CN112680979A - 一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料及其制备方法和应用。所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：丙烯酸酯聚合物30～40％、硝化纤维素10～15％、交联剂10～20％、封闭型异氰酸酯固化剂10～20％、固化催化剂2～8％和流平剂0.3～1％。所述制备方法包括如下步骤：将聚丙烯酸酯聚合物、硝化纤维素、交联剂、封闭型异氰酸酯固化剂、固化催化剂、流平剂和溶剂混合，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。本发明提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有较好的透明性、耐水洗和耐磨性以及优异的储存稳定性，且制备方法简单，工艺条件温和，适于规模化生产，可用于制备布料烫金膜。

Description

一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于电化铝涂层材料技术领域，具体涉及一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，包装材料的美观性和服装的个性化越来越受到消费者的重视，而布料烫金膜(电化铝)是众多烫金膜中的一种，用于面料、织物上的烫金，经烫金后的产品具有亮丽的金属光泽。布料烫金以其富丽堂皇、光彩夺目的视觉效果，受到了越来越多人的青睐，现已广泛应用于服装、纸张、塑胶、玻璃、电子电器、玩具、礼品及工艺品等各种行业。

现有技术制备得到的烫金膜包括依次叠加的基膜层、脱离层、颜色层、镀铝层和胶水层，其中，制备颜色层的涂料对于有烫金图案布料的耐水洗和耐摩擦性能非常重要，而现有的布料烫金涂层材料可分为单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料和双组份耐水洗烫布电化铝涂层材料，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有结构简单的优点，但是耐水洗和耐摩擦性能较差；双组分耐水洗烫布电化铝涂层材料制备得到的烫金膜的耐水洗耐摩擦性能较好，但是该体系中的固化剂交联活性较高，不可长时间储存。

例如CN110358447A公开了单组分烫金涂料及其制备方法与应用，所述单组分烫金涂料包括以下重量份数的原料：水性固体丙烯酸树脂5～25份、松香树脂5～25份、氨基树脂1～10份、硝酸纤维素1～5份、助剂0.1～1份、有机溶剂60～80份，所述制备方法为：将称量好的有机溶剂分为两份，一份加入水性固体丙烯酸树脂升温至52～58℃，保温搅拌1～2h，得到丙烯酸树脂溶液；在另一份有机溶剂中搅拌加入松香树脂和硝酸纤维素搅拌，再加入氨基树脂继续搅拌混合，随后加入丙烯酸树脂溶液搅拌混匀，再加入助剂搅拌混匀，得到单组分烫金涂料。经该技术方案制备得到的烫金涂料虽然具有体系结构简单优点，但是经该技术方案提供的烫金涂料制备得到的烫金膜的交联密度较小，耐水洗和耐摩擦性能较差。

CN107090209A公开了一种电化铝用水性胶黏剂及其制备方法和使用方法。所述胶黏剂按重量份数计包括如下组分：38-45份水性树脂、0.5-5份交联剂、30-45份水、15-25份助溶剂和0.5-2.5份消泡剂，所述胶黏剂是通过将配方量的水性树脂和水混合后，依次加入助溶剂、交联剂和消泡剂，混合至无起泡产生后得到，所述使用方法为：将所述水性胶黏剂涂布到为涂胶的电化铝膜镀铝层表面，在130-150℃下固化，得到涂布由水性胶黏剂的电化铝。该技术方案制备得到的电化铝用水性胶黏剂虽然具有较好的粘结力，但是其耐水性和耐摩擦性能较差。

CN103725131A公开了一种烫金涂料及其制备工艺。所述烫金涂料包括：丙烯酸树脂、有机颜料、金属络合染料、丁酮、甲基异丁酮、分散剂。所述制备工艺包括如下步骤：步骤一，将有机颜料分散于丙烯酸树脂中得到颜料分散物；步骤二，将丁酮和甲基异丁酮混合均匀；步骤三，在慢速搅拌下往容器中的混合溶剂缓慢加入颜料分散物，边加入边提高搅拌速度，得到第一色浆；步骤四，将金属络合染料加入到混合溶剂中得到第二色浆；步骤五，将第一色浆和第二色浆混合，搅拌均匀，得到第三色浆；步骤六，将第三色浆和分散剂加入到丙烯酸树脂，搅拌均匀，得到烫金涂料。该技术方案所述的烫金涂料的制备工艺步骤较多，不适于规模化生产。

因此，如何提供一种具有良好的耐水性和耐摩擦性，且制备方法简单，适于长时间储存的电化铝涂层材料，已成为目前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料及其制备方法和应用。本发明采用封闭型异氰酸酯固化剂制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有较好的透明性、耐水洗和耐磨性以及优异的储存稳定性，且制备方法简单，工艺条件温和，适于规模化生产。同时，本发明通过封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的配合使用，可使封闭型异氰酸酯固化剂在较低温度和较短时间内解封，然后可与丙烯酸酯聚合物及交联剂进行反应得到具有三维交联网状结构的涂层，从而提高带有烫金图案布料的耐水洗和耐磨性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，包括如下质量百分含量的组分：丙烯酸酯聚合物30～40％、硝化纤维素10～15％、交联剂10～20％、封闭型异氰酸酯固化剂10～20％、固化催化剂2～8％和流平剂0.3～1％。

本发明中，采用封闭型异氰酸酯固化剂制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有较好耐水洗和耐磨性以及优异的储存稳定性，且本发明提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料在使用过程中，具有较好的装饰性和较好的光泽度，与布料烫金膜的电镀层具有较好的结合效果。同时本发明通过封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的配合使用，在100～120℃的条件下，封闭型异氰酸酯固化剂在10s内即可解除封闭，之后可与丙烯酸酯聚合物及交联剂进行反应得到具有三维交联网状结构的颜色层，从而进一步提高带有烫金图案布料的耐水性和耐磨性。

本发明中，所述丙烯酸酯聚合物的质量百分含量可以是30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％等。

所述硝化纤维素的质量百分含量可以是10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％或15％等。

所述交联剂的质量百分含量可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等。

所述封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等。

所述固化催化剂的质量百分含量可以是2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等。

所述流平剂的质量百分含量可以是0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、0.95％或1％等。

以下作为本发明的优选技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的目的和有益效果。

作为本发明的优选技术方案，所述丙烯酸酯聚合物的单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸环己酯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述丙烯酸酯聚合物的数均分子量为20000～30000，例如可以是20000、21000、22000、23000、24000、25000、26000、27000、28000、29000或30000等。

优选地，所述丙烯酸酯聚合物的粘度为1500～2000mPa·s，例如可以是1500mPa·s、1600mPa·s、1700mPa·s、1800mPa·s、1900mPa·s或2000mPa·s等。

作为本发明的优选技术方案，所述硝化纤维素为纤维素硝酸酯溶液。

优选地，所述纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为30～36％，例如可以是30％、31％、32％、33％、34％、35％或36％等。

优选地，所述交联剂为氨基树脂。

本发明中，氨基树脂与丙烯酸酯聚合物具有较好的配伍性，且在加热后，可以与解封的封闭型异氰酸酯固化剂发生交联反应，得到具有三维网状结构的涂层，使带有烫金图案的布料具有较好的耐水性和耐磨性。

优选地，所述氨基树脂选自脲醛树脂和/或三聚氰胺-甲醛树脂。

优选地，所述交联剂的数均分子量为400～800，例如可以是400、450、500、550、600、650、700、750或800等。

作为本发明的优选技术方案，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分包括：多元醇、甲苯二异氰酸酯和终止剂。

优选地，所述多元醇选自三羟甲基丙烷和/或乙二醇。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中多元醇的质量百分含量为5％～10％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％或10％等。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中甲苯二异氰酸酯的质量百分含量为60～70％，例如可以是60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％等。

优选地，所述终止剂选自二羟甲基丙酸、冰醋酸或硫酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中终止剂的质量百分含量为0.3～0.6％，例如可以是0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.55％或0.6％等。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的数均分子量为300～600，例如可以是300、350、400、450、500、550或600等。

作为本发明的优选技术方案，所述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)多元醇和甲苯二异氰酸酯反应，得到预聚物；

(2)将步骤(1)得到的预聚物与终止剂反应，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

优选地，步骤(1)所述反应在催化剂存在下进行。

优选地，所述催化剂选自2-甲基咪唑、三乙胺或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中催化剂的质量百分含量为0.03～0.05％，例如可以是0.03％、0.032％、0.034％、0.036％、0.038％、0.04％、0.042％、0.044％、0.046％、0.048％或0.05％等。

优选地，步骤(1)所述反应在溶剂存在下进行。

优选地，所述溶剂选自丁酮、乙酸乙酯或乙酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中溶剂的质量百分含量为20～30％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等。

优选地，步骤(1)所述反应的温度为50～60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等。

优选地，步骤(1)所述反应的时间为3～4h，例如可以是3h、3.1h、3.2h、3.3h、3.4h、3.5h、3.6h、3.7h、3.8h、3.9h或4h等。

优选地，步骤(2)所述反应的温度为20～30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等。

优选地，步骤(2)所述反应的时间为1～2h，例如可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等。

优选地，步骤(1)所述反应前还包括预处理的步骤。

优选地，所述预处理的方法包括：将所述甲苯二异氰酸酯、多元醇、催化剂和溶剂混合。

优选地，所述混合的温度为20～25℃，例如可以是21℃、22℃、23℃、24℃或25℃等。

优选地，所述混合的时间为0.5～1h，例如可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h等。

作为本发明的优选技术方案，所述固化催化剂选自环氧基硅烷偶联剂和/或有机锡。

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比为(4～6):1，例如可以是4:1、4.2:1、4.4:1、4.6:1、4.8:1、5:1、5.2:1、5.4:1、5.6:1、5.8:1或6:1等。

本发明中，在单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的使用过程中，固化催化剂可以提高封闭型异氰酸酯固化剂的解封速度，从而提高单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的固化速度和交联度，并降低封闭型异氰酸酯固化剂的解封温度，降低了生产能耗。同时，本发明进一步通过控制封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比为(4～6):1，使制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料既具有较好的耐水洗和耐磨性，又具有较好的储存稳定性。若封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比较大，虽然制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有较好的储存稳定性，但是在使用过程中，封闭型异氰酸酯固化剂的解封速度较慢，所需解封的时间较长，温度较高，制备烫金膜时能耗较大；若封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比较小，则单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的储存稳定性较差，制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料储存时间较短。

优选地，所述流平剂选自丁基纤维素和/或聚醚改性硅油。

作为本发明的优选技术方案，用于所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的溶剂选自丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯或环己酮中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的粘度为200～500mPa·s，例如可以是200mPa·s、220mPa·s、250mPa·s、280mPa·s、300mPa·s、330mPa·s、360mPa·s、400mPa·s、420mPa·s、460mPa·s或500mPa·s等。

优选地，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的固含量为25～35％，例如可以是25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％等。

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法，包括如下步骤：

将丙烯酸酯聚合物、硝化纤维素、交联剂、封闭型异氰酸酯固化剂、固化催化剂、流平剂和溶剂混合，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

作为本发明的优选技术方案，所述混合的温度为20～30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等。

优选地，所述混合的时间为1～2h，例如可以是1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h等。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的应用，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料用于制备布料烫金膜。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明采用封闭型异氰酸酯固化剂制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料澄清、无分层现象，具有较好的透明性，且放置24h后不会产生凝胶，具有优异的储存稳定性；同时，由本发明提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料制备得到的带有烫金图案的布料具有较好的耐水性和耐磨性，在50℃的条件下洗涤40次，图案保持完整，经手干搓40次后图案仍可保持完整。

(2)本发明通过封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的配合使用，并进一步控制封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的质量比在(4～6):1的特定范围内，可使封闭型异氰酸酯固化剂在100～120℃的条件下，10s内即可解除封闭，然后与丙烯酸酯聚合物及交联剂进行反应得到具有三维交联网状结构的涂层，从而提高带有烫图案的布料的耐水洗和耐磨性，且制备方法简单，工艺条件温和，适于规模化生产。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例及对比例中部分组分来源如下所示：

纤维素硝酸酯溶液：衡水北新化工有限公司，1/4硝化纤维素；

脲醛树脂：郑州博利安贸易有限公司；

三聚氰胺-甲醛树脂：佛山市翁开尔贸易有限公司，9411-75；

有机锡：济南铭宇化工有限公司；

环氧基硅烷偶联剂：广州市欧颖化工有限公司，KH-560；

丁基纤维素：毕克化学，BYK333；

聚醚改性硅油：上海楚艺佳有机硅材料有限公司，SH-204；

异氰酸酯固化剂：武汉仕全兴新材料科技有限公司，L-8050。

本发明的实施例或对比例中，所述丙烯酸酯聚合物包括如下质量百分含量的原料组分：丙烯酸单体39％、溶剂60％和引发剂1％；所述丙烯酸单体包括甲基丙烯酸甲酯15％、丙烯酸正丁酯3％、甲基丙烯酸正丁酯2％、甲基丙烯酸异冰片酯4％、甲基丙烯酸3％、甲基丙烯酸羟乙酯10％、甲基丙烯酸环己酯2％，所述溶剂包括丁酮25％和乙酸乙酯35％，所述引发剂为偶氮二异丁腈1％。

上述丙烯酸酯聚合物的制备方法如下：

将丙烯酸单体、引发剂和溶剂混合，在80℃下反应6h，得到所述丙烯酸酯聚合物。

实施例1

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为30％，粘度为350mPa·s)及其制备方法，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：

其中，所述纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为35％；所述封闭型异氰酸酯固化剂中包括如下质量百分含量的原料组分：二羟甲基丙酸0.45％、三羟甲基丙烷7.5％、甲苯二异氰酸酯65％、2-甲基咪唑0.05％和丁酮27％。

上述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法如下：

(1)在25℃的条件下，将丁酮、甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷和2-甲基咪唑混合1h后，升温至60℃，反应3.5h，得到预聚物；

(2)在30℃的条件下，步骤(1)得到的预聚物和二羟甲基丙酸反应1h，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

上述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法如下：

在25℃的条件下，将丙烯酸酯聚合物、纤维素硝酸酯溶液、脲醛树脂、封闭型异氰酸酯固化剂、环氧基硅烷偶联剂、丁基纤维素和乙酸乙酯混合2h，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

实施例2

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为25％，粘度为250mPa·s)及其制备方法，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：

其中，所述纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为30％；所述封闭型异氰酸酯固化剂中包括如下质量百分含量的原料组分：二羟甲基丙酸0.35％、三羟甲基丙烷5％、甲苯二异氰酸酯65％、2-甲基咪唑0.03％和丁酮29.62％。

上述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法如下：

(1)在20℃的条件下，将丁酮、甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷和2-甲基咪唑混合0.5h后，升温至58℃，反应3h，得到预聚物；

(2)在20℃的条件下，步骤(1)得到的预聚物和二羟甲基丙酸反应2h，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

上述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法如下：

在28℃的条件下，将丙烯酸酯聚合物、纤维素硝酸酯溶液、三聚氰胺-甲醛树脂、封闭型异氰酸酯固化剂、有机锡、丁基纤维素和丁酮混合1h，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

实施例3

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为35％，粘度为450mPa·s)及其制备方法，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：

其中，纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为36％；所述封闭型异氰酸酯固化剂中包括如下质量百分含量的原料组分：冰醋酸0.6％、乙二醇10％、甲苯二异氰酸酯69.36％、三乙胺0.04％和乙酸甲酯20％。

上述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法如下：

(1)在25℃的条件下，将乙酸甲酯、甲苯二异氰酸酯、乙二醇和三乙胺混合1h后，升温至60℃，反应4h，得到预聚物；

(2)在25℃的条件下，步骤(1)得到的预聚物和冰醋酸反应1h，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

上述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法如下：

在30℃的条件下，将丙烯酸酯聚合物、纤维素硝酸酯溶液、脲醛树脂、封闭型异氰酸酯固化剂、环氧基硅烷偶联剂、丁基纤维素和乙酸甲酯混合2h，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

实施例4

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为28％，粘度为320mPa·s)及其制备方法，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：

其中，纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为30％；所述封闭型异氰酸酯固化剂中包括如下质量百分含量的原料组分：硫酸二甲酯0.3％、三羟甲基丙烷9.65％、甲苯二异氰酸酯60％、三乙醇胺0.05％和乙酸乙酯30％。

上述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法如下：

(1)在23℃的条件下，将乙酸乙酯、甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷和三乙醇胺混合0.8h后，升温至50℃，反应3.5h，得到预聚物；

(2)在30℃的条件下，步骤(1)得到的预聚物和硫酸二甲酯反应1.2h，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

上述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法如下：

在20℃的条件下，将丙烯酸酯聚合物、纤维素硝酸酯溶液、脲醛树脂、封闭型异氰酸酯固化剂、环氧基硅烷偶联剂、聚醚改性硅油和乙酸丁酯混合2h，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

实施例5

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：

其中，纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为35％；所述封闭型异氰酸酯固化剂中包括如下质量百分含量的原料组分：三羟甲基丙酸0.55％、三羟甲基丙烷6％、甲苯二异氰酸酯70％、2-甲基咪唑0.03％和乙酸乙酯23.42％。

上述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法如下：

(1)在23℃的条件下，将乙酸乙酯、甲苯二异氰酸酯、三羟甲基丙烷和2-甲基咪唑混合0.5h后，升温至55℃，反应4h，得到预聚物；

(2)在30℃的条件下，步骤(1)得到的预聚物和三羟甲基丙酸反应1h，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂。

上述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法如下：

在28℃的条件下，将丙烯酸酯聚合物、纤维素硝酸酯溶液、三聚氰胺-甲醛树脂、封闭型异氰酸酯固化剂、有机锡、丁基纤维素和环己酮混合1.5h，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

实施例6

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中包括如下质量百分含量的组分：丙烯酸酯聚合物32.73％、纤维素硝酸酯溶液13.2％、脲醛树脂18.8％、封闭型异氰酸酯固化剂20％、环氧基硅烷偶联剂4.7％、丁基纤维素0.57％和乙酸乙酯10％，其他条件与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中，封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量为15.4％，环氧基硅烷偶联剂的质量百分含量为2.6％，其他条件与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为380mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中，封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量为14.4％，环氧基硅烷偶联剂的质量百分含量为3.6％，其他条件与实施例1相同。

实施例9

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为430mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中，封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量为15.75％，环氧基硅烷偶联剂的质量百分含量为2.25％，其他条件与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为350mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中，封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量为13.5％，环氧基硅烷偶联剂的质量百分含量为4.5％，其他条件与实施例1相同。

实施例11

本实施例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，将封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中的甲苯二异氰酸酯替换为六亚甲基二异氰酸酯，其他条件与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，将封闭型异氰酸酯固化剂替换为异氰酸酯固化剂，其他条件与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料(固含量为32％，粘度为400mPa·s)及其制备方法，与实施例1的区别仅在于，单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中不含有环氧基硅烷偶联剂，封闭型异氰酸酯固化剂的质量百分含量为18％，其他条件与实施例1相同。

应用例1-11

应用例1-11提供一种带有烫金图案的布料及其制备方法，制备方法如下：

(1)用涂布辊涂布机将实施例1-11提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料放置24h后，分别涂布到表面经电晕处理的PET膜(购自深圳市赛盛德程科技有限公司)上，在165℃和100m/s的速度下进行干燥，然后在50℃的条件下，熟化48h，得到厚度为1.3μm的涂料层；

(2)将步骤(1)得到的熟化膜层远离PET膜的一面经真空蒸镀铝层，得到厚度为

的电镀层；

(3)在步骤(2)得到的电镀层远离PET膜的一面用涂布辊涂布机涂布一层耐水洗保护胶水(购自上海绘兰材料科技有限公司，HSA761)，在135℃和100m/s的速度下进行干燥，得到厚度为0.4μm的保护层；

(4)将电化铝膜经印有图案的凹版进行背胶涂布，经圆压圆的烫印方式，将图案热转移至布料上，撕除所述经电晕处理的PET膜，得到所述带有烫金图案的布料。

应用对比例1-2

应用对比例1-2提供一种带有烫金图案的布料，其与应用例1的区别仅在于，步骤(1)中所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料为对比例1或对比例2提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其他条件与应用例1相同。

对上述实施例和对比例提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的性能及应用例和应用对比例提供的带有烫金图案的布料进行测试，测试标准如下：

外观：观察产品涂层材料是否分层、是否澄清，若涂层材料没有分层且澄清则视为合格，反之为不合格；

储存稳定性：将涂层材料放置24h后，观察是否有凝胶，若涂层材料没有凝胶则视为合格，反之为不合格；

耐水洗：在50℃的条件下，将带有烫金图案的布料置于耐水洗测试机(温州百恩仪器有限公司，SW-12A型)内，以搅拌10min为一个循环，每进行一次循环后，将布料取出，观察图案的完整性，若图案不完整，即视为不合格，若循环40次及以上，图案仍保持完整，即视为合格；

耐磨性：将带有烫金图案的布料用手干搓，以手搓一次为一个循环，每进行一次循环后，将布料摊开，观察图案的完整性，若图案不完整，即视为不合格，若循环40次及以上，图案仍保持完整，即视为合格。

上述实施例和对比例提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的性能，经测试后结果如下表1所示：

表1

上述应用例和应用对比例提供的带有烫金图案的布料的性能，经测试后的结果图下表2所示：

表2

应用例1

应用例2

应用例3

应用例4

应用例5

应用例6

应用例7

耐水洗

合格

合格

合格

合格

合格

合格

合格

耐磨性

合格

合格

合格

合格

合格

合格

合格

应用例8

应用例9

应用例10

应用例11

应用对比例1

应用对比例2

耐水洗

合格

合格

/

不合格

/

不合格

耐磨性

合格

合格

/

合格

/

不合格

由表1和表2可知，本发明采用封闭型异氰酸酯固化剂，进一步通过封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的配合使用，制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料既具有较好的耐水洗和耐磨性，又具有较好的储存稳定性，且本发明提供的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料在使用过程中，具有较好的装饰性和光泽度，与布料烫金膜的电镀层具有较好的结合效果。

与实施例1相比，若封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比较大(实施例9)，则制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料虽然澄清，没有出现分层现象，具有较好的储存稳定性，制备得到的带有烫金图案的布料的耐水洗和耐磨性较好，但是由于封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比较大，因此，在使用过程中，其解封速度较慢，因此所需解封的时间较长，温度较高，制备烫金膜时能耗较大；若封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比较小(实施例10)，则制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料虽然澄清，没有出现分层现象，但是储存24h后出现凝胶，不符合使用要求。由此可见，封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比不在(4～6):1范围内时，制备得到的单组分耐水洗烫布涂层材料无法兼具较好的外观、储存稳定性、耐水洗和耐磨性。

与实施例1相比，若制备封闭型异氰酸酯固化剂时，将甲苯二异氰酸酯替换为其他二异氰酸酯(实施例11)，则制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料虽然储存稳定性较好，但是出现浑浊、分层的现象，不符合使用要求。

与实施例1相比，若将封闭型异氰酸酯固化剂替换为其他异氰酸酯固化剂(对比例1)，则制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料虽然具有较好的澄清度且无分层现象，但是其储存稳定性较差，不符合使用要求；若单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料中不含有固化催化剂(对比例2)，则制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料虽然具有较好的澄清度且无分层现象，同时具有较好的储存稳定性，但是在使用过程中，在较低的温度下，其解封速度较慢，制备得到的带有烫金图案的布料的耐水洗和耐磨性较差。由此可见，本发明采用封闭型异氰酸酯固化剂，并进一步通过封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的配合使用，制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料既具有较好的储存稳定性，又具有较好的耐水洗和耐磨性。

综上所述，本发明采用封闭型异氰酸酯固化剂制备得到的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料具有较好的透明性、耐水洗和耐磨性以及优异的储存稳定性，且制备方法简单，工艺条件温和，适于规模化生产。同时，本发明通过封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的配合使用，并进一步控制封闭型异氰酸酯固化剂和固化催化剂的质量比在(4～6):1特定的范围内时，可使封闭型异氰酸酯固化剂在较低温度和较短时间内解封，能耗较小。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料包括如下质量百分含量的组分：丙烯酸酯聚合物30～40％、硝化纤维素10～15％、交联剂10～20％、封闭型异氰酸酯固化剂10～20％、固化催化剂2～8％和流平剂0.3～1％。

2.根据权利要求1所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述丙烯酸酯聚合物的单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸环己酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述丙烯酸酯聚合物的数均分子量为20000～30000；

优选地，所述丙烯酸酯聚合物的粘度为1500～2000mPa·s。

3.根据权利要求1或2所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述硝化纤维素为纤维素硝酸酯溶液；

优选地，所述纤维素硝酸酯溶液中纤维素硝酸酯的质量百分含量为30～36％；

优选地，所述交联剂为氨基树脂；

优选地，所述氨基树脂选自脲醛树脂和/或三聚氰胺-甲醛树脂；

优选地，所述交联剂的数均分子量为400～800。

4.根据权利要求1-3任一项所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分包括：多元醇、甲苯二异氰酸酯和终止剂；

优选地，所述多元醇选自三羟甲基丙烷和/或乙二醇；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中多元醇的质量百分含量为5％～10％；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中甲苯二异氰酸酯的质量百分含量为60～70％；

优选地，所述终止剂选自二羟甲基丙酸、冰醋酸或硫酸二甲酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中终止剂的质量百分含量为0.3～0.6％；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的数均分子量为300～600。

5.根据权利要求4所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述封闭型异氰酸酯固化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)多元醇和甲苯二异氰酸酯反应，得到预聚物；

(2)将步骤(1)得到的预聚物与终止剂反应，得到所述封闭型异氰酸酯固化剂；

优选地，步骤(1)所述反应在催化剂存在下进行；

优选地，所述催化剂选自2-甲基咪唑、三乙胺或三乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中催化剂的质量百分含量为0.03～0.05％；

优选地，步骤(1)所述反应在溶剂存在下进行；

优选地，所述溶剂选自丁酮、乙酸乙酯或乙酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂的原料组分中溶剂的质量百分含量为20～30％；

优选地，步骤(1)所述反应的温度为50～60℃；

优选地，步骤(1)所述反应的时间为3～4h；

优选地，步骤(2)所述反应的温度为20～30℃；

优选地，步骤(2)所述反应的时间为1～2h；

优选地，步骤(1)所述反应前还包括预处理的步骤；

优选地，所述预处理的方法包括：将所述甲苯二异氰酸酯、多元醇、催化剂和溶剂混合；

优选地，所述混合的温度为20～25℃；

优选地，所述混合的时间为0.5～1h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，所述固化催化剂选自环氧基硅烷偶联剂和/或有机锡；

优选地，所述封闭型异氰酸酯固化剂与固化催化剂的质量比为(4～6):1；

优选地，所述流平剂选自丁基纤维素和/或聚醚改性硅油。

7.根据权利要求1-6任一项所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料，其特征在于，用于所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的溶剂选自丁酮、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯或环己酮中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的粘度为200～500mPa·s；

优选地，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的固含量为25～35％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将丙烯酸酯聚合物、硝化纤维素、交联剂、封闭型异氰酸酯固化剂、固化催化剂、流平剂和溶剂混合，得到所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为20～30℃；

优选地，所述混合的时间为1～2h。

10.一种如权利要求1-7任一项所述的单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料的应用，其特征在于，所述单组分耐水洗烫布电化铝涂层材料用于制备布料烫金膜。