为1:1组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：所述PVB树脂为PVB60秒。
4.根据权利要求1所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：所述PVB树脂的聚合度为1400-1600。
5.根据权利要求1所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：所述PVB树脂中含有70％-85％的乙烯醇缩丁醛基。
6.根据权利要求1所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：所述一种高光弱溶剂组合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按重量份数计，分别取25-30份PVB树脂、150-180份有机溶剂、1.2-1.5份导电剂和0.065-0.08份增白剂备用；
步骤二、将所述步骤一中的PVB树脂加入有机溶剂中，且一边添加PVB树脂一边搅拌，待PVB树脂全部加入至有机溶剂中后继续搅拌至PVB树脂充分溶解，然后降低搅拌速度后加入导电剂和增白剂，并继续搅拌至溶液均匀，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二所述混合溶液进行过滤，然后静置，最后经过降温、消泡处理，制得高光弱溶剂组合物。
7.根据权利要求6所述的一种高光弱溶剂组合物，其特征在于：步骤三中，所述混合溶液经过180-220目滤网过滤。
8.权利要求1-7任意一项所述的高光弱溶剂组合物的应用，用于喷涂于相纸、PP纸、背胶表面制备高光弱溶剂涂层。
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