CN111423770A - 一种丙烯酸树脂材料及其制备方法 - Google Patents

一种丙烯酸树脂材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括：硝化棉5～15份、醛酮树脂1～5份、热塑性丙烯酸树脂1～5份、流平剂0.1～0.5份、增塑剂0.5～1份、溶剂80～90份。该材料通过硝化棉、醛酮树脂、热塑性丙烯酸树脂的配合使用，显著改善了绿色金属络合染料添加后在镀铝膜层上的附着力及耐水性，使镀铝膜表面呈现均匀的绿色，且不会掉漆。

Description

一种丙烯酸树脂材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种丙烯酸树脂材料及其制备方法。
背景技术
真空镀铝是指在真空状态下，将铝金属加热熔融至蒸发，铝原子凝结在材料表面形成铝层。真空镀铝技术能够使材料表面呈现金属光泽感，使产品包装更有设计感，时尚美观。为了保证镀铝层的附着力，通常在底材上先涂布一层底漆，再进行镀铝，同时出于为镀铝层提供更为丰富的外观设计，还可在表面涂布一层带有染料的面漆。
镀铝层表面的染料一般为金属络合染料，多数颜色在镀铝层表面的附着力强，不易脱落，然而由于绿色染料中的金属离子多为二价金属离子，如二价镍离子，其络合配体与铝的结合力较弱，导致绿色金属络合染料添加在面漆中使漆膜的附着力、耐水性等变差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括：硝化棉5～15份、醛酮树脂1～5份、热塑性丙烯酸树脂1～5份、流平剂0.1～0.5份、增塑剂0.5～1份、溶剂80～90份。
作为一种优选的技术方案，所述热塑性丙烯酸树脂为环氧改性热塑性丙烯酸树脂。
作为一种优选的技术方案，所述硝化棉的含氮量为10.5～12.5wt％。
作为一种优选的技术方案，所述醛酮树脂的羟值为5～120mgKOH/g。
作为一种优选的技术方案，所述流平剂选自有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂、聚氨酯流平剂中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、丁二酸二异丁酯、柠檬酸三乙酯中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述溶剂选自酮类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述酯类溶剂选自乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一种或多种的混合。
作为一种优选的技术方案，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇中的一种或多种的混合。
本发明的第二方面提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
有益效果：本发明提供了一种丙烯酸树脂材料，通过硝化棉、醛酮树脂、热塑性丙烯酸树脂的配合使用，显著改善了绿色金属络合染料添加后在镀铝膜层上的附着力及耐水性，使镀铝膜表面呈现均匀的绿色，且不会掉漆。
附图说明
为了进一步解释说明本发明中提供的一种丙烯酸树脂材料及其制备方法的有益效果，提供了相应的附图，需要指出的是本发明中提供的附图只是所有附图中选出来的个别示例，目的也不是作为对权利要求的限定，所有通过本申请中提供的附图获得的其他相应图谱均应该认为在本申请保护的范围之内。
图1为绿色金属络合染料用于镀铝膜表面出现掉漆现象的图片。
具体实施方式
结合以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本发明的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。
在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括：硝化棉5～15份、醛酮树脂1～5份、热塑性丙烯酸树脂1～5份、流平剂0.1～0.5份、增塑剂0.5～1份、溶剂80～90份。
硝化棉(CAS号：9004-70-0)又名硝化纤维素、棉体火棉胶等，属硝酸酯类，白色或微黄色棉絮状，为纤维素与硝酸酯化反应的产物。
在一些优选的实施方式中，所述硝化棉的含氮量为10.5～12.5wt％，从材料成膜强度的角度考虑，进一步优选的，所述硝化棉的含氮量为11.5～12.2wt％。
本申请中硝化棉的含氮量根据GJB 337-1987《硝化棉含氮量测定方法(干涉仪法)》测试得到。
从平衡硝化棉的溶解度和成膜性能角度考虑，在一些优选的实施方式中，所述硝化棉的规格选自1/2、1/4、1/8、1/16、1/32中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述硝化棉的规格为1/16。
本申请中硝化棉的规格与硝化棉的分子量大小、硝化棉溶液的粘度有关，分母越大，则硝化棉溶液的粘度越小，硝化棉的分子量越大。
本申请中的硝化棉购自四川北方硝化棉股份有限公司，可选的型号包括H1/2a、H1/2b、H1/4a、H1/4b、H1/8a、H1/8b、H1/16、H1/32。
从提高成膜的耐水性、耐热性、附着力的角度考虑，在一些优选的实施方式中，所述醛酮树脂的羟值为5～120mgKOH/g；进一步优选的，所述醛酮树脂的羟值为110mgKOH/g。
本申请中的羟值是指1g树脂样品中的羟基所相当的氢氧化钾(KOH)的毫克数，以mgKOH/g表示，羟值的测定方法可为本领域技术人员熟知的任何一种，例如滴定法。
本申请中的醛酮树脂可为市售，例如赢创德固赛生产的TEGO VariPlus CA、TEGOVariPlus AK、TEGO VariPlus LK等。
在一些优选的实施方式中，所述热塑性丙烯酸树脂为环氧改性热塑性丙烯酸树脂。
从改善成膜速率、成膜强度的角度考虑，在一些优选的实施方式中，所述环氧改性热塑性丙烯酸树脂的酸价为40～60KOH/(mg/g)；进一步优选的，所述环氧改性热塑性丙烯酸树脂的酸价为50～60KOH/(mg/g)。
本申请中的酸价是指中和1g树脂样品所需的氢氧化钾(KOH)的毫克数，其测定方法可为本领域技术人员熟知的任何一种，例如滴定法。
本申请中的环氧改性热塑性丙烯酸树脂可为市售，例如深圳市立骅鑫贸易有限公司生产的丙烯酸树脂产品LEADFOLA AK-470A。
在一些优选的实施方式中，所述硝化棉、醛酮树脂、热塑性丙烯酸树脂的重量比为(3～5)：(0.5～1.5)：1。
发明人发现，当硝化棉、醛酮树脂、热塑性丙烯酸树脂以特定比例配合使用时所得到的涂膜固化速度快，耐水性优异，附着力强，且不易开裂，其原因在于，特定树脂在特定比例下的结合可以调控材料中的活性基团含量与分布，活性基团不仅在固化过程中产生相互作用形成膜层，还可提高材料与基材的结合力，此外还能与染料中的金属离子作用，改善染料附着力。若活性基团含量与分布超出优选范围，有可能出现材料亲水性增强，导致耐水性变差，或者成膜硬脆易开裂，或者染料附着力差。
在一些优选的实施方式中，所述流平剂选自有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂、聚氨酯流平剂中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述流平剂为有机硅流平剂。本申请中的有机硅流平剂可为市售，例如德国毕克化学生产的BYK系列产品。
在一些优选的实施方式中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、丁二酸二异丁酯、柠檬酸三乙酯中的一种或多种的混合；进一步优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯。
在一些优选的实施方式中，所述溶剂选自酮类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂中的一种或多种的混合。
作为酮类溶剂，可举例丙酮、丁酮、甲基异丁酮(MIBK)、二异丁基酮(DIBK)、环己酮、异佛二酮中的一种或多种的混合。
作为酯类溶剂，可举例乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一种或多种的混合。
作为醇类溶剂，可举例甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇中的一种或多种的混合。
作为醚类溶剂，可举例乙醚、四氢呋喃、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、甲缩醛中的一种或多种的混合。
从平衡原料溶解度、材料稳定性、成膜速率、成膜均匀度角度考虑，在一些优选的实施方式中，所述溶剂为乙二醇单丁醚、丁醇、乙酸丁酯、甲缩醛、乙酸乙酯的混合，重量比为(1～2)：(2～2.5)：1：(2～2.5)：(2～2.5)。
本发明的第二方面提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
实施例
以下通过实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。本申请中所用原料，如无特殊说明，均为市售。
实施例1
实施例1提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括硝化棉(四川北方硝化棉股份有限公司，规格H1/16，含氮量11.5～12.2wt％)10份、醛酮树脂(赢创德固赛，TEGO VariPlus CA，羟值为110mgKOH/g)3份、有机硅流平剂(毕克化学，BYK-333)0.3份、邻苯二甲酸二乙酯(CAS号：84-66-2)0.7份、乙二醇单丁醚(CAS号：111-76-2)15份、丁醇(CAS号：71-36-3)20份、乙酸丁酯(CAS号：123-86-4)9份、甲缩醛(CAS号：109-87-5)20份、乙酸乙酯(CAS号：141-78-6)20份。
本例还提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
实施例2
实施例2提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括硝化棉(四川北方硝化棉股份有限公司，规格H1/16，含氮量11.5～12.2wt％)10份、醛酮树脂(赢创德固赛，TEGO VariPlus CA，羟值为110mgKOH/g)3份、环氧改性热塑性丙烯酸树脂(深圳市立骅鑫贸易有限公司，LEADFOLA AK-470A，酸价为50～60KOH/(mg/g))1份、有机硅流平剂(毕克化学，BYK-333)0.3份、邻苯二甲酸二乙酯(CAS号：84-66-2)0.7份、乙二醇单丁醚(CAS号：111-76-2)15份、丁醇(CAS号：71-36-3)20份、乙酸丁酯(CAS号：123-86-4)9份、甲缩醛(CAS号：109-87-5)20份、乙酸乙酯(CAS号：141-78-6)20份。
本例还提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
实施例3
实施例3提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括硝化棉(四川北方硝化棉股份有限公司，规格H1/16，含氮量11.5～12.2wt％)10份、醛酮树脂(赢创德固赛，TEGO VariPlus CA，羟值为110mgKOH/g)3份、环氧改性热塑性丙烯酸树脂(深圳市立骅鑫贸易有限公司，LEADFOLA AK-470A，酸价为50～60KOH/(mg/g))2份、有机硅流平剂(毕克化学，BYK-333)0.3份、邻苯二甲酸二乙酯(CAS号：84-66-2)0.7份、乙二醇单丁醚(CAS号：111-76-2)15份、丁醇(CAS号：71-36-3)20份、乙酸丁酯(CAS号：123-86-4)9份、甲缩醛(CAS号：109-87-5)20份、乙酸乙酯(CAS号：141-78-6)20份。
本例还提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
实施例4
实施例4提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括硝化棉(四川北方硝化棉股份有限公司，规格H1/16，含氮量11.5～12.2wt％)10份、醛酮树脂(赢创德固赛，TEGO VariPlus CA，羟值为110mgKOH/g)3份、环氧改性热塑性丙烯酸树脂(深圳市立骅鑫贸易有限公司，LEADFOLA AK-470A，酸价为50～60KOH/(mg/g))3份、有机硅流平剂(毕克化学，BYK-333)0.3份、邻苯二甲酸二乙酯(CAS号：84-66-2)0.7份、乙二醇单丁醚(CAS号：111-76-2)15份、丁醇(CAS号：71-36-3)20份、乙酸丁酯(CAS号：123-86-4)9份、甲缩醛(CAS号：109-87-5)20份、乙酸乙酯(CAS号：141-78-6)20份。
本例还提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
实施例5
实施例5提供了一种丙烯酸树脂材料，按重量份计，其制备原料包括硝化棉(四川北方硝化棉股份有限公司，规格H1/16，含氮量11.5～12.2wt％)10份、醛酮树脂(赢创德固赛，TEGO VariPlus CA，羟值为110mgKOH/g)3份、环氧改性热塑性丙烯酸树脂(深圳市立骅鑫贸易有限公司，LEADFOLA AK-470A，酸价为50～60KOH/(mg/g))4份、有机硅流平剂(毕克化学，BYK-333)0.3份、邻苯二甲酸二乙酯(CAS号：84-66-2)0.7份、乙二醇单丁醚(CAS号：111-76-2)15份、丁醇(CAS号：71-36-3)20份、乙酸丁酯(CAS号：123-86-4)9份、甲缩醛(CAS号：109-87-5)20份、乙酸乙酯(CAS号：141-78-6)20份。
本例还提供了一种如上所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
性能评价
1.附着力测试：将实施例1～5中得到的丙烯酸酯材料与绿色金属络合染料(巴斯夫，透明率975)混合，其中绿色金属络合染料的添加量为丙烯酸酯材料的3wt％，将混合后的材料喷涂在镀铝膜表面，60℃烘烤20min，室温下放置冷却30min后进行测试，测试方法为划格试验，参照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，记录试验后的分级结果，0级或1级为合格，2～5级为不合格，结果见表1。
表1
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
分级 4 2 0 0 2
2.耐水性测试：将实施例1～5中得到的丙烯酸酯材料与绿色金属络合染料(巴斯夫，透明率975)混合，其中绿色金属络合染料的添加量为丙烯酸酯材料的3wt％，将混合后的材料喷涂在镀铝膜表面，60℃烘烤20min，室温下放置冷却30min，置于自来水中浸泡3天后进行测试，测试方法为划格试验，参照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，记录试验后的分级结果，0级或1级为合格，2～5级为不合格，结果见表2。
表2
实施例 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
分级 5 3 0 0 2
3.染料附着力改善测试：将实施例1和实施例3中得到的丙烯酸酯材料与绿色金属络合染料(巴斯夫，透明率975)混合，其中绿色金属络合染料的添加量为丙烯酸酯材料的1wt％、3wt％、5wt％、8wt％，将混合后的材料喷涂在镀铝膜表面，60℃烘烤20min，室温下放置冷却30min后进行测试，测试方法为划格试验，参照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》，记录试验后的分级结果，0级或1级为合格，2～5级为不合格，结果见表3。
表3
添加量 1wt％ 3wt％ 5wt％ 8wt％
实施例1 2 4 5 5
实施例3 0 0 0 1
通过实施例1～5的对比可以得知，本发明提供的一种丙烯酸树脂材料能够显著改善绿色金属络合染料添加后在镀铝膜层上的附着力及耐水性，使镀铝膜表面呈现均匀的绿色，且不会掉漆。
最后指出，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种丙烯酸树脂材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：硝化棉5～15份、醛酮树脂1～5份、热塑性丙烯酸树脂1～5份、流平剂0.1～0.5份、增塑剂0.5～1份、溶剂80～90份。
2.如权利要求1所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述热塑性丙烯酸树脂为环氧改性热塑性丙烯酸树脂。
3.如权利要求1所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述硝化棉的含氮量为10.5～12.5wt％。
4.如权利要求1所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述醛酮树脂的羟值为5～120mgKOH/g。
5.如权利要求1所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述流平剂选自有机硅流平剂、丙烯酸酯流平剂、聚氨酯流平剂中的一种或多种的混合。
6.如权利要求1所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、丁二酸二异丁酯、柠檬酸三乙酯中的一种或多种的混合。
7.如权利要求1～6任一项所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述溶剂选自酮类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂中的一种或多种的混合。
8.如权利要求7所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述酯类溶剂选自乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯中的一种或多种的混合。
9.如权利要求7所述的丙烯酸树脂材料，其特征在于，所述醇类溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇中的一种或多种的混合。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的丙烯酸树脂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将制备原料物理混合后过滤，即得。
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