CN114874670A - 一种高柔韧性代替bopp膜的紫外光固化涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，涉及紫外光固化涂层技术领域。该一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，包括以下质量百分比的原料：羟基丙烯酸树脂35～55％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯10～25％、2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷3～5％、1－羟基－环己基－苯基甲酮3～6％、三级胺丙烯酸酯8～12％、三丙二醇二丙烯酸酯20～30％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10～15％、Tego450流平剂0.1～0.3％。通过在保证涂层柔韧性的前提下，能够进一步增加涂层的力学强度，使其具有超耐磨、高强韧性和良好的耐污性的优点，使得高柔韧性的代替BOPP膜紫外光固化涂层，流平好、光泽度好、附着力好、高柔韧性、印刷适应性好，可以代替BOPP覆膜纸张。
Description
技术领域
本发明涉及紫外光固化涂层技术领域，具体为一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层。
背景技术
塑料薄膜是指用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜广泛应用于食品、医药、化工等领域，塑料薄膜是塑料消耗的重要分支，根据中国包装联合会的数据，2019年塑料薄膜产量达到1594.62万吨，BOPP薄膜是一种非常重要的软包装材料，BOPP薄膜无色、无嗅、无味、无毒，并具有高拉伸强度、冲击强度、刚性、强韧性和良好的透明性，BOPP薄膜表面能低，涂胶或印刷前需进行电晕处理。经电晕处理后，BOPP薄膜具有良好的印刷适应性，可以套色印刷而得到精美的外观效果，因而常用作复合薄膜的面层材料，该膜广泛应用于面包、衣服、鞋袜等包装，以及香烟、书籍的封面包装，BOPP薄膜表面能低，涂胶或印刷前需进行电晕处理。
紫外光固化涂层具有固化速度快、生产能耗低，污染少，涂层性能优越等优点，成为目前材料表面的主要保护涂料之一。但是现有的紫外光固化涂层，普遍耐划伤性不足，急需一种具有高耐磨性、高耐划伤性和足够的强韧性的紫外光固化涂层，能保护物体在使用过程中不易被划伤。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，解决了现有紫外光固化涂层与基材的韧性不足，耐磨性以及韧性不强，易剥落的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，其特征在于：包括以下质量百分比的原料组：光交联剂原料组55～60％、流平助剂原料组5～15％与光引发剂原料组10～15％。
优选的，所述光引发剂原料组包括以下质量2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷3～5％、1－羟基－环己基－苯基甲酮5～10％。
优选的，所述光交联剂原料组包括以下质量份数的原料：羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯1～5％、三丙二醇二丙烯酸酯5～10％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～5％。
优选的，所述流平助剂原料组包括以下质量百分比的原料：Tego450流平剂0.1～0.5％、无离子水5～15％。
优选的，一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、首先将1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各取3～5％的质量置于高温熔化炉内，使1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各自熔化并混合得到混合液A；
S2、将混合液A置于高温蒸汽反应釜内，并将百分比质量的羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯1～5％以及三级胺丙烯酸酯一起置于高温蒸汽反应釜内，在100～110摄氏度下真空加热0.5～1小时，再取对应百分比质量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～5％置于高温反应釜内，提高温度至120～130摄氏度，并加热1～1.5小时，加热过程中每隔30～40分钟加入0.05～0.08％质量的Tego450流平剂混合加热，待完成加热后，冷却至40-50摄氏度出料，最终得到BOPP膜紫外光固化涂层。
优选的，所述S1步骤中，高温熔化炉熔化1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷设置在90～100摄氏度。
优选的，所述S2步骤中，高温反应釜内部加热温度在100～110摄氏度时，每30分钟提高5摄氏度直至到达120～130摄氏度。
优选的，所述S2步骤中，在完成加热后，所述高温反应釜以每10分钟降低20～30摄氏度直至釜内温度到达35～40摄氏度。
(三)有益效果
本发明提供了一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层。具备以下有益效果：
本发明通过增加的羟基丙烯酸树脂为基本成分，经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物，除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，兼具柔韧性和耐磨性的特点。
本发明通过羟基丙烯酸树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯配合使用，以脂肪族聚氨酯丙烯酸酯良好的耐冲击性和耐磨性和良好的耐化学品性和耐水性、耐油性特性，并利用2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷以及1－羟基－环己基－苯基甲酮进行交联，在保证涂层柔韧性的前提下，能够进一步增加涂层的力学强度，使其具有超耐磨、高耐划伤性、高强韧性和良好的耐污性的优点，并通过增加Tego450流平剂以提高流平性，使得高柔韧性的代替BOPP膜紫外光固化涂层，流平好、光泽度好、耐磨性好、附着力好、高柔韧性、印刷适应性好，可以代替BOPP覆膜纸张。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，包括以下质量百分比的原料组：光交联剂原料组60％、流平助剂原料组15％与光引发剂原料组15％。
光引发剂原料组包括以下质量2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷5％、1－羟基－环己基－苯基甲酮10％。
光交联剂原料组包括以下质量份数的原料：羟基丙烯酸树脂50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％、三丙二醇二丙烯酸酯10％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5％。
流平助剂原料组包括以下质量百分比的原料：Tego450流平剂0.5％、无离子水15％。
本发明实施例提供一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、首先将1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各取5％的质量置于高温熔化炉内，使1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各自熔化并混合得到混合液A，高温熔化炉熔化1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷设置在100摄氏度；
S2、将混合液A置于高温蒸汽反应釜内，并将百分比质量的羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％以及三级胺丙烯酸酯一起置于高温蒸汽反应釜内，在110摄氏度下真空加热1小时，再取对应百分比质量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5％置于高温反应釜内，高温反应釜内部加热温度在100～110摄氏度时，每30分钟提高5摄氏度直至到达120～130摄氏度，提高温度至130摄氏度，并加热1.5小时，加热过程中每隔30分钟加入0.08％质量的Tego450流平剂混合加热，待完成加热后，在完成加热后，高温反应釜以每10分钟降低20～30摄氏度直至釜内温度到达35～40摄氏度，冷却至40摄氏度出料，最终得到BOPP膜紫外光固化涂层。
通过增加的羟基丙烯酸树脂以(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物，除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，兼具柔韧性和耐磨性的特点，本发明通过羟基丙烯酸树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯配合使用，以脂肪族聚氨酯丙烯酸酯良好的耐冲击性和耐磨性和良好的耐化学品性和耐水性、耐油性特性，并利用2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷以及1－羟基－环己基－苯基甲酮进行交联，在保证涂层柔韧性的前提下，能够进一步增加涂层的力学强度，使其具有超耐磨、高耐划伤性、高强韧性和良好的耐污性的优点，并通过增加Tego450流平剂以提高流平性，使得高柔韧性的代替BOPP膜紫外光固化涂层，流平好、光泽度好、耐磨性好、附着力好、高柔韧性、印刷适应性好，可以代替BOPP覆膜纸张。
实施例二：
本发明实施例提供一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，包括以下质量百分比的原料组：光交联剂原料组55％、流平助剂原料组20％与光引发剂原料组15％。
光引发剂原料组包括以下质量2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷4％、1－羟基－环己基－苯基甲酮16％。
光交联剂原料组包括以下质量份数的原料：羟基丙烯酸树脂45％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％、三丙二醇二丙烯酸酯4％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6％。
流平助剂原料组包括以下质量百分比的原料：Tego450流平剂0.1％、无离子水14％。
本发明实施例提供一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、首先将1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各取5％的质量置于高温熔化炉内，使1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各自熔化并混合得到混合液A，高温熔化炉熔化1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷设置在100摄氏度；
S2、将混合液A置于高温蒸汽反应釜内，并将百分比质量的羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯5％以及三级胺丙烯酸酯一起置于高温蒸汽反应釜内，在110摄氏度下真空加热1小时，再取对应百分比质量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5％置于高温反应釜内，高温反应釜内部加热温度在100～110摄氏度时，每30分钟提高5摄氏度直至到达120～130摄氏度，提高温度至130摄氏度，并加热1.5小时，加热过程中每隔30分钟加入0.08％质量的Tego450流平剂混合加热，待完成加热后，在完成加热后，高温反应釜以每10分钟降低20～30摄氏度直至釜内温度到达35～40摄氏度，冷却至40摄氏度出料，最终得到BOPP膜紫外光固化涂层。
通过增加的羟基丙烯酸树脂以(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物，除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，兼具柔韧性和耐磨性的特点，本发明通过羟基丙烯酸树脂和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯配合使用，以脂肪族聚氨酯丙烯酸酯良好的耐冲击性和耐磨性和良好的耐化学品性和耐水性、耐油性特性，并利用2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷以及1－羟基－环己基－苯基甲酮进行交联，在保证涂层柔韧性的前提下，能够进一步增加涂层的力学强度，使其具有超耐磨、高耐划伤性、高强韧性和良好的耐污性的优点，并通过增加Tego450流平剂以提高流平性，使得高柔韧性的代替BOPP膜紫外光固化涂层，流平好、光泽度好、耐磨性好、附着力好、高柔韧性、印刷适应性好，可以代替BOPP覆膜纸张。
实验数据：
将本发明的高柔韧性代替BOPP膜紫外光固化涂层，通过上油装置均匀涂布在纸张表面，然后在365nm波长的UV灯下分别经过50mj/cm2能量固化和150mj/cm2能量固化，固化后分别放置不同的时间，对涂层进行耐磨测试、柔韧性测试、附着力测试、印刷适应性测试。
结论：
试验证明本发明的高柔韧性代替BOPP膜紫外光固化涂层在涂布到纸张表面后，经过50mj/cm2能量固化和150mj/cm2能量固化，耐磨1000次以上、附着力5B、柔韧性180折20次涂层不爆裂、印刷UV平板油墨效果良好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，其特征在于：包括以下质量百分比的原料组：光交联剂原料组55～60％、流平助剂原料组5～15％与光引发剂原料组10～15％。
2.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，其特征在于：所述光引发剂原料组包括以下质量2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷3～5％、1－羟基－环己基－苯基甲酮5～10％。
3.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，其特征在于：所述光交联剂原料组包括以下质量份数的原料：羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯1～5％、三丙二醇二丙烯酸酯5～10％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～5％。
4.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层，其特征在于：所述流平助剂原料组包括以下质量百分比的原料：Tego450流平剂0.1～0.5％、无离子水5～15％。
5.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
S1、首先将1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各取3～5％的质量置于高温熔化炉内，使1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷各自熔化并混合得到混合液A；
S2、将混合液A置于高温蒸汽反应釜内，并将百分比质量的羟基丙烯酸树脂35～50％、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯1～5％以及三级胺丙烯酸酯一起置于高温蒸汽反应釜内，在100～110摄氏度下真空加热0.5～1小时，再取对应百分比质量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1～5％置于高温反应釜内，提高温度至120～130摄氏度，并加热1～1.5小时，加热过程中每隔30～40分钟加入0.05～0.08％质量的Tego450流平剂混合加热，待完成加热后，冷却至40-50摄氏度出料，最终得到BOPP膜紫外光固化涂层。
6.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中，高温熔化炉熔化1－羟基－环己基－苯基甲酮以及2,4,6－三甲基苯甲酰二苯氧磷设置在90～100摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，高温反应釜内部加热温度在100～110摄氏度时，每30分钟提高5摄氏度直至到达120～130摄氏度。
8.根据权利要求1所述的一种高柔韧性代替BOPP膜的紫外光固化涂层的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，在完成加热后，所述高温反应釜以每10分钟降低20～30摄氏度直至釜内温度到达35～40摄氏度。
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