CN113480903B - 一种耐高温水性转移涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温水性转移涂料及其制备方法，包括：水，95%食用酒精，消泡剂、润湿剂，转移树脂40—45%，丙烯酸乳液15—26%、增稠剂，流平剂。其中：转移树脂的原料：丙烯酸树脂12—20%、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物2—6%、脲与乙二醛和甲醛聚合物2—6%、醋酸乙酯8—12%，醋酸正丙酯6—8%，聚硅氧烷树脂2—5%，无水乙醇8—11%，2‑羟基乙胺3—4%，氨水3—5%，蒸馏水30—45%。本发明主要防止人的唾液腐蚀印刷涂层而设计，选用水性丙烯酸树脂，多种助剂交连、聚合，聚合物链之间交联，其线性结构转变为网络状结构，可明显改善耐水性和耐溶剂性，机械强度和耐热性也有提高。

Description

一种耐高温水性转移涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜涂层产品技术领域，更具体涉及一种用于转移镀铝纸的耐高温水性转移涂料及其制备方法。

背景技术

转移镀铝纸，或称转移纸、蒸镀纸，外观呈金属色，有亚光和亮光等品种，具有极好的印刷性能和可降解、可回收的环保性等。

转移镀铝纸的制作工艺是，以厚度为0.02mm的双向拉伸聚酯膜（PET）或BOPP薄膜为转移基材，涂耐高温水性转移涂料；经过真空镀铝加工，将镀铝表面涂布黏结剂后与32-36g/㎡烟草专用水松纸复合。这时载体膜上的镀铝层与纸基黏结在一起，将具有金属光泽的喷铝分子层与载体膜剥离，通过胶黏作用转移到水松纸表面，获得金属光泽的金、银水松纸成品，剥落下来的PET膜还可反复使用。剥离PET膜后一般会进行印刷工艺，使产品更具特性。

转移涂料的作用是在烫印后使各涂层能够迅速转移聚酯薄膜而粘结在被烫印物体的表面上，须具有较好的转移性能，否则易造成质量问题，且需要有很好印刷适应性。目前，市面转移涂料主要采用油性转移涂料或水性转移涂料，随着人们环保意识加强，油性转移涂料开始淡出市场，水性转移涂料虽环保，但其在成膜外观、干燥速度、耐高温及印刷适应性等性能方面难以达到油性转移涂料效果，目前市面转移涂料仍以溶剂型为主。虽然一些水性转移涂料通过使用前添加交联剂，达到耐高温效果，但成膜外观、干燥速度及印刷适应性等效果不太理想，且因交联剂的加入带来一些后续使用问题，如加料槽中涂料硬化变质，给工艺带来诸多不便。

发明内容

本发明旨在提供一种耐高温水性转移涂料及其制备方法，该水性转移涂料具有良好的印刷适应性及耐高温性能，水松纸各结构层不会因高温而出现分层、剥离、掉色等缺陷，能满足加热不燃烧卷烟的高温使用需求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术手段：一种耐高温水性转移涂料，主要由以下重量百分比的原料制备而成：水15—22.3%，95%食用酒精8—14%，消泡剂0.1—0.4%、润湿剂0.5—1%，转移树脂40—45%，丙烯酸乳液15—26%、增稠剂0.3—1%，流平剂1—3%。其中：转移树脂由以下重量百分比的原料制备而成：丙烯酸树脂12—20%、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物2—6%、脲与乙二醛和甲醛聚合物2—6%、醋酸乙酯8—12%，醋酸正丙酯6—8%，聚硅氧烷树脂2—5%，无水乙醇8—11%，2-羟基乙胺3—4%，氨水3—5%，蒸馏水30—45%。

优选的，一种耐高温水性转移涂料主要由以下重量份数的原料制备而成：水20—22.3%，95%食用酒精10—13%，消泡剂0.2%、润湿剂1%，转移树脂40—42%，丙烯酸乳液20—24%、增稠剂0.5—1%，流平剂2—3%。转移树脂由以下重量百分比的原料制备而成：丙烯酸树脂17—20%、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物2—4%、脲与乙二醛和甲醛聚合物2—4%、醋酸乙酯9—10%，醋酸正丙酯7—8%，聚硅氧烷树脂4—5%，无水乙醇9—10%，2-羟基乙胺3—4%，氨水4—5%，蒸馏水35—40%。

所述消泡剂是聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂。

所述润湿剂是聚氧乙烯脂肪醇醚类润湿剂。

所述增稠剂是聚丙烯酸酯增稠剂。

所述流平剂是聚酯改性有机硅聚硅氧烷，一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

丙烯酸乳液为乳白色或近透明黏稠液体。丙烯酸乳液是由纯丙烯酸酯类单体共聚而成的乳液，它是一种小粒径、多用途、性能卓著的乳液，适用于多种涂料配方，丙烯酸乳液有良好的耐水性、耐碱性和抗污性，pH值(25℃)为8~9，黏度50 ~500mPa·s，含固量(150℃,20min)49%~51%，阴离子型，玻璃化温度20℃，最低成膜温度20℃ 。

富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物，CAS 登录号：92202-14-7，分子式：(C5H12O4·C3H8O3·W99)x，中文名称：富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物；松香改性的马来树脂；功效：提高产品亮度。

脲与乙二醛和甲醛聚合物，CAS No.：27013-01-0，分子式：C4H8N2O4同分异构体，分子量：148.11700，EINECS号：276-341-6，沸点：196.6ºC at 760mmHg，闪光点：72.7ºC，LOGP：0.07310，功效：改善产品柔韧性改善产品柔韧性。

聚硅氧烷在异常宽的温度范围(-100℃～250C)内，能保持其物理特性。它的T。低至-127℃，因此具有杰出的低温柔韧性。其次它耐高温、耐氧化，在化学和生理环境中稳定性好，其耐候性、斥水性及介电性能也好，树脂被用作清漆、油漆、脱模剂、粘合剂及绝缘材料等。

2-羟基乙胺又名乙醇胺，化学式为C₂H₇NO，是一种有机化合物。水溶液呈碱性，有极强的吸湿性，能吸收酸性气体，加热后又可将吸收的气体释放。有乳化及气泡作用。能与无机酸和有机酸生成盐类，与酸酐作用生成酯。其氨基中的氢原子可被酰卤、卤代烷等置换。可燃，遇明火、高温有燃烧的危险，蒸汽有毒。

氨水指氨的水溶液，有强烈刺鼻气味，具弱碱性。氨水中，氨气分子发生微弱水解生成氢氧根离子及铵根离子。

2-羟基乙胺与氨水组合扩链，物料液态时链接氨基，增加物料亲水性。涂布制膜干燥后，氨键断裂自交连固化。

该耐高温水性转移涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）转移树脂合成

A、在反应釜中，按配比加入丙烯酸树脂、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物、脲与乙二醛和甲醛聚合物，醋酸乙酯和醋酸正丙酯，恒温60℃，600rp转速下分散120分钟至溶液变澄清；

B、加入聚硅氧烷树脂，无水乙醇，恒温60℃，继续分散60分钟，转速1000rpm；

C、加氨水中和，调至PH=8±0.5，加水在1000rpm转速下搅拌至溶液变澄清，然后用2-羟基乙胺、剩余部分氨水恒温70℃扩链，之后分散60分钟；

D、加入蒸馏水继续在转速600rpm下分散60分钟后降至室温，过滤包装。

（2）制备水性转移涂料

把按配比称量好的水、95%食用酒精，消泡剂、润湿剂加入高速分散机中，在1000rpm的分散转速下分散至无颗粒状物质为止，分散时间为8—12分钟；转速调为600rpm，再加入按配比称量好的转移树脂，丙烯酸乳液、增稠剂和流平剂，继续搅拌15分钟，至溶液为蓝光半透明液体，无机械杂质为止，过滤包装，等待涂膜使用。

（3）制备涂膜

a、涂布车间环境条件：25℃左右，相对湿度≤60%；

b、选用陶瓷辊涂布，250线左右，干料涂布量约1.2-1.4g/平方米，也可根据设备及工艺情况而定，基材为各种型号的PET等薄膜；

c、上机黏度12-15秒（涂-4杯），也可根据设备工艺情况而定；

d、烘干温度依次为65℃，90℃，110-120℃，90℃，适宜机速120m/min。

（4）对比检测产品性能，是否达到预期提升亮度、光泽目的。

本发明具有以下有益效果： ①本发明所述耐高温水性转移涂料主要防止人的唾液腐蚀印刷涂层而设计。原料选用食品安全级别水性丙烯酸树脂，多种助剂交连、聚合而成，聚合物链之间交联，其线性结构转变为网络状结构，可明显改善耐水性和耐溶剂性，机械强度和耐热性也有提高。

②本发明耐高温水性转移涂料具有以下特点：改善印刷作业环境、低气味、干燥速度快、流动性好、性能稳定，挥发物：苯系物≤0.4mg/㎡,溶剂残留总量≤9mg/㎡，特别适用于卫生条件要求严格的包装印刷产品。

③单组分自交联产品，不需添加任何固化剂和交联剂，生产无风险。转移涂料在转印后重涂性好，不会影响印刷油墨对离型剂的附着牢度。

④本发明耐高温水性转移涂料可以完全代替油性涂料，具有耐热性好，耐环境温度均在150℃以上，高温下不会熔融发生渗透而影响镀铝层的亮度，也不会在高温下失去离型功能而产生不能完全剥离的现象；光泽度高，剥离轻松等特点。高温模压不发乌、不失光，干燥速度快，可以大大提高生产效率。VOC符合国家标准，适合烟包材料使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。

上述实施例中耐高温水性转移涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）转移树脂合成

A、在反应釜中，按配比加入丙烯酸树脂、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物、脲与乙二醛和甲醛聚合物，醋酸乙酯和醋酸正丙酯，恒温60℃，600rp转速下分散120分钟至溶液变澄清；

B、加入聚硅氧烷树脂，无水乙醇，恒温60℃，继续分散60分钟，转速1000rpm；

C、加氨水中和，调至PH=8±0.5，加水在1000rpm转速下搅拌至溶液变澄清，然后用2-羟基乙胺、剩余部分氨水恒温70℃扩链，之后分散60分钟；

D、加入蒸馏水继续在转速600rpm下分散60分钟后降至室温，过滤包装。

（2）制备水性转移涂料

把按配比称量好的水、95%食用酒精，消泡剂、润湿剂加入高速分散机中，在1000rpm的分散转速下分散至无颗粒状物质为止，分散时间为8—12分钟；转速调为600rpm，再加入按配比称量好的转移树脂，丙烯酸乳液、增稠剂和流平剂，继续搅拌15分钟，至溶液为蓝光半透明液体，无机械杂质为止，过滤包装，等待涂膜使用。

（3）制备涂膜

a、涂布车间环境条件：25℃左右，相对湿度≤60%；

b、选用陶瓷辊涂布，250线左右，干料涂布量约1.2-1.4g/平方米，也可根据设备及工艺情况而定，基材为各种型号的PET等薄膜；

c、上机黏度12-15秒（涂-4杯），也可根据设备工艺情况而定；

d、烘干温度依次为65℃，90℃，110-120℃，90℃，适宜机速120m/min。

（4）对比检测产品性能，是否达到预期提升亮度、光泽目的。

上述方法制备的耐高温水性转移涂料具有以下特点：

（5）注意事项

（1）本产品不能加入硬度较高的自来水，可用＜80%浓度的酒精稀释。

（2）本产品为阴离子型，如需添加其他物质，可加入非离子型或者阴离子型物质，不可加入酸性或者阳离子型物质，加入任何物质请做小试确认。

（3）如需搅拌，转速不能超过600转/分，搅拌时间不超过30分钟。

（4）本产品可加入阴离子或非离子型水性染料进行染色。

（5）本产品涂布烘干后，建议放置熟化24h之后测试评价各项性能指标：耐温、剥离性。

Claims (5)

1.一种耐高温水性转移涂料，其特征在于，主要由以下重量百分比的原料制备而成：水15—22.3%，95%食用酒精8—14%，消泡剂0.1—0.4%、润湿剂0.5—1%，转移树脂40—45%，丙烯酸乳液15—26%、增稠剂0.3—1%，流平剂1—3%；其中：转移树脂由以下重量百分比的原料制备而成：丙烯酸树脂12—20%、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物2—6%、脲与乙二醛和甲醛聚合物2—6%、醋酸乙酯8—12%，醋酸正丙酯6—8%，聚硅氧烷树脂2—5%，无水乙醇8—11%，2-羟基乙胺3—4%，氨水3—5%，蒸馏水30—45%。

2.根据权利要求1所述的耐高温水性转移涂料，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制备而成：水20—22.3%，95%食用酒精10—13%，消泡剂0.2%、润湿剂1%，转移树脂40—42%，丙烯酸乳液20—24%、增稠剂0.5—1%，流平剂2—3%；转移树脂由以下重量百分比的原料制备而成：丙烯酸树脂17—20%、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物2—4%、脲与乙二醛和甲醛聚合物2—4%、醋酸乙酯9—10%，醋酸正丙酯7—8%，聚硅氧烷树脂4—5%，无水乙醇9—10%，2-羟基乙胺3—4%，氨水4—5%，蒸馏水35—40%。

3.根据权利要求1所述的耐高温水性转移涂料，其特征在于，所述消泡剂是聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂；所述润湿剂是聚氧乙烯脂肪醇醚类润湿剂；所述增稠剂是聚丙烯酸酯增稠剂；所述流平剂是聚酯改性有机硅聚硅氧烷。

4.根据权利要求2所述的耐高温水性转移涂料，其特征在于，所述消泡剂是聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂；所述润湿剂是聚氧乙烯脂肪醇醚类润湿剂；所述增稠剂是聚丙烯酸酯增稠剂；所述流平剂是聚酯改性有机硅聚硅氧烷。

5.根据权利要求1—4任一项所述的耐高温水性转移涂料，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

（1）转移树脂合成

A、在反应釜中，按配比加入丙烯酸树脂、富马酸化松香与丙三醇和季戊四醇的聚合物、脲与乙二醛和甲醛聚合物，醋酸乙酯和醋酸正丙酯，恒温60℃，600rpm 转速下分散120分钟至溶液变澄清；

B、加入聚硅氧烷树脂，无水乙醇，恒温60℃，继续分散60分钟，转速1000rpm；

C、加氨水中和，调至PH=8±0.5，加水在1000rpm转速下搅拌至溶液变澄清，然后用2-羟基乙胺、剩余部分氨水恒温70℃扩链，之后分散60分钟；

D、加入蒸馏水继续在转速600rpm下分散60分钟后降至室温，过滤包装；

（2）制备水性转移涂料

把按配比称量好的水、95%食用酒精，消泡剂、润湿剂加入高速分散机中，在1000rpm的分散转速下分散至无颗粒状物质为止，分散时间为8—12分钟；转速调为600rpm，再加入按配比称量好的转移树脂，丙烯酸乳液、增稠剂和流平剂，继续搅拌15分钟，至溶液为蓝光半透明液体，无机械杂质为止，过滤包装，等待涂膜使用。