CN112694827A

CN112694827A - 一种abs基材烫金水性uv清漆及其制备方法

Info

Publication number: CN112694827A
Application number: CN202011513443.2A
Authority: CN
Inventors: 田小丰
Original assignee: Tongjou Chemical Industrial Kunshan Co ltd
Current assignee: Tongjou Chemical Industrial Kunshan Co ltd
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-04-23

Abstract

本发明提供一种ABS基材烫金水性UV清漆由下述组分构成：3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体、含羟基丙烯酸乳液、自干型水性聚氨酯分散体、去离子水、成膜助剂、光引发剂、水性润湿剂、水性消泡剂、水性增稠剂和氨中和剂。并经过如下制备步骤主料制作、乳化处理、分散处理、稀释处理、光引发、消泡处理、调节粘度和调节PH值及过滤处理而得。该水性UV清漆使用水性聚氨酯丙烯酸酯分散体为主体树脂，搭配含羟基丙烯酸乳液和自干型水性聚氨酯分散体，增加涂膜整体柔韧性及耐水性，涂膜经纯水和酒精浸泡后仍保持与烫金层良好附着力；且VOC含量≦200g/L，涂膜与烫金层附着力较好，涂膜耐水及耐醇性较好，可完全替代溶剂型UV清漆。

Description

一种ABS基材烫金水性UV清漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及烫金水性UV清漆技术领域，特别涉及用ABS塑料涂布的一种ABS基材烫金水性UV清漆，以及该水性UV清漆的制备方法。

背景技术

烫金工艺因其具有独特的表面装饰效果被人们所喜爱，在化妆品、电器产品表面或者包装盒等印刷包装上都具有广泛应用。烫金工艺是经过一定的温度、压力使其烫金色箔瞬间把烫金版的图案、文字附着在承印物表面上。在化妆品容器盒印刷中，烫金工艺的应用占85％以上，主要工艺流程为化妆品ABS素材→喷涂UV固化(即紫外光固化)清漆→烫金→成品，其UV清漆主要作用承接烫金层与ABS基材层间附着力，提供化妆品ABS素材表面抗划伤及耐溶剂性。

目前国内应用于化妆品ABS基材烫金UV清漆主要以溶剂型UV清漆为主，其溶剂型UV清漆的VOC(挥发物性有机化合物)具有较高的含量，通常为500～700g/L。其挥发物VOC对工作环境，已经自然环境都存在较大的影响。为符合国家环保要求，发展低碳环保、节能减排型油漆及清漆。因此，本发明提供一种ABS基材烫金水性UV清漆，以及该水性UV清漆的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种ABS基材烫金水性UV清漆，该水性UV清漆的VOC含量≦200g/L比传统溶剂型清漆降低70％～80％，涂膜经紫外光照射干燥，涂膜与烫金层附着力好，涂膜物理化学性能较好，可通过化妆品清漆相关检测标准，且水性UV清漆的工艺稳定，其喷涂成膜性能与现有溶剂型UV清漆相当。

为了实现上述目的，本发明提供一种ABS基材烫金水性UV清漆，所述水性UV清漆由下述重量百分比含量的组分构成：3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体45％～55％，含羟基丙烯酸乳液10％～20％，自干型水性聚氨酯分散体10％～20％，去离子水10％～15％，成膜助剂3％～5％，光引发剂1％～5％，水性润湿剂0.5％～1％，水性消泡剂0.2％～0.5％，水性增稠剂1％～2％，氨中和剂0.2％～0.5％。

所述3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体用聚碳酸酯二醇和六亚甲基二异氰酸酯为主要单体反应聚合而成，其涂膜对基材附着力好，涂膜不容易发生黄变，且涂膜耐水和耐醇性好。

所述含羟基丙烯酸乳液使用OH％含量≤1％，TG玻璃化温度≤60℃的丙烯酸乳液，极大增加了涂膜与烫金层的附着力。

所述自干型水性聚氨酯分散体，主要使用TG玻璃化温度≤-20℃，断裂伸长率％≥300的水性聚氨酯分散体，有效降低涂膜收缩，增加涂膜柔韧性，提供涂膜耐水浸泡后与烫金层的附着力。

所述成膜助剂选自二乙二醇丁醚﹑二乙二醇乙醚﹑二丙二醇甲醚﹑二丙二醇丁醚﹑三丙二醇丁醚中的一种或几种混合物；

所述光引发剂为二苯甲酮和羟基环己基苯基酮的混合物，其涂膜表干速度较快；

所述水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或者有机硅双生结构表面活性剂；

所述水性消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物乳液；

所述水性润湿剂和水性消泡剂均采用聚醚硅氧烷共聚物和含气相二氧化硅聚醚硅氧烷共聚物乳液，涂膜施工及润湿性好，涂膜表面流平性好，无缺陷。

所述水性增稠剂为非离子型聚氨酯或者丙烯酸共聚物乳液；所述水性增稠剂采用低剪切聚醚聚氨酯缔合型流变助剂，涂膜抗流挂性好。

所述氨中和剂为N,N-二甲基乙醇胺或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇，具有中等挥发速率，储存稳定性好。

进一步的，所述水性UV清漆为：3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体50％～55％，含羟基丙烯酸乳液10％～20％，自干型水性聚氨酯分散体10％～20％，去离子水10％～15％，成膜助剂4％～4.5％，光引发剂3％～4.5％，水性润湿剂0.5％～1％，水性消泡剂0.2％～0.5％，水性增稠剂1.5％～2％，氨中和剂0.3％～0.4％。

为了实现上述目的，本发明还提供制备该ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1主料制作，向不锈钢反应器投入3～4官能水性聚氨酯丙烯酸分散体，以转速为250rpm～350rpm进行持续搅拌；

S2乳化处理，向步骤S1中缓慢加入含羟基水性丙烯酸乳液，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；

S3分散处理，在搅拌状态下，向步骤S2中缓慢加入自干型水性聚氨酯分散体，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；

S4稀释处理，将去离子水和成膜助剂预先混合后，缓慢加入步骤S3中，以转速450rpm～550rpm进行搅拌3～5分钟；

S5光引发，缓慢加入光引发剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；

S6消泡处理，同时缓慢加入水性润湿剂和水性消泡剂，以转速450rpm～550rpm进行搅拌5～10分钟；

S7调节粘度，缓慢加入水性增稠剂调整粘度，以转速650rpm～750rpm进行搅拌5～10分钟，温度为15～35℃；

S8调节PH值，加入氨中和剂调整PH值，以转速650rpm～750rpm进行搅拌30～40分钟，待清漆至室温下冷却后检测；

S9后处理，清漆以300目过滤网过滤两次，包装。

优选的，步骤S1～步骤S9的环境温度15～35℃，湿度小于60％；

优选的，步骤S7所述粘度KU值为50～55。

优选的，步骤S8所述PH值为7.5～8。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的ABS基材烫金水性UV清漆，使用3～4官能基水性聚氨酯丙烯酸酯分散体为主体树脂，提供涂膜耐溶剂性及耐水性；搭配含羟基丙烯酸乳液，增加涂膜表面极性，羟基组分与烫金层结合力优异；搭配自干型水性聚氨酯分散体，增加涂膜整体柔韧性及耐水性，涂膜经纯水和酒精浸泡后仍保持与烫金层良好附着力。

2、该ABS基材烫金水性UV清漆水性UV清漆，在施工状态下VOC含量≦200g/L，涂膜与烫金层附着力较好，涂膜耐水及耐醇性较好，可完全替代溶剂型UV清漆。

3、该ABS基材烫金水性UV清漆，以烫金水性UV清漆取代传统烫金溶剂型UV清漆，涂膜经紫外光照射固化成膜，生产效率较高，VOC含量较低，涂膜耐水耐醇性能优异，可完全取代传统溶剂型烫金UV清漆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，以使本领域技术人员能够充分理解本发明的技术内容。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的ABS基材烫金水性UV清漆由下述重量百分比含量的组分构成：3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体45％～55％，含羟基丙烯酸乳液10％～20％，自干型水性聚氨酯分散体10％～20％，去离子水10％～15％，成膜助剂3％～5％，光引发剂1％～5％，水性润湿剂0.5％～1％，水性消泡剂0.2％～0.5％，水性增稠剂1％～2％，氨中和剂0.2％～0.5％。

本发明还提供制备该ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，环境温度15～35℃，湿度小于60％，该制备方法包括以下步骤：

S7调节粘度，缓慢加入水性增稠剂调整粘度KU值为50～55，以转速650rpm～750rpm进行搅拌5～10分钟，温度为15～35℃；

S8调节PH值，加入氨中和剂调整PH值为7.5～8，以转速650rpm～750rpm进行搅拌30～40分钟，待清漆至室温下冷却后检测；

S9后处理，清漆以300目过滤网过滤两次，包装。

本发明的ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，以制备100kg的水性UV清漆其组分的具体配比见表1的实施方例。

表1水性UV清漆组分百分比表

项目	实施例一	实施例二	实施例三	实施例四
					3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体	54	50	45	48
羟基丙烯酸乳液	18	15	12	10
					自干型聚氨酯分散体	10	10	20	18
去离子水	10	15	14	12
					成膜助剂	4	5	3.5	5
光引发剂	1.6	2.7	2.5	4
					水性润湿剂	0.5	0.6	0.5	0.8
水性消泡刘	0.4	0.2	0.5	0.2
					水性增稠剂	1.2	1	1.8	1.6
氨中和剂	0.3	0.5	0.2	0.4

本发明的ABS基材烫金水性UV清漆及成膜性能，经过喷涂成膜进行相关性能测试，测试后各项性能指标如表2。

表2水性UV清漆性能指标

该ABS基材烫金水性UV清漆水性UV清漆，在施工状态下VOC含量≦200g/L，涂膜与烫金层附着力较好，涂膜耐水及耐醇性较好，可完全替代溶剂型UV清漆；该ABS基材烫金水性UV清漆，以烫金水性UV清漆取代传统烫金溶剂型UV清漆，涂膜经紫外光照射固化成膜，生产效率较高，VOC含量较低，涂膜耐水耐醇性能优异，可完全取代传统溶剂型烫金UV清漆。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述水性UV清漆由下述重量百分比含量的组分构成：3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体45％～55％，含羟基丙烯酸乳液10％～20％，自干型水性聚氨酯分散体10％～20％，去离子水10％～15％，成膜助剂3％～5％，光引发剂1％～5％，水性润湿剂0.5％～1％，水性消泡剂0.2％～0.5％，水性增稠剂1％～2％，氨中和剂0.2％～0.5％。

2.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述3～4官能水性聚氨酯丙烯酸酯分散体用聚碳酸酯二醇和六亚甲基二异氰酸酯为主要单体反应聚合而成。

3.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述含羟基丙烯酸乳液使用OH％含量≤1％，TG玻璃化温度≤60℃的丙烯酸乳液；所述自干型水性聚氨酯分散体，主要使用TG玻璃化温度≤-20℃，断裂伸长率≥300的水性聚氨酯分散体。

4.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述成膜助剂选自二乙二醇丁醚﹑二乙二醇乙醚﹑二丙二醇甲醚﹑二丙二醇丁醚﹑三丙二醇丁醚中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述光引发剂为二苯甲酮和羟基环己基苯基酮的混合物；所述水性润湿剂为聚醚硅氧烷共聚物或者有机硅双生结构表面活性剂；所述水性消泡剂为含气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物乳液。

6.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述水性增稠剂采用低剪切聚醚聚氨酯缔合型流变助剂，所述水性增稠剂为非离子型聚氨酯或者丙烯酸共聚物乳液。

7.根据权利要求1所述ABS基材烫金水性UV清漆，其特征在于：所述氨中和剂为N,N-二甲基乙醇胺或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇。

8.根据权利要求1～7任一项所述ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1主料制作，向不锈钢反应器投入3～4官能水性聚氨酯丙烯酸分散体，进行持续搅拌；

S2乳化处理，向步骤S1中缓慢加入含羟基水性丙烯酸乳液；

S3分散处理，在搅拌状态下，向步骤S2中缓慢加入自干型水性聚氨酯分散体；

S4稀释处理，将去离子水和成膜助剂预先混合后，缓慢加入步骤S3中；

S5光引发，缓慢加入光引发剂；

S6消泡处理，同时缓慢加入水性润湿剂和水性消泡剂；

S7调节粘度，缓慢加入水性增稠剂调整粘度；

S8调节PH值，加入氨中和剂调整PH值，待清漆至室温下冷却后检测；

S9后处理，清漆过滤即可。

9.根据权利要求8所述ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，其特征在于：步骤S7所述粘度KU值为50～55。

10.根据权利要求8所述ABS基材烫金水性UV清漆的制备方法，其特征在于：步骤S8所述PH值为7.5～8。