CN114854072B - 一种防伪镭射膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防伪镭射膜的制备方法，属于功能膜制备技术领域，包括以下步骤：基材电晕处理；将防伪镭射涂料涂布于基材表面，进入烘箱中，在160‑180℃下烘干，然后采用模压机模压，得到半成品；采用真空镀铝机在半成品上镀铝，得到防伪镭射膜；所述防伪镭射涂料由以下步骤制成：准备以下重量份原料：乙酸正丙酯20‑25份、乙酸乙酯40‑50份、丙二醇甲醚3‑5份、乙酸丁酯1‑3份、交联组分2‑4份、增强溶胶5‑8份和丙烯酸酯均聚物10‑12份；将上述原料加入搅拌机中，40‑50℃下混合3‑4h，得到防伪镭射涂料，通过在涂料中加入增强溶胶和交联组分提高镭射膜的涂层牢固度和耐磨性。

Description

一种防伪镭射膜及其制备方法
技术领域
本发明属于功能膜制备技术领域，具体地，涉及一种防伪镭射膜及其制备方法。
背景技术
镭射包装是包装行业中的一个细分行业，近年来取得了快速的发展，与包装行业内的其他产品相比，镭射包装材料不仅具有新颖、亮丽的外观效果，同时还具有高技术防伪功能，在食品、药品、日化用品、烟酒、服装、礼品包装以及装饰材料等行业都得到较快的推广，镭射防伪技术是利用激光光源在极短的时间内将光波振幅信息和相应信息同时记录下来，利用光的干涉原理反映出构成图像的每一个质点，制作成唯一的防伪图版，从而达到防伪的目的，而防伪镭射膜一般包括依次相互接触的基材层、涂布层和镀铝层，所述涂布层由防伪镭射涂料涂布得到，目前市场的防伪镭射涂料与基材层的粘附力小，并且不耐磨，在使用过程中容易脱落、磨损，因此提供一种耐磨性能好的防伪镭射膜是目前需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种防伪镭射膜及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防伪镭射膜，由下至上依次包括基材层、防伪镭射层和镀铝层；
该防伪镭射膜由以下步骤制成：
第一步、基材电晕处理：采用金属电极与电晕处理辊对BOPP膜进行电晕处理，功率3kW，电压220V的方式使高能电火花冲击BOPP膜表面，使BOPP膜的表面湿张力达到42-46达因/厘米，得到基材；
电晕处理法是通过金属电极与电晕处理辊之间施加高频、高压电源产生放电，高能量电火花冲击薄膜表面，使塑料薄膜表面产生活化、表面能增加，通过3kW电晕处理可使聚烯烃薄膜的湿张力提高，BOPP膜表面活化，增强防伪镭射涂料的附着性；
第二步、将防伪镭射涂料在涂布速度15-20m/min条件下涂布于基材表面，然后进入烘箱中，在160-180℃下烘干，然后采用模压机模压，模压温度为160-165℃，模压压力为25-35kgf，得到半成品；
第三步、采用真空镀铝机将高纯铝丝在10-3-10-2Pa的真空条件下，加热至1400℃±2℃汽化，在半成品上得到厚度30-50μm的镀铝层，即防伪镭射膜。
进一步地，防伪镭射涂料由以下步骤制成：
准备以下重量份原料：乙酸正丙酯20-25份、乙酸乙酯40-50份、丙二醇甲醚3-5份、乙酸丁酯1-3份、交联组分2-4份、增强溶胶5-8份和丙烯酸酯均聚物10-12份；将上述原料加入搅拌机中，40-50℃下混合3-4h，得到防伪镭射涂料。
其中，丙烯酸酯均聚物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种按照任意比例混合而成。
进一步地，交联组分由以下步骤制成
在装有水浴锅、温度计、冷凝管、滴液漏斗以及机械搅拌器的四口烧瓶中加入乙酸丁酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体，升温至50℃搅拌10min后，滴加丙烯酸羟丙酯、二月桂酸二丁基锡和对苯醌的混合液a，滴加速度为1-2滴/秒，滴加完毕后，控制反应温度70℃，搅拌反应3.5-4h，反应结束后，降至室温，得到交联组分；
其中，乙酸丁酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、丙烯酸羟丙酯的用量比为30-40mL：1.68g：1.3-1.5g，二月桂酸二丁基锡用量为六亚甲基二异氰酸酯三聚体和丙烯酸羟丙酯质量和的0.04％，对苯醌用量与二月桂酸二丁基锡用量相同，在催化剂和阻聚剂的作用下，使六亚甲基二异氰酸酯三聚体的-NCO与丙烯酸羟丙酯的羟基反应得到含有六个氨基甲酸酯基和三个端不饱和碳碳双键的交联组分。
进一步地，增强溶胶由ZrO2溶胶和SiO2溶胶按照质量比1：1组成。
进一步地，ZrO2溶胶由以下步骤制成：
将正丙醇锆和异丙醇混合，向混合液中滴加去离子水和异丙醇的混合液b，加入乙酸使反应体系pH值为6，控制反应温度25℃，搅拌反应8-10h，得到ZrO2溶胶，正丙醇锆、异丙醇和混合液b的质量比为163：45-50：60-65，混合液b中去离子水和异丙醇的质量比为2：5。
进一步地，SiO2溶胶由以下步骤制成：
将正硅酸乙酯和异丙醇混合，向混合液中滴加去离子水和异丙醇的混合液c，加入乙酸使反应体系pH值为2，50℃下搅拌反应4h后加入偶联剂KH-570，保温搅拌反应4-6h，得到SiO2溶胶；正硅酸乙酯、异丙醇和混合液c的质量比为104：45-50：70-75，混合液c中去离子水和异丙醇的质量比为3：5。
本发明的有益效果：
本发明提供一种防伪镭射膜，通过将镭射涂料涂覆在基材层上，再通过模压将模压机版辊上的镭射花纹压印至成像层上，最后真空镀铝得到，其具有较高的光亮度和防伪性能，并且由于本发明中的镭射涂料中加入交联组分和增强溶胶，赋予其涂层优异的耐磨性能和高剥离强度，耐磨性一方面体现于增强溶胶中SiO2溶胶的加入对涂层起到支撑作用，并且其表面的双键参与固化反应进一步提高涂层硬度，并且引入了更高硬度的ZrO2溶胶后，涂层硬度进一步增加，SiO2溶胶和ZrO2溶胶在涂层中形成大量的Si-O-Si、Zr-O-Zr以及Zr-O-Si共价键网络，使得涂层有着致密的无机网络结构，从而提高了涂层的耐磨性；另一方面体现于交联组分的加入，交联组分中多个不饱和碳碳双键能够与SiO2溶胶和丙烯酸酯均聚物发生交联反应，提高固化膜的致密度和耐磨性；高剥离强度一方面体现于BOPP膜经过电晕处理，表面产生活化、表面能增加，与防伪镭射涂料的亲和度高，提高了防伪镭射涂料在其表面的附着度，另一方面体现于交联组分的加入，交联组分中的多个氨基甲酸酯基，其在涂料高分子链间形成多种氢键，提高涂料与基材之间的粘接力；综上，本发明制备的防伪镭射膜具有较高的涂层牢固度和耐磨性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种交联组分，由以下步骤制成：
在装有水浴锅、温度计、冷凝管、滴液漏斗以及机械搅拌器的四口烧瓶中加入30mL乙酸丁酯和1.68g六亚甲基二异氰酸酯三聚体，升温至50℃搅拌10min后，滴加1.3g丙烯酸羟丙酯、二月桂酸二丁基锡和对苯醌的混合液a，滴加速度为1滴/秒，滴加完毕后，控制反应温度70℃，搅拌反应3.5h，反应结束后，降至室温，得到交联组分，二月桂酸二丁基锡用量为六亚甲基二异氰酸酯三聚体和丙烯酸羟丙酯质量和的0.04％，对苯醌用量与二月桂酸二丁基锡用量相同。
实施例2
本实施例提供一种交联组分，由以下步骤制成：
在装有水浴锅、温度计、冷凝管、滴液漏斗以及机械搅拌器的四口烧瓶中加入40mL乙酸丁酯和1.68g六亚甲基二异氰酸酯三聚体，升温至50℃搅拌10min后，滴加1.5g丙烯酸羟丙酯、二月桂酸二丁基锡和对苯醌的混合液a，滴加速度为2滴/秒，滴加完毕后，控制反应温度70℃，搅拌反应4h，反应结束后，降至室温，得到交联组分，二月桂酸二丁基锡用量为六亚甲基二异氰酸酯三聚体和丙烯酸羟丙酯质量和的0.04％，对苯醌用量与二月桂酸二丁基锡用量相同。
实施例3
本实施例提供一种交联组分，增强溶胶由ZrO2溶胶和SiO2溶胶按照质量比1：1组成。
所述ZrO2溶胶由以下步骤制成：
将正丙醇锆163g和异丙醇45g混合，向混合液中滴加60g去离子水和异丙醇的混合液b，加入乙酸使反应体系pH值为6，25℃下搅拌反应8h，得到ZrO2溶胶，混合液b中去离子水和异丙醇的质量比为2：5。
所述SiO2溶胶由以下步骤制成：
将104g正硅酸乙酯和异丙醇45g混合，向混合液中滴加70g去离子水和异丙醇的混合液c，加入乙酸使反应体系pH值为2，50℃下搅拌反应4h后加入偶联剂KH-570，保温搅拌反应4h，得到SiO2溶胶，混合液c中去离子水和异丙醇的质量比为3：5。
实施例4
本实施例提供一种交联组分，增强溶胶由ZrO2溶胶和SiO2溶胶按照质量比1：1组成。
所述ZrO2溶胶由以下步骤制成：
将正丙醇锆163g和异丙醇50g混合，向混合液中滴加65g去离子水和异丙醇的混合液b，加入乙酸使反应体系pH值为6，25℃下搅拌反应10h，得到ZrO2溶胶，混合液b中去离子水和异丙醇的质量比为2：5。
所述SiO2溶胶由以下步骤制成：
将104g正硅酸乙酯和异丙醇50g混合，向混合液中滴加75g去离子水和异丙醇的混合液c，加入乙酸使反应体系pH值为2，50℃下搅拌反应4h后加入偶联剂KH-570，保温搅拌反应6h，得到SiO2溶胶，混合液c中去离子水和异丙醇的质量比为3：5。
实施例5
一种防伪镭射膜，由以下步骤制成：
第一步、基材电晕处理：采用金属电极与电晕处理辊对BOPP膜进行电晕处理，功率3kW，电压220V的方式使高能电火花冲击BOPP膜表面，使BOPP膜的表面湿张力达到42-46达因/厘米，得到基材；
第二步、将防伪镭射涂料在涂布速度15m/min条件下涂布于基材表面，然后进入烘箱中，在160℃下烘干，然后采用模压机模压，模压温度为160℃，模压压力为25kgf，得到半成品；
第三步、采用真空镀铝机将高纯铝丝在10-3Pa的真空条件下，加热至1400℃汽化，在半成品得到厚度30μm的镀铝层，即防伪镭射膜。
所述防伪镭射涂料由以下步骤制成：
准备以下重量份原料：乙酸正丙酯20份、乙酸乙酯40份、丙二醇甲醚3份、乙酸丁酯1份、实施例1交联组分2份、实施例3增强溶胶5份和聚甲基丙烯酸甲酯10份；将上述原料加入搅拌机中，40℃下混合3h，得到防伪镭射涂料。
实施例6
一种防伪镭射膜，由以下步骤制成：
第一步、基材电晕处理：采用金属电极与电晕处理辊对BOPP膜进行电晕处理，功率3kW，电压220V的方式使高能电火花冲击BOPP膜表面，使BOPP膜的表面张力达到42-46达因/厘米，得到基材；
第二步、将防伪镭射涂料在涂布速度18m/min条件下涂布于基材表面，然后进入烘箱中，在170℃下烘干，然后采用模压机模压，模压温度为163℃，模压压力为30kgf，得到半成品；
第三步、采用真空镀铝机将高纯铝丝在10-3Pa的真空条件下，加热至1398℃汽化，在半成品得到厚度40μm的镀铝层，即防伪镭射膜。
所述防伪镭射涂料由以下步骤制成：
准备以下重量份原料：乙酸正丙酯24份、乙酸乙酯45份、丙二醇甲醚4份、乙酸丁酯2份、实施例1交联组分3份、实施例4增强溶胶6份和聚甲基丙烯酸乙酯11份；将上述原料加入搅拌机中，45℃下混合3.5h，得到防伪镭射涂料。
实施例7
一种防伪镭射膜，由以下步骤制成：
第一步、基材电晕处理：采用金属电极与电晕处理辊对BOPP膜进行电晕处理，功率3kW，电压220V的方式使高能电火花冲击BOPP膜表面，使BOPP膜的表面湿张力达到42-46达因/厘米，得到基材；
第二步、将防伪镭射涂料在涂布速度20m/min条件下涂布于基材表面，然后进入烘箱中，在180℃下烘干，然后采用模压机模压，模压温度为165℃，模压压力为35kgf，得到半成品；
第三步、采用真空镀铝机将高纯铝丝在10-2Pa的真空条件下，加热至1402℃汽化，在半成品得到厚度50μm的镀铝层，即防伪镭射膜。
所述防伪镭射涂料由以下步骤制成：
准备以下重量份原料：乙酸正丙酯25份、乙酸乙酯50份、丙二醇甲醚5份、乙酸丁酯3份、实施例2交联组分4份、实施例4增强溶胶8份和聚甲基丙烯酸乙酯12份；将上述原料加入搅拌机中，50℃下混合4h，得到防伪镭射涂料。
对比例1
将实施例5中的交联组分去除，其余原料及制备过程同实施例5。
对比例2
将实施例6中的增强溶胶去除，其余原料及制备过程同实施例6。
将实施例5-7和对比例1-2所制备的防伪镭射膜进行测试，参照GB/T7122-1996测试剥离力，耐磨性能采用Taber旋蒸磨耗仪测试，载荷2.5N，对磨件为H18型磨轮，转速60r/min，50圈后测试漆膜的质量损耗，测试结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，相比于对比例1-2，实施例5-7所制备的防伪镭射膜涂层牢固度更高，耐磨性更好。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防伪镭射膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、基材电晕处理：采用金属电极与电晕处理辊对BOPP膜进行电晕处理，得到基材；
第二步、将防伪镭射涂料涂布于基材表面，进入烘箱中，在160-180℃下烘干，然后采用模压机模压，得到半成品；
第三步、采用真空镀铝机在半成品上镀铝，得到防伪镭射膜；
所述防伪镭射涂料由以下步骤制成：
准备以下重量份原料：乙酸正丙酯20-25份、乙酸乙酯40-50份、丙二醇甲醚3-5份、乙酸丁酯1-3份、交联组分2-4份、增强溶胶5-8份和丙烯酸酯均聚物10-12份；将上述原料加入搅拌机中，40-50℃下混合3-4h，得到防伪镭射涂料；
交联组分由以下步骤制成：
将乙酸丁酯和六亚甲基二异氰酸酯三聚体混合，50℃下搅拌后，滴加丙烯酸羟丙酯、二月桂酸二丁基锡和对苯醌的混合液a，滴加完毕后，70℃下搅拌反应3.5-4h，降至室温，得到交联组分；
增强溶胶由ZrO2溶胶和SiO2溶胶按照质量比1：1组成。
2.根据权利要求1所述的一种防伪镭射膜的制备方法，其特征在于，丙烯酸酯均聚物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种按照任意比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种防伪镭射膜的制备方法，其特征在于，乙酸丁酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、丙烯酸羟丙酯的用量比为30-40mL：1.68g：1.3-1.5g，二月桂酸二丁基锡用量为六亚甲基二异氰酸酯三聚体和丙烯酸羟丙酯质量和的0.04％，对苯醌用量与二月桂酸二丁基锡用量相同。
4.根据权利要求1所述的一种防伪镭射膜的制备方法，其特征在于，ZrO2溶胶由以下步骤制成：
将正丙醇锆和异丙醇混合，滴加去离子水和异丙醇的混合液b，用乙酸使反应体系pH值为6，25℃下搅拌反应8-10h，得到ZrO2溶胶，正丙醇锆、异丙醇和混合液b的质量比为163：45-50：60-65，混合液b中去离子水和异丙醇的质量比为2：5。
5.根据权利要求1所述的一种防伪镭射膜的制备方法，其特征在于，SiO2溶胶由以下步骤制成：
将正硅酸乙酯和异丙醇混合，滴加去离子水和异丙醇的混合液c，用乙酸使反应体系pH值为2，50℃下搅拌反应4h后加入偶联剂KH-570，保温搅拌反应4-6h，得到SiO2溶胶；正硅酸乙酯、异丙醇和混合液c的质量比为104：45-50：70-75，混合液c中去离子水和异丙醇的质量比为3：5。
6.一种防伪镭射膜，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备而成。
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