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CN101407654A - 一种高剥离性环保型水性转移涂料及其应用 - Google Patents

一种高剥离性环保型水性转移涂料及其应用 Download PDF

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CN101407654A
CN101407654A CNA2008102027450A CN200810202745A CN101407654A CN 101407654 A CN101407654 A CN 101407654A CN A2008102027450 A CNA2008102027450 A CN A2008102027450A CN 200810202745 A CN200810202745 A CN 200810202745A CN 101407654 A CN101407654 A CN 101407654A
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虞明东
陈智
谢允斌
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WEIKAI CHEMICAL-PRODUCT Co Ltd SHANGHAI
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WEIKAI CHEMICAL-PRODUCT Co Ltd SHANGHAI
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Abstract

本发明涉及一种高剥离性环保型水性转移涂料及其应用，所述的水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：水性树脂10～60；助剂0～10；流变控制剂0～10；助溶剂0～30；色料0～10；去离子水30～80；pH值调节剂0～5。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)环保和成本优势：以水为主要分散介质，基本不含有机溶剂，挥发性有机物(VOCs)含量极低，生产成本低；(2)印刷适应性好：相比溶剂型体系，水性体系在树脂与溶剂极性上的不同，赋予了其良好的耐溶剂性，更适用于对耐溶剂性要求较高的印刷方式(如凹版印刷、丝网印刷)；(3)经中试生产确认可直接用于替代现有溶剂型高剥离性转移涂料。

Description

一种高剥离性环保型水性转移涂料及其应用
技术领域
本发明涉及水性转移涂料，尤其涉及一种高剥离性环保型水性转移涂料及其应用。
背景技术
20世纪80年代以来，转移镀铝工艺凭借其工艺更简单、成本更低等优势，在包装材料界掀起了一场革命，为其度身定制的转移镀铝用涂料(以下简称转移涂料)得到了大量的推广应用。转移涂料的基础性能是其剥离性，即其与基膜(PET聚酯薄膜、OPP拉伸聚丙烯薄膜等)干净剥离的容易程度。剥离性的好坏一般可通过转移涂料与基膜的剥离力来表征。大量实践经验表明，剥离力较大的转移涂料，在剥离机械运行速度稍高(通常指120m/min以上)时即容易出现剥离不清问题，在成品表面留下星星点点的缺陷，直接影响到产品质量与生产效率。此外，薄型纸(一般指50～90g/m2定量，如普通香烟用的内衬纸)由于其材质较软，对剥离性的要求也特别高。因此，具有高剥离性(剥离力很小)的转移涂料，一直是转移涂料研发与应用领域的一大难点，特别是随着高速剥离机械(剥离速度可达120～180m/min)应用的逐渐推广，这一问题显得尤为突出。
现有高剥离性转移涂料为溶剂型体系，大量使用有机溶剂，一方面挥发性有机物(VOCs)含量高对生产与使用环境造成严重污染，另一方面也存在着生产成本高的问题。
水性涂料具有溶剂型涂料无可比拟的环保优势已成为广泛共识，转移涂料走水性化的道路也是大势所趋，因此，急需开发具有高剥离性的水性转移涂料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全无毒、价格低廉、性能优良的高剥离性环保型水性转移涂料及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
水性树脂      10～60；
助剂          0～10；
流变控制剂    0～10；
助溶剂        0～30；
色料          0～10；
去离子水      30～80；
pH值调节剂    0～5。
所述的水性树脂选自水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂、聚乙烯醇。
所述的水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂的重均分子量Mw范围为1万～10万；所述的水性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度Tg范围为-20℃～110℃；所述的水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂的软化点范围为100～250℃；所述的聚乙烯醇的醇解度范围为70％～100％。
所述的水性丙烯酸树脂选自苯丙改性水性丙烯酸树脂、醋丙改性水性丙烯酸树脂、硅丙改性水性丙烯酸树脂中的一种或几种。
所述的助剂选自润湿剂、消泡剂、抗擦伤剂、成膜助剂、交联剂中的一种或几种；所述的流变控制剂选自疏水改性碱溶胀型丙烯酸乳液或缔合型聚氨酯乳液中的一种或两种。
所述的润湿剂选自阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂中的一种或几种；所述的消泡剂选自改性聚硅氧烷、改性硅酮类、界面活性剂中的一种或几种；所述的抗擦伤剂选自聚乙烯乳化蜡、聚醚改性有机硅、硅溶胶中的一种或几种；所述的成膜助剂选自丙氧基醇醚、正丁醇、碳酸丙酯、十二酯醇中的一种或几种；所述的交联剂选自氨基树脂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种。
所述的阴离子型润湿剂选自聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐、六偏磷酸钠中的一种或几种；所述的非离子型润湿剂选自聚氧乙烯烷基醚、乙炔乙二醇、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的一种或几种。
所述的助溶剂选自乙醇、异丙醇、丙二醇醚中的一种或几种；所述的色料选自水性颜料、水性金属络合染料、醇溶性金属络合染料中的一种或几种；所述的pH值调节剂选自氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺中的一种或几种。
一种高剥离性环保型水性转移涂料的应用，其特征在于，该应用包括将转移涂料直接涂布于基膜表面，经温度90℃～140℃、时间6秒～20秒连续烘干，固化成膜，进入真空镀铝机镀铝，然后与纸张通过常用胶水复合并烘干，冷却至室温后，经剥离工段剥去表层的基膜，即可得到具有鲜艳金属光泽的转移镀铝包装纸。
所述的基膜包括聚酯PET薄膜；所述的纸张包括50～90g/m2定量的薄型纸；所述的剥离工段采用高速120～180m/min剥离机剥离，运行时与基膜干净剥离，无任何剥离不清现象。
与现有技术相比，本发明水性转移涂料以水为主要分散介质，具有以下优点：
(1)环保和成本优势：以水为主要分散介质，基本不含有机溶剂，挥发性有机物(VOCs)含量极低，生产成本低；
(2)印刷适应性好：相比溶剂型体系，水性体系在树脂与溶剂极性上的不同，赋予了其良好的耐溶剂性，更适用于对耐溶剂性要求较高的印刷方式(如凹版印刷、丝网印刷)；
(3)经中试生产确认可直接用于替代现有溶剂型高剥离性转移涂料。
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。
实施例1
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂水性聚氨酯树脂 30
消泡剂特殊氢碳化合物 2
助溶剂乙醇 30
去离子水 37.7
pH值调节剂三乙醇胺 0.3
水性聚氨酯树脂的重均分子量Mw为1万，软化点为100℃；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料，适用于对剥离性要求特别高的应用场合。
将上述得到的水性转移涂料直接涂布于聚酯(PET)薄膜表面，经90℃、20秒的连续烘干固化成膜后，进入真空镀铝机镀铝，然后与普通烟衬纸(60g/m2定量)通过常用胶水复合并烘干，待复合体冷却至室温后，经150m/min高速剥离机剥去最外层的PET薄膜(可多次重复应用于此工艺)，即得转移镀铝烟衬纸。
实施例2
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂水性聚氨酯树脂水性丙烯酸树脂 2010
抗擦伤助剂聚乙烯乳化蜡 7
助溶剂乙醇 20
色料醇溶性金属络合染料 2
去离子水 41
水性树脂的重均分子量Mw为10万，水性聚氨酯树脂的软化点为250℃，水性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度Tg为-20℃；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料，适用于对剥离性要求高且有上色要求的应用场合。
将上述得到的水性转移涂料直接涂布于聚酯(PET)薄膜表面，经温度120℃、12秒的连续烘干固化成膜后，进入真空镀铝机镀铝，然后与普通烟衬纸(50g/m2定量)通过常用胶水复合并烘干，待复合体冷却至室温后，经120m/min高速剥离机剥去最外层的PET薄膜(可多次重复应用于此工艺)，即得具有鲜艳金属光泽、表面耐擦伤性与印刷适应性好的转移镀铝烟衬纸。
实施例3
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂水性聚氨酯树脂水性丙烯酸树脂 255
润湿剂聚丙烯酸钠盐 5
流变控制剂缔合型聚氨酯乳液 2
助溶剂乙醇正丁醇 1510
去离子水 38
水性树脂的重均分子量Mw为4万，水性聚氨酯树脂的软化点为150℃，水性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度Tg为110℃；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料，适用于对涂布设备速度较快的生产场合。
将上述得到的水性转移涂料直接涂布于聚酯(PET)薄膜表面，经温度140℃、时间6秒的连续烘干固化成膜后，进入真空镀铝机镀铝，然后与普通烟衬纸(90g/m2定量)通过常用胶水复合并烘干，待复合体冷却至室温后，经180m/min高速剥离机剥去最外层的PET薄膜(可多次重复应用于此工艺)，即得具有鲜艳金属光泽、表面耐擦伤性与印刷适应性好的转移镀铝烟衬纸。
实施例4
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂聚乙烯醇 10
交联剂氨基树脂 2
流变控制剂疏水改性碱溶胀型丙烯酸乳液 2
色料  水性透明黄颜料 5
去离子水 80
 pH值调节剂2-氨基-2-甲基-1-丙醇 1
聚乙烯醇的醇解度≥70％；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料。
实施例5
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂水性丙烯酸树脂 15
消泡剂改性聚硅氧烷 10
流变控制剂疏水改性碱溶胀型丙烯酸乳液 10
助溶剂乙醇异丙醇 105
色料  水性透明红颜料 10
去离子水 35
pH值调节剂三乙醇胺三乙胺 32
水性丙烯酸树脂包括苯丙、醋丙改性水性丙烯酸树脂(二者重量比1∶1)，重均分子量Mw为8万，玻璃化转变温度Tg为60℃(通过Fox方程计算)；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料。
实施例6
一种高剥离性环保型水性转移涂料，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
组分 重量份
水性树脂水性聚氨酯树脂水性丙烯酸树脂 3030
流变控制剂疏水改性碱溶胀型丙烯酸乳液 5
助溶剂乙醇 5
去离子水 30
水性树脂的重均分子量Mw为5万，水性聚氨酯树脂的软化点为120℃，水性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度Tg为80℃；
上述原料经合成、分散、调配工艺即可制成高剥离性环保型水性转移涂料。
上述水性转移涂料直接涂布于聚酯(PET)薄膜表面，经温度90～140℃、6～12秒的连续烘干固化成膜后，进入真空镀铝机镀铝，然后与各类纸张通过常用包装胶水复合并烘干，待复合体冷却至室温后，经150m/min高速剥离机剥去表层的PET薄膜，即得转移镀铝包装纸。

Claims (10)

1.一种高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，该水性转移涂料由以下组分及含量(重量份)为原料：
水性树脂      10～60；
助剂          0～10；
流变控制剂    0～10；
助溶剂        0～30；
色料          0～10；
去离子水      30～80；
pH值调节剂    0～5。
2.根据权利要求1所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的水性树脂选自水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂、聚乙烯醇。
3.根据权利要求2所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂的重均分子量Mw范围为1万～10万；所述的水性丙烯酸树脂的玻璃化转变温度Tg范围为-20℃～110℃；所述的水性丙烯酸改性聚氨酯树脂、水性聚氨酯树脂的软化点范围为100～250℃；所述的聚乙烯醇的醇解度范围为70％～100％。
4.根据权利要求2所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的水性丙烯酸树脂选自苯丙改性水性丙烯酸树脂、醋丙改性水性丙烯酸树脂、硅丙改性水性丙烯酸树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的助剂选自润湿剂、消泡剂、抗擦伤剂、成膜助剂、交联剂中的一种或几种；所述的流变控制剂选自疏水改性碱溶胀型丙烯酸乳液或缔合型聚氨酯乳液中的一种或两种。
6.根据权利要求5所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的润湿剂选自阴离子型润湿剂、非离子型润湿剂中的一种或几种；所述的消泡剂选自改性聚硅氧烷、改性硅酮类、界面活性剂中的一种或几种；所述的抗擦伤剂选自聚乙烯乳化蜡、聚醚改性有机硅、硅溶胶中的一种或几种；所述的成膜助剂选自丙氧基醇醚、正丁醇、碳酸丙酯、十二酯醇中的一种或几种；所述的交联剂选自氨基树脂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的阴离子型润湿剂选自聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐、六偏磷酸钠中的一种或几种；所述的非离子型润湿剂选自聚氧乙烯烷基醚、乙炔乙二醇、聚氧乙烯乙二醇烷基酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的高剥离性环保型水性转移涂料，其特征在于，所述的助溶剂选自乙醇、异丙醇、丙二醇醚中的一种或几种；所述的色料选自水性颜料、水性金属络合染料、醇溶性金属络合染料中的一种或几种；所述的pH值调节剂选自氨水、三乙胺、二甲基乙胺、三乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二甲基乙醇胺中的一种或几种。
9.一种如权利要求1所述的高剥离性环保型水性转移涂料的应用，其特征在于，该应用包括将转移涂料直接涂布于基膜表面，经温度90℃～140℃、时间6秒～20秒连续烘干，固化成膜，进入真空镀铝机镀铝，然后与纸张通过常用胶水复合并烘干，冷却至室温后，经剥离工段剥去表层的基膜，即可得到具有鲜艳金属光泽的转移镀铝包装纸。
10.根据权利要求9所述的高剥离性环保型水性转移涂料的应用，其特征在于，所述的基膜包括聚酯PET薄膜；所述的纸张包括50～90g/m2定量的薄型纸；所述的剥离工段采用高速120～180m/min剥离机剥离，运行时与基膜干净剥离，无任何剥离不清现象。
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