CN114573851B - 一种用于银联全息标烫印的petg卡用保护膜及其制备方法 - Google Patents

一种用于银联全息标烫印的petg卡用保护膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜，包括表面涂覆有化学接枝改性液的PETG薄膜，改性液包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸树脂分散体10‑40份、水50‑70份、偶联剂0.5‑2份、氨水0.1‑1份、气相二氧化硅10‑40份。制备方法：按照重量份数比称取各种原料；在搅拌状态下，向水中依次加入水性丙烯酸树脂分散体、气相二氧化硅、偶联剂；加入氨水调节pH为6‑8，继续搅拌、静置得到化学接枝改性液；将PETG薄膜表面涂覆化学接枝改性液，烘干后即得到保护膜。该方法能提高化学接枝改性液与PETG基材的结合强度；制备得到的保护膜透明度好，且在高温高压下不会失效发生黄变，避免出现粘接层压钢板的现象。

Description

一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料烫印技术领域，具体涉及一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜及其制备方法。
背景技术
PETG是一种非结晶性共聚酯，其制品高度透明，抗冲击性能优异，广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场。目前，国际上证卡项目大都以PVC与PC材料为基体，但是PVC的不环保的缺点越来越凸显，而PC材料的加工难度大，对后期成卡设备要求严格，因此，市场急需一种综合性能优异的新材料作为卡基材料。PETG以其透明度高，光泽好、容易印刷、环保优势、性价比高、机械强度高、综合性能优异等特点得到了国际市场的认可，其中印度地铁卡、印尼身份证等均采用PETG材料。在国内，随着中国二代身份证的推广，PETG证卡材料应用越来越广，如中国的台胞证、港澳通行证、社保卡、军人保障卡等证卡均采用PETG材料。不光在证件领域，PETG也在银行卡、信用卡领域得到发展。目前，Visa公司已认可PETG作为其信用卡材料，还指出PETG满足信用卡国际标准(150/IEC7810)的所有要求。因此，PETG作为卡基材料逐渐占据了一定的卡基市场份额。
为有效防范各种伪造行为给银行卡业务带来的风险，银行卡必须带有银联专属的全息标，“银联”全息防伪标志采用定点生产和专控经营方式，由中国印钞造币总公司所属中钞信用卡厂负责统一制作和销售。银行卡烫印的实质就是转印，银联全息标通过加热和压力的作用转移到承印物上面的工艺过程。当银联标通过烫印机热板升温到一定程度时，烫印机进行压印，利用温度与压力的作用，使银联标转印到目标智能卡上，达到银行卡防伪效。
虽然PETG具有环保优势，但PETG全面替代PVC应用到银行卡中还存在一些难题，这是由于PETG表面极性较PVC弱，其在烫印方面存在烫印不完整以及烫印牢度不够等问题。提高PETG表面极性方式包括物理改性和化学改性。物理改性主要包括电晕、等离子处理等方法，该方法存在时效性，不适宜银联标的烫印；化学改性主要包括共混改性、接枝改性等方法，共混改性往往会影响PETG优异的透光性，如文献(张雨.聚酯基口腔正畸用复合材料的制备及结构性能研究[D].北京化工大学,2012.)中公开了使用TPU改性PETG，当TPU含量为15％时，复合材料的透光率下降到85％，这对银行卡印刷制作存在较大影响，而化学接枝通常是在材料表面涂覆一层接枝改性剂，通过化学接枝达到改进基材表面极性，但是这种工艺往往不适合银行卡高温层压工艺，高温高压的层压过程会破坏表面接枝处理，涂层黄变以及引发基材粘接钢板，造成巨大损失。如专利公开号CN108431148A公开了一种适合烫印的水性底涂漆，可以将底漆涂布在PET基材上达到较好的烫印效果，但是专利中的底漆Tg为110～140℃，在常规的制卡热层压过程中(层压140℃+20min+5MPa)会发生玻璃化转变而软化粘钢板以及热老化黄变。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜及其制备方法，该方法能提高化学接枝改性液与PETG基材的结合强度；所制备得到的保护膜透明度好，且在高温高压下(140℃+20min+5MPa)不会失效发生黄变，避免出现粘接层压钢板的现象。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜，包括作为基材的PETG薄膜，所述PETG薄膜表面涂覆有化学接枝改性液，所述化学接枝改性液包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸树脂分散体10-40份、水50-70份、偶联剂0.5-2份、氨水0.1-1份、气相二氧化硅10-40份。
优选的，所述水性丙烯酸树脂分散体为环氧改性水性丙烯酸乳液、聚氨酯改性水性丙烯酸乳液、自交联型水性丙烯酸乳液中的一种或者几种。
优选的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH560。
优选的，所述的气相二氧化硅为Evonik赢创A380。
本发明还提供一种上述用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1所述的重量份数比称取各种原料，水性丙烯酸树脂分散体、水、偶联剂、氨水、气相二氧化硅；
(2)在搅拌状态下，向水中依次加入水性丙烯酸树脂分散体、气相二氧化硅、偶联剂；最后加入氨水调节体系pH为6-8，继续搅拌1-3h，然后静置1-2h后得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液；
(3)将PETG薄膜使用低温等离子体技术处理，使PETG薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基；
(4)将步骤(3)处理后的PETG薄膜表面涂覆步骤(2)得到的化学接枝改性液，烘干后即得到用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜。
优选的，所述涂覆方式为转移涂布，烘干温度为50～60℃。
与现有技术方案相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明通过在PETG薄膜的表面涂覆化学接枝改性液，从而提高了PETG膜材表面极性，解决了传统共混方式材料透明度差的问题；
(2)本发明所提供的表面涂覆化学接枝改性液与PETG基材结合强度高，在高温高压下(140℃+20min+5MPa)不会失效变黄，且不会发生粘接层压钢板问题；
(3)本发明中PETG是一种绿色环保材料，这种聚合物应用领域的扩大符合新材料开发所追求的低碳、绿色环保的目标和发展趋势，且拓展了PETG树脂的应用领域；
(4)本发明中涉及到的各种原材料均为商品化产品，原料容易获得，制备工艺简单易行，容易实现工业化生产，具有优异的工业应用价值。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
以下具体实施例中所涉及到的原料及设备的型号及厂家如下表所示：
实施例1
按照质量比，称取以下原料：环氧改性水性丙烯酸乳液40份、水50份、偶联剂KH5500.5份、氨水0.5份、气相二氧化硅10份；搅拌状态下，向水中依次加入环氧改性水性丙烯酸乳液、气相二氧化硅、偶联剂KH550；最后加入氨水调节体系pH为7；继续搅拌1h，然后静置1h即可得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液。
将RH-65薄膜使用低温等离子体技术处理，使RH-65薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基。将上述即化学接枝改性液转移涂布到低温等离子体技术处理后的RH-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
实施例2
按照质量比，称取以下原料：环氧改性水性丙烯酸乳液30份、水70份、偶联剂KH5601份、氨水1份、气相二氧化硅10份；搅拌状态下，向水中依次加入环氧改性水性丙烯酸乳液、气相二氧化硅、偶联剂KH560；最后加入氨水调节体系pH为7；继续搅拌1h，然后静置1h即可得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液。
将RH-65薄膜使用低温等离子体技术处理，使RH-65薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基。将上述化学接枝改性液转移涂布到低温等离子体技术处理后的RH-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
实施例3
按照质量比，称取以下原料：聚氨酯改性水性丙烯酸乳液10份、水60份、偶联剂KH560 1份、氨水1份、气相二氧化硅10份；搅拌状态下，向水中依次加入聚氨酯改性水性丙烯酸乳液、气相二氧化硅、偶联剂；最后加入氨水调节体系pH为7；继续搅拌1h，然后静置1h，即可得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液。
将RH-65薄膜使用低温等离子体技术处理，使RH-65薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基。将上述化学接枝改性液转移涂布到低温等离子体技术处理后的RH-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
实施例4
按照质量比，称取以下原料：聚氨酯改性水性丙烯酸乳液40份、水50份、偶联剂KH550 2份、氨水0.5份、气相二氧化硅40份。搅拌状态下，在水中依次加入聚氨酯改性水性丙烯酸乳液、气相二氧化硅、偶联剂KH550；最后加入氨水调节体系pH为7；继续搅拌1h，然后静置1h，即可得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液。
将RH-65薄膜使用低温等离子体技术处理，使RH-65薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基。将上述化学接枝改性液转移涂布到低温等离子体技术处理后的RH-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
实施例5
按照质量比，称取以下原料：自交联型水性丙烯酸乳液40份、水50份、偶联剂KH5500.5份、氨水0.1份、气相二氧化硅40份。搅拌状态下，在水中依次加入自交联型水性丙烯酸乳液、气相二氧化硅、偶联剂KH550；最后加入氨水调节体系pH为7；继续搅拌1h，然后静置1h，即可得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液。
以上实施例中的气相二氧化硅优选Evonik赢创A380。
将PG-65薄膜使用低温等离子体技术处理，使PG-65薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基。将上述化学接枝改性液转移涂布到低温等离子体技术处理后的PG-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
对比例
将甲基丙烯酸聚合物乳液转移涂布到RH-65薄膜上，干膜厚度保证在2-3μm，分切后使用平板硫化机层压，层压工艺为：热压140℃+20min+5MPa，冷压20℃+5MPa+20min，冲切制卡后测试烫印性能。
将5个实施例和对比例中制得的样卡与未做涂布的RH-65、PG-65做成的样卡做烫印效果对比和层压前后黄变对比，结果如下表1所示。
表1涂覆后层压及烫印的性能
从表1中可以看出，涂覆本发明化学接枝改性液后的PETG烫印效果明显得到改善，但是涂布液的选择会影响层压性能以及黄变性能。PETG在热量、氧分子的影响下，应用材料会随着时间的长久发生氧化反应，热量会加速材料的氧化过程；材料形成过氧化结构后，容易形成游离基，导致透明材料变色。实施例1-5提供了一种热隔氧涂层，有效地阻止了PETG膜的热氧化，获得的材料具有优异的耐黄变性能，且涂覆接枝强极性改性液后材料具有优异的成卡性能以及烫印性能，烫印效果完整、牢固，未发生粘钢板现象。因此，从以上分析可知，本发明得到了一种与PETG基材结合强度高，高温高压下(140℃+20min+5MPa)不会失效变黄，且不会发生粘接层压钢板问题的PETG保护膜基材，膜材的烫印效果优异，图案完整。

Claims (5)

1.一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜，其特征在于，包括作为基材的PETG薄膜，所述PETG薄膜表面涂覆有化学接枝改性液，所述化学接枝改性液包括以下重量份数的组分：水性丙烯酸树脂分散体10-40份、水50-70份、偶联剂0.5-2份、氨水0.1-1份、气相二氧化硅10-40份；所述水性丙烯酸树脂分散体为环氧改性水性丙烯酸乳液、聚氨酯改性水性丙烯酸乳液、自交联型水性丙烯酸乳液中的一种或者几种；所述用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜的制备方法包括以下步骤：
（1）按照所述的重量份数比称取各种原料，水性丙烯酸树脂分散体、水、偶联剂、氨水、气相二氧化硅；
（2）在搅拌状态下，向水中依次加入水性丙烯酸树脂分散体、气相二氧化硅、偶联剂；最后加入氨水调节体系pH为6-8，继续搅拌1-3h，然后静置1-2h后得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液；
（3）将PETG薄膜使用低温等离子体技术处理，使PETG薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基；
（4）将步骤（3）处理后的PETG薄膜表面涂覆步骤（2）得到的化学接枝改性液，烘干后即得到用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜。
2.根据权利要求1所述的一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH550或硅烷偶联剂KH560。
3.根据权利要求1所述的一种用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜，其特征在于，所述的气相二氧化硅为Evonik赢创A380。
4.一种权利要求1所述的用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照权利要求1所述的重量份数比称取各种原料，水性丙烯酸树脂分散体、水、偶联剂、氨水、气相二氧化硅；
（2）在搅拌状态下，向水中依次加入水性丙烯酸树脂分散体、气相二氧化硅、偶联剂；最后加入氨水调节体系pH为6-8，继续搅拌1-3h，然后静置1-2h后得到水性改性丙烯酸树脂乳液，即化学接枝改性液；
（3）将PETG薄膜使用低温等离子体技术处理，使PETG薄膜的表面润湿张力大于40达因，薄膜产生大量羟基；
（4）将步骤（3）处理后的PETG薄膜表面涂覆步骤（2）得到的化学接枝改性液，烘干后即得到用于银联全息标烫印的PETG卡用保护膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆方式为转移涂布，烘干温度为50～60℃。
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