CN112341918A - 一种耐增塑剂迁移pvc薄膜水性背涂剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，由如下质量配比的原料组成：环氧改性水性聚氨酯分散体40～50份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.6～2.5份、低分子醇17～25份、气相二氧化硅4～7份、硅烷偶联剂1～4份、聚碳化二亚胺水性交联剂2.5～5份、去离子水4.5～34.4份；本发明产品是一款无溶剂、无污染、无气味的环保型背涂剂，并且与PVC薄膜有很好的附着力，不仅能够有效的阻止PVC薄膜增塑剂的表面迁移，而且对已迁出表面的增塑剂具备一定的吸收能力，从而不影响背涂剂与PVC薄膜的粘结强度，保证了在长时间储存及高温条件下PVC薄膜与板材的粘结不脱离。

Description

一种耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC薄膜水性背涂剂及其制备方法，具体涉及一种与PVC薄膜有较高的粘结强度同时对PVC薄膜中的增塑剂迁移阻止有较好效果的水性背涂剂及其制备方法，所述背涂剂主要应用于PVC薄膜与表面喷涂真空吸塑胶密度板之间的吸塑贴合。
背景技术
PVC薄膜中含有增塑剂，在老化或是受热的情况下，增塑剂容易向表面迁移影响粘结强度，所以会导致PVC薄膜的局部起泡，更严重的导致PVC薄膜与板材分离。吸塑用PVC薄膜大部分有背涂剂，也正是由于这一层背涂剂的使用，才很好的解决了PVC薄膜的局部起泡或是与板材的分离问题。
但是，目前市面上在用的背涂剂仍然还是以溶剂型为主，由于其含有大量的有机溶剂，对身体和环境都会造成一定的影响。其次，水性背涂剂由于价格比较贵，同时耐增塑剂迁移的持久性较差，水性背涂剂没有得到广泛的推广使用。
发明内容
本发明提供的一种耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂及其制备方法，有效的解决了溶剂型背涂剂造成的不良后果，同时克服了水性背涂剂价格较高和耐增塑剂迁移持久性较差等问题。
本发明采用环氧改性聚氨酯树脂分散体为基本树脂以及功能性助剂和填料制备出PVC薄膜水性背涂剂，其不仅与PVC薄膜有很好的附着力，能够有效的阻止PVC薄膜增塑剂的表面迁移，同时对已迁出表面的增塑剂具备一定的吸收能力，从而不影响背涂剂与PVC薄膜的粘结强度，因此保证了在长时间储存及高温条件下PVC薄膜与板材的粘结不脱离。
本发明的技术方案如下：
一种耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，由如下质量配比的原料组成：
环氧改性水性聚氨酯分散体40～50份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.6～2.5份、低分子醇17～25份、气相二氧化硅4～7份、硅烷偶联剂1～4份、聚碳化二亚胺水性交联剂2.5～5份、去离子水4.5～34.4份。
进一步：
所述润湿分散剂为改性聚硅氧烷或聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂、低级醇类消泡剂中的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述低分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述气相二氧化硅为经过二甲基二氯硅烷改性的疏水型气相二氧化硅；
所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上任意比例的混合物；
所述聚碳化二亚胺水性交联剂可以与聚氨酯分散体在pH为7～8情况下共存6个月以上。
本发明中，所述环氧改性水性聚氨酯分散体按如下方法制得(以下份数为质量份)：
将10.4份分子量为2000的聚丙二醇和20.8份分子量为2000的聚己二酸丁二醇酯二醇混合，于120℃下真空脱水1h，然后降温至60℃，加入15.8份甲苯二异氰酸酯和0.1份催化剂二月桂酸二丁基锡，于80℃下反应2h，得到初聚物；接着加入4.7份二羟甲基丙酸、10份环氧树脂丙酮溶液和12份丙酮，继续于80℃下反应3h后，降温至50℃，加入3.5份三乙胺和15份丙酮中和成盐，得到预聚物；随后在1500rpm搅拌下，加入99.5份异佛尔酮二胺水溶液，分散乳化30分钟，最后抽出丙酮制得pH在7～8的环氧改性水性聚氨酯分散体；
所述环氧树脂丙酮溶液由3份E-44环氧树脂溶解在7份丙酮中制得；
所述异佛尔酮二胺水溶液由2份异佛尔酮二胺溶解在97.5份去离子水中制得。
本发明所述PVC薄膜水性背涂剂的制备方法为：
按照配方，将环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入润湿分散剂，搅拌10分钟后，依次加入低分子醇、去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min，加入气相二氧化硅，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将消泡剂、硅烷偶联剂、聚碳化二亚胺水性交联剂加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
本发明所述PVC薄膜水性背涂剂的应用方法为：
利用辊涂方式在膜厚≥0.25mm的PVC薄膜背面涂布水性背涂剂，上胶辊目数在80～100目，经50～60℃烘道20～30S后，收卷备用；通过真空吸塑机与表面喷涂有吸塑胶的密度板吸塑贴合，吸塑工艺为：在130～140℃下，先预热1分钟，然后抽真空30S后热压3分钟结束，制得PVC密度板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中的水性背涂剂是一款无溶剂、无污染、无气味的环保型背涂剂，有效的解决了溶剂型背涂剂对环境以及生产人员造成的不良影响。
2、本发明水性背涂剂与PVC薄膜有很好的附着力，不仅能够有效的阻止PVC薄膜增塑剂的表面迁移，而且对已迁出表面的增塑剂具备一定的吸收能力，从而不影响背涂剂与PVC薄膜的粘结强度，因此保证了在长时间储存及高温条件下PVC薄膜与板材的粘结不脱离。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
以下实施例用到的环氧改性水性聚氨酯，按如下方法制得：
在装有电动搅拌器、回流冷凝管、水银温度计的四口烧瓶中，加入10.4g分子量为2000的聚丙二醇(国药集团化学试剂有限公司)和20.8g分子量为2000的聚己二酸丁二醇酯二醇(浙江华峰新材料有限公司)，于120℃下真空脱水1h，后降温至60℃加入15.8g甲苯二异氰酸酯(国药集团化学试剂有限公司)和0.1g催化剂二月桂酸二丁基锡(国药集团化学试剂有限公司)，于80℃下反应2h后得到初聚物。然后加入4.7g二羟甲基丙酸(国药集团化学试剂有限公司)、10g E-44环氧树脂丙酮溶液(预先将3g E-44环氧树脂溶解在7g的丙酮溶剂中)和12g丙酮，继续反应3h后降温至50℃加入3.5g三乙胺(国药集团化学试剂有限公司)和15g丙酮中和成盐。将中和后所得的预聚物在1500rpm高速搅拌下加入99.5g异佛尔酮二胺(国药集团化学试剂有限公司)水溶液(预先将2g异佛尔酮二胺溶解在97.5g的去离子水中)分散乳化30分钟，最后抽出丙酮制得粒径为80nm，固含为35％，环氧改性水性聚氨酯分散体。
以下实施例中，润湿分散剂BYK-192购自毕克化学上海有限公司；气相二氧化硅SD-430P购自北京中至创赢化工有限公司；消泡剂Tego-805购自南京汉宝工业原料有限公司、消泡剂Tego-822购自南京汉宝工业原料有限公司；硅烷偶联剂KH-560购自杭州杰西卡化工有限公司；聚碳化二亚胺水性交联剂ZK-600购自深圳中科新材料有限公司。
实施例1
将40g环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入1g润湿分散剂BYK-192，搅拌10分钟后，依次加入17g乙醇、20g去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min下加入4g气相二氧化硅SD-430P，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将0.6g消泡剂Tego-805、1g硅烷偶联剂KH-560、2.5g聚碳化二亚胺水性交联剂ZK-600加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
实施例2
将40g环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入1.2g润湿分散剂BYK-192，搅拌10分钟后，依次加入17g乙醇、20g去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min下加入5g气相二氧化硅SD-430P，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将0.6g消泡剂Tego-805、1g硅烷偶联剂KH-560、2.5g聚碳化二亚胺水性交联剂ZK-600加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
实施例3
将40g环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入1.2g润湿分散剂BYK-192，搅拌10分钟后，依次加入17g乙醇、20g去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min下加入5g气相二氧化硅SD-430P，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将0.8g消泡剂Tego-822、1.2g硅烷偶联剂KH-560、2.5g聚碳化二亚胺水性交联剂ZK-600加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
实施例4
将40g环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入1g润湿分散剂BYK-192，搅拌10分钟后，依次加入17g乙醇、20g去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min下加入4g气相二氧化硅SD-430P，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将0.8g消泡剂Tego-805、1g硅烷偶联剂KH-560、3g聚碳化二亚胺水性交联剂ZK-600加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
性能验证测试：
1、将水性背涂剂通过辊涂方式均匀涂布在PVC薄膜上，干燥后分别将其放置于常温和60℃烘箱中6天后，测定水性背涂剂在PVC薄膜上的附着力；
2、将已经涂布背涂剂的PVC薄膜与密度板真空吸塑贴合后的样板分别放置于常温和60℃烘箱中6天后，测定PVC薄膜与密度板的剥离强度(按照GB/T2790-1995测试)。
实施例1-4水性背涂剂性能指标
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 市售产品
附着力(RT) 0级 0级 0级 0级 0级
附着力(60℃) 0级 0级 0级 0级 3级
剥离强度(RT) 32N/cm 34N/cm 34N/cm 35N/cm 25N/cm
剥离强度(60℃) 28N/cm 32N/cm 33N/cm 34N/cm 15N/cm
由上表可以看出，本发明实施例1-4中的水性背涂剂经60℃温度处理后，无论在PVC薄膜上的附着力还是与板材贴合后的剥离强度几乎是没有衰减的，表明实施例1-4中的水性背涂剂对于PVC薄膜中的增塑剂迁移起到了阻隔作用。同时，可以看出本发明实施例1-4中的水性背涂剂在阻隔增塑剂迁移方面明显优于目前市售产品。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，由如下质量配比的原料组成：
环氧改性水性聚氨酯分散体40～50份、润湿分散剂0.5～2份、消泡剂0.6～2.5份、低分子醇17～25份、气相二氧化硅4～7份、硅烷偶联剂1～4份、聚碳化二亚胺水性交联剂2.5～5份、去离子水4.5～34.4份。
2.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述润湿分散剂为改性聚硅氧烷或聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或两种以上任意比例的混合物。
3.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂、低级醇类消泡剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。
4.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述低分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。
5.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述气相二氧化硅为经过二甲基二氯硅烷改性的疏水型气相二氧化硅。
6.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-[(2,3)-环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上任意比例的混合物。
7.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂，其特征在于，所述环氧改性水性聚氨酯分散体按如下方法制得：
将10.4份分子量为2000的聚丙二醇和20.8份分子量为2000的聚己二酸丁二醇酯二醇混合，于120℃下真空脱水1h，然后降温至60℃，加入15.8份甲苯二异氰酸酯和0.1份催化剂二月桂酸二丁基锡，于80℃下反应2h，得到初聚物；接着加入4.7份二羟甲基丙酸、10份环氧树脂丙酮溶液和12份丙酮，继续于80℃下反应3h后，降温至50℃，加入3.5份三乙胺和15份丙酮中和成盐，得到预聚物；随后在1500rpm搅拌下，加入99.5份异佛尔酮二胺水溶液，分散乳化30分钟，最后抽出丙酮制得pH在7～8的环氧改性水性聚氨酯分散体；
所述环氧树脂丙酮溶液由3份E-44环氧树脂溶解在7份丙酮中制得；
所述异佛尔酮二胺水溶液由2份异佛尔酮二胺溶解在97.5份去离子水中制得。
8.如权利要求1所述的耐增塑剂迁移PVC薄膜水性背涂剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
按照配方，将环氧改性水性聚氨酯分散体加入到搅拌罐中，在转速400～500r/min下加入润湿分散剂，搅拌10分钟后，依次加入低分子醇、去离子水继续搅拌10分钟，然后将转速提升至800r/min，加入气相二氧化硅，搅拌40分钟后将转速调低至400r/min，依次将消泡剂、硅烷偶联剂、聚碳化二亚胺水性交联剂加入到搅拌罐内，继续搅拌30分钟出料，得到PVC薄膜水性背涂剂。
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