CN115340793A - 一种水性乳液及其在镭射全息电化铝烫印膜中的应用 - Google Patents

一种水性乳液及其在镭射全息电化铝烫印膜中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性乳液，制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂15‑30份，水性丙烯酸树脂20‑30份，润湿剂1‑3份，消泡剂0.1‑1份，醇溶液3‑8份，水40‑60份。本发明采用聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂协同作用，使涂层材料具有一定的拉伸性能，在印刷过程中可以伴随基膜层拉伸，得到的印刷图像精度高，偏差小，改性树脂在合适的重量比下，可以制备得到具有优良剥离性能，可塑性强，耐高温的烫印涂层材料，并且烫印后分切性能好，生产周期缩短，同时本发明采用水作溶剂，制备水性体系乳液，环保效果佳，VOCs残留量低，有机溶剂排放量少。

Description

一种水性乳液及其在镭射全息电化铝烫印膜中的应用
技术领域
本发明涉及一种水性乳液及其在镭射全息电化铝烫印膜中的应用，涉及C09D，具体涉及涂料组合物领域。
背景技术
全息是指应用光的干涉和衍射原理，将物体发出的光波以干涉条纹的形式记录下来成“全息图”，并在一定的条件下再现出和原物逼真的三维衍射像的技术。通过将激光摄影记录下来的全息图像复制到承印材料上，应用于印刷包装业，由于其独特的表面装饰效果被人们广泛喜爱，越来越多地用于满足高档，精美，环保，个性化的印刷要求，在钞票、烟标、药品、化妆品等高档包装中有广泛应用。将全息防伪烫印膜上特定部位的全息图准确地烫印到承烫物的指定位置上，需要高分子涂层材料既具有一定的剥离性能，在烫印过程中脱离基材料转移到烫印的目标材料上，又需要达到一定的镭射效果，具有高耐温性，高可塑性，才能在烫印过程中维持全息图案的完整性。
中国发明专利CN201910580083.9公开了一种晶钻耀闪镭射防伪包装材料及其制造方法，通过采用石墨烯抗静电层、基纸层、胶粘层、硫化锌高亮层、全息镭射防伪层、镭射转移涂料层、无溶剂复合胶粘层、耀闪晶钻层和耐高温透明涂料层复合组成，具有抗静电、美观与防伪的多重功效，但是所述涂层以纸为基础承载层，防水，耐磨性欠佳。中国发明专利CN200810202755.4公开了一种环保型可模压水性转移涂料及其制备方法与应用，采用水性乳液制备水性转移涂料，提高了环保优势，并且印刷适应性好；模压时适宜的模压温度范围比较宽，模压效果好，生产上容易控制；但是其耐温效果不佳，高温烫印下容易导致印刷图文偏差，降低印刷效果。
发明内容
为了改善镭射全息电化铝烫印膜的模压烫印效果，提高水性乳液涂层的环保优势，本发明的第一个方面提供了一种水性乳液，制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂15-30份，水性丙烯酸树脂20-30份，润湿剂1-3份，消泡剂0.1-1份，醇溶液3-8份，水40-60份。
作为一种优选的实施方式，制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂23份，水性丙烯酸树脂22份，润湿剂1.5份，消泡剂0.5份，醇溶液5份，水48份。
作为一种优选的实施方式，所述水性硅丙树脂为改性水性硅丙树脂，选自聚酯改性水性硅丙树脂、环氧改性水性硅丙树脂、聚氨酯改性水性硅丙树脂、纳米颗粒改性水性硅丙树脂中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述改性水性硅丙树脂为聚酯改性水性硅丙树脂和环氧改性水性硅丙树脂的组合。
作为一种优选的实施方式，所述改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为120-130℃。
作为一种优选的实施方式，所述改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为125℃。
作为一种优选的实施方式，所述聚酯改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为5-10℃；环氧改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为95-105℃。
作为一种优选的实施方式，所述聚酯改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为8℃；环氧改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为100℃。
作为一种优选的实施方式，所述水性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂，所述有机硅改性丙烯酸树脂以聚苯乙烯为主链，有机硅改性分子为侧链。
作为一种优选的实施方式，所述聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂的重量比为10：(20-30)：(10-20)。
作为一种优选的实施方式，所述聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂的重量比为10：22：13。
采用低玻璃转化温度的聚酯改性硅丙树脂和有机硅改性丙烯酸树脂，高玻璃转化温度的环氧改性硅丙树脂协同作用采用10：(20-30)：(10-20)的重量比，制备得到具有优良剥离性能，可塑性强，耐高温的烫印涂层材料，可以提高电化铝烫品的表面张力，实现良好的印刷效果，并且烫印后分切性能好，生产周期缩短，猜测可能的原因是：采用带有羟基，环氧基的有机硅树脂通过缩聚反应使其与丙烯酸树脂反应，将有机硅键合到丙烯酸树脂上，通过分子结构设计，制备出结构规整，多功能的复合型树脂，复合型树脂由于分子表面的有机硅改性，降低了污染性粒子对涂层的粘附，提高树脂涂料的剥离性能，并且该复合型树脂涂料同时具备了离型层性能和信息层性能，可以承接显示模压的镭射效果，同时缩短了加工周期。
本发明所述水性乳液涂层材料由于采用聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂协同作用，使涂层材料具有一定的拉伸性能，在印刷过程中可以伴随基膜层拉伸，得到的印刷图像精度高，偏差小。
作为一种优选的实施方式，所述润湿剂选自非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂中的一种。
作为一种优选的实施方式，所述润湿剂为非离子表面活性剂。进一步优选，所述润湿剂包括炔二醇非离子表面活性剂。
作为一种优选的实施方式，所述炔二醇非离子表面活性剂为104E润湿剂，购自美国气体化学。
作为一种优选的实施方式，润湿剂为104E润湿剂和465润湿剂的组合，所述465润湿剂购自美国气体化学。
作为一种优选的实施方式，所述104E润湿剂和465润湿剂的重量比为0.5：(0.5-1)。
作为一种优选的实施方式，所述104E润湿剂和465润湿剂的重量比为0.5：1。
作为一种优选的实施方式，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
作为一种优选的实施方式，所述醇溶液为体积分数为95％的乙醇水溶液。
作为一种优选的实施方式，所述水性乳液的制备方法，包括以下步骤：将水性硅丙树脂，水性丙烯酸树脂，润湿剂，消泡剂，醇溶液和水加入到反应釜中混合，制备得到。
本发明的第二个方面提供了一种水性乳液的应用，应用于全息烫膜、冷烫膜或烫后印膜工艺中，进一步优选，应用于镭射全息电化铝烫印膜中。
作为一种优选的实施方式，所述镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，包括以下步骤：
(1)在PET薄膜表面涂布水性乳液，然后进烘箱通道加热烘干固化；
(2)在水性乳液固化后的PET薄膜表面模压带有激光全息镭射效果的图案；
(3)模压后进行真空电镀铝；
(4)经过真空电镀铝后，在镀铝表面涂布热转移胶层，烘箱中烘干后即得。
作为一种优选的实施方式，所述步骤1中烘箱通道的温度包括6个温度区间，分别为70-80℃，90-100℃，110-120℃，115-125℃，150-160℃，90-100℃，所述步骤1的涂布速度为120-130m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤1中烘箱通道的温度包括6个温度区间，分别为75℃，95℃，115℃，118℃，158℃，95℃，所述步骤1的涂布速度为128m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2中模压的工艺参数为：模压压力为5-15kg/m2，模压温度为160-170℃，模压速度为60-70m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤2中模压的工艺参数为：模压压力为10kg/m2，模压温度为165℃，模压速度为65m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤3中真空电镀铝的工艺参数为：真空度为(0.5-1)*10-3Pa，镀铝速度为450-550m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤3中真空电镀铝的工艺参数为：真空度为1*10-3Pa，镀铝速度为500m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤4中烘箱包括5个温度区间分别为：85-95℃，110-120℃，130-140℃，130-140℃，110-120℃，所述步骤4的涂布速度为80-100m/min。
作为一种优选的实施方式，所述步骤4中烘箱包括5个温度区间分别为：90℃，115℃，135℃，135℃，115℃，所述步骤4的涂布速度为90m/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述应用于镭射全息电化铝烫印膜的水性乳液，采用聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂协同作用，使涂层材料具有一定的拉伸性能，在印刷过程中可以伴随基膜层拉伸，得到的印刷图像精度高，偏差小。
(2)本发明所述应用于镭射全息电化铝烫印膜的水性乳液，聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂采用10：(20-30)：(10-20)的重量比协同作用，可以制备得到具有优良剥离性能，可塑性强，耐高温的烫印涂层材料，并且烫印后分切性能好，生产周期缩短。
(3)本发明所述应用于镭射全息电化铝烫印膜的水性乳液，采用水作溶剂，制备水性体系乳液，环保效果佳，VOCs残留量低，有机溶剂排放量少。
具体实施方式
实施例1
一种水性乳液，制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂23份，水性丙烯酸树脂22份，润湿剂1.5份，消泡剂0.5份，醇溶液5份，水48份。
所述水性硅丙树脂为聚酯改性水性硅丙树脂和环氧改性水性硅丙树脂的组合。所述聚酯改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为8℃；购自荷兰帝斯曼，型号为E-180；环氧改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为100℃；购自清远柯林达新材料有限公司，型号为T1801。
所述水性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂玻璃化转变温度为125℃，购自东莞市艾德合成材料有限公司，型号为AD-1680。
所述聚酯改性硅丙树脂，有机硅改性丙烯酸树脂，环氧改性硅丙树脂的重量比为10：22：13。
所述润湿剂为104E润湿剂和465润湿剂的组合，重量比为0.5：1。所述104E润湿剂购自美国气体化学；465润湿剂购自美国气体化学。
所述消泡剂购自道康宁化学，型号为DC65-A。
所述醇溶液为体积分数为95％的乙醇水溶液。
所述水性乳液的制备方法，包括以下步骤：将水性硅丙树脂，水性丙烯酸树脂，润湿剂，消泡剂，醇溶液和水加入到反应釜中混合，制备得到。
所述水性乳液应用于镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，包括以下步骤：
(1)在PET薄膜表面涂布水性乳液，然后进烘箱通道加热烘干固化；
(2)在水性乳液固化后的PET薄膜表面模压带有激光全息镭射效果的图案；
(3)模压后进行真空电镀铝；
(4)经过真空电镀铝后，在镀铝表面涂布热转移胶层，烘箱中烘干后即得。
所述步骤1中烘箱通道的温度包括6个温度区间，分别为75℃，95℃，115℃，118℃，158℃，95℃，所述步骤1的涂布速度为128m/min。
所述步骤2中模压的工艺参数为：模压压力为10kg/m2，模压温度为165℃，模压速度为65m/min。
所述步骤3中真空电镀铝的工艺参数为：真空度为1*10-3Pa，镀铝速度为500m/min。
所述步骤4中烘箱包括5个温度区间分别为：90℃，115℃，135℃，135℃，115℃，所述步骤4的涂布速度为90m/min。
实施例2
一种水性乳液及其应用于镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，具体步骤同实施例1，不同点在于制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂10份，水性丙烯酸树脂22份，润湿剂1.5份，消泡剂0.5份，醇溶液20份，水48份。
实施例3
一种水性乳液及其应用于镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，具体步骤同实施例1，不同点在于制备原料以重量份计包括：水性丙烯酸树脂45份，润湿剂1.5份，消泡剂0.5份，醇溶液20份，水48份。
实施例4
一种水性乳液及其应用于镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，具体步骤同实施例1，不同点在于所述有机硅改性丙烯酸树脂替换为聚氨酯改性丙烯酸酯。
性能测试
1.产品精度测试：测量PET薄膜在未经加工前的尺寸，然后测量经过加工后产品的尺寸，计算左右，上下的偏差值。偏差值＝加工后尺寸-加工前尺寸。
2.VOCs残留量测试：依据ASTM D6419-00标准测试制备后的成品的VOCs残留量。
3.有机溶剂排放测试：依据《工业企业挥发性有机物排放标准》测试制备后的成品的有机溶剂排放量。
测试结果见表1。
表1
Figure BDA0003793632880000061
Figure BDA0003793632880000071

Claims (10)

1.一种水性乳液，其特征在于，制备原料以重量份计包括：水性硅丙树脂15-30份，水性丙烯酸树脂20-30份，润湿剂1-3份，消泡剂0.1-1份，醇溶液3-8份，水40-60份。
2.根据权利要求1所述水性乳液，其特征在于，所述水性硅丙树脂为改性水性硅丙树脂，选自聚酯改性水性硅丙树脂、环氧改性水性硅丙树脂、聚氨酯改性水性硅丙树脂、纳米颗粒改性水性硅丙树脂中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求2所述水性乳液，其特征在于，所述改性水性硅丙树脂的玻璃化转变温度为40-105℃。
4.根据权利要求1所述水性乳液，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂为有机硅改性丙烯酸树脂，所述有机硅改性丙烯酸树脂以聚苯乙烯为主链，有机硅改性分子为侧链。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述水性乳液的应用，其特征在于，应用于全息烫膜、冷烫膜或烫后印膜工艺中，进一步优选，应用于镭射全息电化铝烫印膜中。
6.根据权利要求5所述水性乳液的应用，其特征在于，所述镭射全息电化铝烫印膜的加工工艺，包括以下步骤：
(1)在PET薄膜表面涂布水性乳液，然后进烘箱通道加热烘干固化；
(2)在水性乳液固化后的PET薄膜表面模压带有激光全息镭射效果的图案；
(3)模压后进行真空电镀铝；
(4)经过真空电镀铝后，在镀铝表面涂布热转移胶层，烘箱中烘干后即得。
7.根据权利要求6所述水性乳液的应用，其特征在于，所述步骤1中烘箱通道的温度包括6个温度区间，分别为70-80℃，90-100℃，110-120℃，115-125℃，150-160℃，90-100℃，所述步骤1的涂布速度为120-130m/min。
8.根据权利要求6所述水性乳液的应用，其特征在于，所述步骤2中模压的工艺参数为：模压压力为5-15kg/m2，模压温度为160-170℃，模压速度为60-70m/min。
9.根据权利要求6所述水性乳液的应用，其特征在于，所述步骤3中真空电镀铝的工艺参数为：真空度为(0.5-1)*10-3Pa，镀铝速度为450-550m/min。
10.根据权利要求6所述水性乳液的应用，其特征在于，所述步骤4中烘箱包括5个温度区间分别为：85-95℃，110-120℃，130-140℃，130-140℃，110-120℃，所述步骤4的涂布速度为80-100m/min。
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