CN102719188A - 一种底面合一的亲水铝箔涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底面合一亲水铝箔涂料及其制备方法，该涂料按质量百分比由：亲水性丙烯酸树脂为25～40％，聚氨酯丙烯酸树脂为15～30％，活性稀释剂混合物为25～45％，光引发剂为5～10％组成；本发明的涂料通过紫外光辐照一次固化成膜。其组分中亲水性丙烯酸树脂的制备是通过溶液聚合方法合成丙烯酸树脂后再在其中加入二乙醇胺中和成盐得到，按比例将各组分称量混合后机械搅拌均匀，即得到底面合一亲水铝箔涂料。本发明漆膜固化后，涂层的持续亲水性强，硬度适中，附着力好，对冲制模具的磨损较小。涂层对铝箔提供防腐、保护、亲水等作用。

Description

一种底面合一的亲水铝箔涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于应用于亲水铝箔涂层防腐的应用领域，特别涉及一种底面合一的亲水铝箔涂料及其制备方法。

背景技术

亲水铝箔是通过特殊工艺使在纯铝箔表面涂覆固化亲水涂层的改性铝箔材料。冷凝水在亲水铝箔上会迅速散开，不会凝结成水珠，从而增大热交换面积，加快制冷制热速度，还可有效避免冷凝水阻碍空气流动而产生的噪音。基于此，亲水铝箔涂覆材料要求具有以下性能：1、优良的亲水性和抗腐蚀能力；2、良好的成形性及对模具非磨损性；3、极强的耐冲压油性、耐溶剂性、抗热性；4、气流阻力小。传统的亲水铝箔涂覆涂层，包括底漆涂层与亲水面漆涂层，需要有两次涂装与烘烤的过程。另外，传统的亲水铝箔涂料在涂装过程中，主要是通过水与有机溶剂的挥发，加热成膜固化。一方面，大量的有机溶剂的挥发不利于环保；另一方面，加热固化耗能大，且烘烤时间较长，生产效率下降。

为克服传统的亲水铝箔涂料的缺陷。本发明通过合成亲水性丙烯酸树脂，并将其混合聚氨酯丙烯酸树脂、活性稀释剂以及光引发剂，制备一种新型的底面合一的亲水铝箔涂料，其通过紫外光辐照方式固化，摈弃溶剂挥发以减少污染，同时提高生产效率。涂料树脂本身带有亲水性基团，漆膜具有持续亲水性，力学性能较好，耐腐蚀性能强，完全可适用于亲水铝箔的应用领域。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的亲水铝箔涂料的缺陷，提供一种底面合一的亲水铝箔涂料及其制备方法。

技术领域

本发明为实现上述目的，所采取的具体技术方案是：

一种底面合一的亲水铝箔涂料，按质量百分比由组分：亲水性丙烯酸树脂为25～40％，聚氨酯丙烯酸树脂为15～30％，活性稀释剂混合物为25～45％，光引发剂为5～10％组成；

其中所述的亲水性丙烯酸树脂按质量百分比由组分：甲基丙烯酸甲酯为15～30％，丙烯酸异辛酯为10～25％，丙烯酸为2.5～7.5％，丙烯酰胺为1～5％，二乙醇胺为3.6～10.8％，乙二醇单丁醚为10～30％，正丁醇为10～40％，偶氮二异丁腈为1～5％组成；

所述的活性稀释剂混合物按质量百分比由聚乙二醇（400）二甲基丙烯酸酯为40～60％，甲基丙烯酸酸异冰片酯为10～25％，二丙二醇二丙烯酸酯为20～30％，季戊四醇三丙烯酸酯为1～5％，四氢呋喃丙烯酸酯为2～8％，丙烯酸丁酯为1～5％的可聚合多功能单体组成的混合物。

所述的聚氨酯丙烯酸树脂为美国沙多玛公司出品的CN965NS,CN983NS和CN966J75NS中的任一种。

所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮。

为实现上述目的，本发明所采取的另一技术方案是：

一种底面合一的亲水铝箔涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）亲水性丙烯酸树脂的制备

按权利要求1所述的配比先将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至60℃～80℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为0.5～1小时，滴加完毕升温至75～100℃，反应8～～24小时，然后再降温至50℃～60℃，加入二乙醇胺再反应0.5～2小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂；

（2）活性稀释剂的混合

按权利要求1所述的配比将各活性稀释剂组分称量好，利用高速搅拌机在300～500转/分的速度搅拌，直接混合得到；

（3）底面合一的亲水铝箔涂料的制备

按权利要求1所述的配比依次将亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、活性稀释剂加入搅拌机中，在转速为1500～2500转/分下搅拌15～30分钟，然后再加入光引发剂，在1000～2000转/分的转速下搅拌10～15分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。

本发明的固化方式是：首先对基材铝箔进行预处理，预处理包括用脱脂剂和去离子水的混合液对基材铝箔表面进行清洗以及对基材铝箔进行烘干处理；在预处理之后，将配制的涂料灌至涂辊上，通过涂辊的转动，将涂料均匀的涂覆在基材铝箔袋双表面，基材铝箔上涂覆的涂料控制在1g/m²左右；经过功率为1kw的高压汞灯紫外光辐照30秒钟固化，最终可得亲水铝箔涂层。

本发明的优点和有益效果主要在于：

1、本发明的亲水铝箔涂料，底面合一，通过紫外光辐照固化，相对传统亲水铝箔的需要两底两烘的加工工艺，工艺简化且能源节省，另外，涂料减少了有机溶剂的挥发，有利于环保。

2、通过紫外光辐照的底面合一亲水铝箔涂层的持续亲水性强，硬度适中，附着力好，对冲制模具的磨损较小，且耐腐蚀效果较好。

具体实施方式：

以下结合实例对本发明做进一步具体描述，但不局限于此。

实施例1

一、亲水性丙烯酸树脂的合成

（一）按质量百分比配备组分

甲基丙烯酸甲酯      15％，

丙烯酸异辛酯        24％，

丙烯酸              2.5％，

丙烯酰胺            1％，

二乙醇胺            3.6％，

乙二醇单丁醚        10％，

正丁醇              40％，

偶氮二异丁腈        3.9％。

（二）制备工艺

首先按照设计比例将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，再加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至60℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为1小时，滴加完毕升温至75℃，反应24小时，然后再降温至60℃，加入二乙醇胺再反应0.5小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂。

二、活性稀释剂混合物的制备

（一）按质量百分比配备组分

聚乙二醇（400）甲基丙烯酸酯    60％，

甲基丙烯酸酸异冰片酯           10％，

二丙二醇二丙烯酸酯             20％，

季戊四醇三丙烯酸酯             3％，

四氢呋喃丙烯酸酯               6％，

丙烯酸丁酯                     1％。

（二）制备工艺

活性稀释剂混合方法为按照配方比例将各活性稀释剂组分称量好，高速分散机以500转/分搅拌，直接混合得到。

三．底面合一的亲水铝箔涂料的制备

（一）按质量百分比含量配备组分

亲水性丙烯酸树脂               25％，

聚氨酯丙烯酸酯（CN965NS）      30％，

活性稀释剂混合物               35％，

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮    10％。

（二）制备工艺

按照顺序，分别在混合釜中加入亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯（CN965NS）、活性稀释剂等，高速分散1500转/分转速下搅拌30分钟，然后再在混合釜中加入光引发剂，在高速分散及1000转/分的转速下搅拌15分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。

实施例2

一．亲水性丙烯酸树脂的合成

（一）按质量百分比配备组分

甲基丙烯酸甲酯      30％，

丙烯酸异辛酯        10％，

丙烯酸              5％，

丙烯酰胺            2.8％，

二乙醇胺            7.2％，

乙二醇单丁醚        30％，

正丁醇              10％，

偶氮二异丁腈        5％。

（二）制备工艺

首先按照设计比例将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，再加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至80℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为0.5小时，滴加完毕升温至80℃，反应8小时，然后再降温至50℃，加入二乙醇胺再反应2小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂。

二、活性稀释剂混合物的制备

（一）按质量百分比配备组分

聚乙二醇（400）二甲基丙烯酸酯      40％，

甲基丙烯酸酸异冰片酯        25％，

二丙二醇二丙烯酸酯          25％，

季戊四醇三丙烯酸酯          5％，

四氢呋喃丙烯酸酯            2％，

丙烯酸丁酯                  3％。

（二）制备工艺

活性稀释剂混合方法为按照配方比例将各活性稀释剂组分称量好，高速分散机300转/分搅拌，直接混合得到。

三．亲水铝箔光固化涂料的制备

（一）按质量百分比含量配备组分

亲水性丙烯酸树脂             40％，

聚氨酯丙烯酸酯（CN983NS）    15％，

活性稀释剂混合物             40％，

1-羟基-环己基苯酮            5％。

（二）制备工艺

按照顺序，分别在混合釜中加入亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂（CN983NS）、活性稀释剂等，高速分散2500转转速下搅拌15分钟，然后再加入光引发剂，高速分散机2000转/分转速下搅拌10分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。

实施例3

一．亲水性丙烯酸树脂的合成

（一）按质量比配备组分

甲基丙烯酸甲酯      25％，

丙烯酸异辛酯        15％，

丙烯酸              7.5％，

丙烯酰胺            5％，

二乙醇胺            10.8％，

乙二醇单丁醚        20％，

正丁醇              15.7％，

偶氮二异丁腈        1％。

（二）制备工艺

首先按照设计比例将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，再加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至70℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为0.8小时，滴加完毕升温至85℃，反应12小时，然后再降温至55℃，加入二乙醇胺再反应1小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂。

二、活性稀释剂混合物的制备

（一）按质量百分比配备组分

聚乙二醇（400）甲基丙烯酸酯     42％，

甲基丙烯酸酸异冰片酯            14％，

二丙二醇二丙烯酸酯              30％，

季戊四醇三丙烯酸酯              1％，

四氢呋喃丙烯酸酯                8％，

丙烯酸丁酯                      5％。

（二）制备工艺

活性稀释剂混合方法为按照配方比例将各活性稀释剂组分称量好，高速分散机400转/分搅拌，直接混合得到。

二．亲水铝箔光固化涂料的制备

（一）按质量百分比含量配备组分

亲水性丙烯酸树脂                39％，

聚氨酯丙烯酸酯（CN966J75NS）    28％，

活性稀释剂混合物                25％，

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮     8％。

（二）制备工艺

按照顺序，分别在混合釜中加入亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂（CN966J75NS）、活性稀释剂等，高速分散2200转转速下搅拌17分钟，然后再在混合釜中加入光引发剂，高速分散机1900转/分搅拌11分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。

实施例4：

一．亲水性丙烯酸树脂的合成

（一）按质量百分比配备组分

甲基丙烯酸甲酯        20％，

丙烯酸异辛酯          20％，

丙烯酸                5％，

丙烯酰胺            4.8％，

二乙醇胺            7.2％，

乙二醇单丁醚        15％，

正丁醇              25％，

偶氮二异丁腈        3％。

（二）制备工艺

首先按照设计比例将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，再加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至75℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为1小时，滴加完毕升温至90℃，反应12小时，然后再降温至60℃，加入二乙醇胺再反应1小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂。

二、活性稀释剂混合物的制备

（一）按质量百分比配备组分

聚乙二醇（400）甲基丙烯酸酯    55％，

甲基丙烯酸酸异冰片酯           12％，

二丙二醇二丙烯酸酯             22％，

季戊四醇三丙烯酸酯             3％，

四氢呋喃丙烯酸酯               5％，

丙烯酸丁酯                     3％。

（二）制备工艺

活性稀释剂混合方法为按照配方比例将各活性稀释剂组分称量好，高速分散机450转/分搅拌，直接混合得到。

三．亲水铝箔光固化涂料的制备

（一）按质量百分比含量配备组分

亲水性丙烯酸树脂               28％，

聚氨酯丙烯酸酯（CN965NS）      21％，

活性稀释剂混合物               45％，

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮    6％。

（二）制备工艺

按照顺序，分别在混合釜中加入亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸脂（CN965NS）、活性稀释剂等，高速分散2000转转速下搅拌16分钟，然后再在混合釜中加入光引发剂，高速分散机2000转/分搅拌12分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。

漆膜固化及其性能比较：

其固化过程首先是准备基材铝箔，该基材铝箔为光箔。对基材铝箔进行预处理，所述预处理包括用脱脂剂和去离子水的混合液对基材铝箔表面进行清洗以及对基材铝箔进行烘干处理。在预处理之后，将涂料灌至涂辊上，通过涂辊的转动，将涂料均匀的涂覆在基材铝箔袋双表面上，基材铝箔上涂覆的涂料控制在1g/m²左右。经过功率为1kw的高压汞灯紫外光辐照30秒钟固化，即形成亲水铝箔涂层。其性能如下：

Claims (4)

1.一种底面合一的亲水铝箔涂料，按质量百分比由组分：亲水性丙烯酸树脂为25～40％，聚氨酯丙烯酸树脂为15～30％，活性稀释剂混合物为25～45％，光引发剂为5～10％组成；

其中所述的亲水性丙烯酸树脂按质量百分比由组分：甲基丙烯酸甲酯为15～30％，丙烯酸异辛酯为10～25％，丙烯酸为2.5～7.5％，丙烯酰胺为1～5％，二乙醇胺为3.6～10.8％，乙二醇单丁醚为10～30％，正丁醇为10～40％，偶氮二异丁腈为1～5％组成；

所述的活性稀释剂混合物按质量百分比由聚乙二醇（400）二甲基丙烯酸酯为40～60％，甲基丙烯酸酸异冰片酯为10～25％，二丙二醇二丙烯酸酯为20～30％，季戊四醇三丙烯酸酯为1～5％，四氢呋喃丙烯酸酯为2～8％，丙烯酸丁酯为1～5％的可聚合多功能单体组成的混合物。

2.按权利要求1所述的一种底面合一的亲水铝箔涂料，其特征在于，所述的聚氨酯丙烯酸树脂为美国沙多玛公司出品的CN965NS,CN983NS和CN966J75NS中的任一种。

3.按权利要求1所述的一种底面合一的亲水铝箔涂料，其特征在于：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基-环己基苯酮。

4.一种按权利要求1所述的底面合一的亲水铝箔涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）亲水性丙烯酸树脂的制备

按权利要求1所述的配比先将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酰胺混合，加入偶氮二异丁腈溶解均匀得到混合预聚物，然后将定量的乙二醇单丁醚和正丁醇混合于反应釜中升温至60℃～80℃，将混合预聚物滴加入由乙二醇单丁醚和正丁醇组成的混合溶剂中，滴加时间为0.5～1小时，滴加完毕升温至75～100℃，反应8～～24小时，然后再降温至50℃～60℃，加入二乙醇胺再反应0.5～2小时后抽真空去除溶剂，冷却出料，得到亲水性丙烯酸树脂；

（2）活性稀释剂的混合

按权利要求1所述的配比将各活性稀释剂组分称量好，利用高速搅拌机在300～500转/分的速度搅拌，直接混合得到；

（3）底面合一的亲水铝箔涂料的制备

按权利要求1所述的配比依次将亲水性丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、活性稀释剂加入搅拌机中，在转速为1500～2500转/分下搅拌15～30分钟，然后再加入光引发剂，在1000～2000转/分的转速下搅拌10～15分钟，得到所要求的底面合一的亲水铝箔涂料。