CN107418351B - 一种单组份水溶性免离型电化铝涂料及其制备方法 - Google Patents

一种单组份水溶性免离型电化铝涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及涂料制备技术领域，特别涉及一种电化铝涂料及其制备方法。本发明的一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分通过反应制备得到：第一类单体、第二类单体、第三类单体、N‑羟甲基丙烯酰胺、引发剂、有机溶剂、中和剂。本发明电化铝涂料的主料为水溶性树脂，与普通的水乳型涂料相比，由于无乳化剂添加，不存在乳化剂残留问题，储存时间长，无沉淀等现象。该水溶性树脂为单组份自交联型，与普通的双组份树脂相比，操作工艺简单，性能稳定，可以达到快速固化的要求。

Description

一种单组份水溶性免离型电化铝涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域，特别涉及一种电化铝涂料及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步和人们生活质量的提高，对商品的包装、织物的涂装和书籍的封面等印刷提出更高的要求，既要求表面有一定的光谱色彩又要有金属色彩。电化铝箔可代替金属箔作为装饰材料，以金和银色为多，它具有华丽美观、色泽鲜艳、晶莹夺目、使用方便等特点，适于在纸张、纺织品、塑料、皮革、涂布面料、有机玻璃、塑料等材料上进行烫印，是现代烫印装帧最常用的一种材料，需求量巨大。
现有的电化铝是在聚酯薄膜上经过一定的涂布工艺形成若干涂层的烫印材料。电化铝涂料近年来发展越来越快，水性电化铝涂料作为节能环保型的电化铝涂料，也越来越受到研究者和产品开发者的重视。目前，水性的电化铝涂料分为水溶型、水分散型和水乳型三类。普通的水乳型涂料存在着后处理麻烦，成本高，乳化剂残留，难以去除等问题，一定程度上影响产品的性能；同时，水乳型涂料储存时间短，容易出现破乳，产生沉淀。常见的水溶性涂料一般属于双组份树脂，操作工艺复杂，性能稳定性较难控制，而且固化时间较长。
现有的电化铝涂料还存在耐温性差的问题，由于耐温性差，耐温区间窄，当电化铝涂料的模压温度超出该温度范围后使得生产工艺参数指标不符合要求，造成涂膜性能不能够满足下道工序要求，容易产生起皮粘版的现象，如何解决温度区间范围窄对工艺参数的影响，即提供一种适应温度范围较大的电化铝涂料组合物以解决现生产技术中存在的缺陷，是迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温、耐溶剂、快干的单组份水溶性免离型电化铝涂料，包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分通过反应制备得到：
其中，所述第一类单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈中的一种或几种；
所述第二类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯中的一种或几种；
所述第三类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或两种。
所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。
所述中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水中的一种或几种。
所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或两种。
本发明的另一目的是提供一种上述单组份水溶性免离型电化铝涂料的制备方法，包括如下步骤：
1、制备单组份水溶性树脂
向反应器皿中通入氮气3-8min，除去反应器中的氧气；通气完毕后加入有机溶剂、N-羟甲基丙烯酰胺、引发剂总量30％的引发剂和三分之一的由第一类单体、第二类单体和第三类单体组成的混合单体，在75℃开始进行预反应 30-60min；将反应温度升高至80-83℃，待反应皿中混合体系温度达到设定温度80-83℃时，开始滴加剩余的混合单体和引发剂总量60％的引发剂，控制滴加速度使剩余单体在3.5-4h内滴完，继续反应1h后加入引发剂总量10％的引发剂，然后进行保温反应，保温时间3-3.5h，反应完毕后加入中和剂对树脂进行中和，搅拌均匀后冷却出料；
2、制备电化铝涂料
称取一定量的单组份水溶性树脂，按照需要的固体含量添加助溶剂和去离子水调试树脂，助溶剂和去离子水的重量比例为1:1；加入以单组份水溶性树脂量计0.25％的水性消泡剂，搅拌均匀，静置5-10min亦可进行涂装。
所述的助溶剂为异丙醇或乙醇中一种或两种。
本发明的电化铝涂料在树脂的合成过程中添加了N-羟甲基丙烯酰胺作为自交联剂，由于N-羟甲基丙烯酰胺在有机溶剂中的溶解度较小，故合成过程中采用先低温溶解预反应，然后进行升温反应的方法实现这种化合物在树脂中均匀分散的目的。
本发明电化铝涂料的主料为水溶性树脂，与普通的水乳型涂料相比，由于无乳化剂添加，不存在乳化剂残留问题，储存时间长，无沉淀等现象。该水溶性树脂为单组份自交联型，与普通的双组份树脂相比，操作工艺简单，性能稳定，可以达到快速固化的要求。同时本发明的电化铝涂料无需添加离型剂，通过调节树脂的性能，达到免离型的目的，可以有效的节约成本减少污染。本发明还在一定程度上解决了水性电化铝涂料耐溶剂性差的缺点，作为一种自交联型的涂料施工工艺简单，很大程度上降低了因施工造成的错误和损失，属于一种环保型电化铝涂料。
具体实施方式
实施例1
一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分：
甲基丙烯酸甲酯120份
丙烯酸丁酯23份
甲基丙烯酸22份
N-羟甲基丙烯酰胺5份
过氧化二苯甲酰2份
丙酮150份
三乙胺6份
通过下述方法制备得到：
1、制备单组份水溶性树脂
向反应器皿中通入氮气3-8min，除去反应器中的氧气；通气完毕后加入丙酮、N-羟甲基丙烯酰胺、30％的过氧化二苯甲酰和三分之一的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸组成的混合单体，在75℃开始进行预反应 30-60min；将反应温度升高至80-83℃，待反应皿中混合体系温度达到设定温度80-83℃时，开始滴加剩余的混合单体和60％的过氧化二苯甲酰，控制滴加速度使剩余单体在3.5-4h内滴完，继续反应1h后加入10％的过氧化二苯甲酰，然后进行保温反应，保温时间3-3.5h，反应完毕后加入三乙胺对树脂进行中和，搅拌均匀后冷却出料。
2、制备电化铝涂料
称取一定量的单组份水溶性树脂，按照20％的固体含量添加异丙醇和去离子水调试树脂，异丙醇和去离子水的重量比例为1:1；加入以单组份水溶性树脂量计0.25％的水性消泡剂，搅拌均匀，静置5-10min亦可进行涂装。
实施例2
一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分：
苯乙烯115份
丙烯酸乙酯23份
丙烯酸25份
N-羟甲基丙烯酰胺5份
偶氮二异丁腈2份
乙醇150份
二甲基乙醇胺6份
通过下述方法制备得到：
1、制备单组份水溶性树脂
向反应器皿中通入氮气3-8min，除去反应器中的氧气；通气完毕后加入乙醇、N-羟甲基丙烯酰胺、30％的偶氮二异丁腈和三分之一的由苯乙烯、丙烯酸乙酯和丙烯酸组成的混合单体，在75℃开始进行预反应30-60min；将反应温度升高至80-83℃，待反应皿中混合体系温度达到设定温度80-83℃时，开始滴加剩余的混合单体和60％的偶氮二异丁腈，控制滴加速度使剩余单体在3.5-4h 内滴完，继续反应1h后加入10％的偶氮二异丁腈，然后进行保温反应，保温时间3-3.5h，反应完毕后加入二甲基乙醇胺对树脂进行中和，搅拌均匀后冷却出料。
2、制备电化铝涂料
称取一定量的单组份水溶性树脂，按照20％的固体含量添加异丙醇和去离子水调试树脂，乙醇和去离子水的重量比例为1:1；加入以单组份水溶性树脂量计0.25％的水性消泡剂，搅拌均匀，静置5-10min亦可进行涂装。
实施例3
一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分：
丙烯腈110份
丙烯酸异丁酯25份
甲基丙烯酸20份
N-羟甲基丙烯酰胺5份
过氧化二苯甲酰2份
异丙醇150份
氨水6份
通过下述方法制备得到：
1、制备单组份水溶性树脂
向反应器皿中通入氮气3-8min，除去反应器中的氧气；通气完毕后加入异丙醇、N-羟甲基丙烯酰胺、30％的过氧化二苯甲酰和三分之一的由丙烯腈、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸组成的混合单体，在75℃开始进行预反应30-60min；将反应温度升高至80-83℃，待反应皿中混合体系温度达到设定温度80-83℃时，开始滴加剩余的混合单体和60％的过氧化二苯甲酰，控制滴加速度使剩余单体在3.5-4h内滴完，继续反应1h后加入10％的过氧化二苯甲酰，然后进行保温反应，保温时间3-3.5h，反应完毕后加入氨水对树脂进行中和，搅拌均匀后冷却出料。2、制备电化铝涂料
称取一定量的单组份水溶性树脂，按20％的固体含量添加异丙醇和去离子水调试树脂，异丙醇和去离子水的重量比例为1:1；加入以单组份水溶性树脂量计0.25％的水性消泡剂，搅拌均匀，静置5-10min亦可进行涂装。
对比测试例
测试标准：耐丁酮溶剂测试，用棉签蘸取丁酮后，擦拭10次，不露底为合格。耐温测试：在一定温度下，使用压烫机压烫一定温度，观察镀铝膜状态，是否出现变色幻彩，如出现这种状态，视为不合格。
对比例为市售双组份电化铝涂料(万佳热转印厂生产的热转印涂料)
。

Claims (5)

1.一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，其特征在于：包括单组份水溶性树脂、去离子水、助溶剂和水性消泡剂，所述单组份水溶性树脂按照重量份计，由如下组分通过反应制备得到：
第一类单体 110-120份
第二类单体 20-30份
第三类单体 16-25份
N-羟甲基丙烯酰胺 3-6份
引发剂 1.5-3份
有机溶剂 145-160份
中和剂 5-8份
所述第一类单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈中的一种或几种；
所述第二类单体为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丁酯中的一种或几种；
所述第三类单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的一种或两种；
具体包括如下步骤：
（1）制备单组份水溶性树脂
向反应器中通入氮气3-8min，除去反应器中的氧气；通气完毕后加入有机溶剂、N-羟甲基丙烯酰胺、引发剂总量30%的引发剂和三分之一的由第一类单体、第二类单体和第三类单体组成的混合单体，在75℃开始进行预反应30-60min；将反应温度升高至80-83℃，待反应器中混合体系温度达到设定温度80-83℃时，开始滴加剩余的混合单体和引发剂总量60%的引发剂，控制滴加速度使剩余单体在3.5-4h内滴完，继续反应1h后加入引发剂总量10%的引发剂，然后进行保温反应，保温时间3-3.5h，反应完毕后加入中和剂对树脂进行中和，搅拌均匀后冷却出料；
（2）制备电化铝涂料
称取一定量的单组份水溶性树脂，按照需要的固体含量添加助溶剂和去离子水调试树脂，助溶剂和去离子水的重量比例为1:1；加入以单组份水溶性树脂量计0.25%的水性消泡剂，搅拌均匀，静置5-10min进行涂装。
2.根据权利要求1所述的一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮、丁酮、乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，其特征在于：所述中和剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种单组份水溶性免离型电化铝涂料，其特征在于：步骤（2）中所述的助溶剂为异丙醇或乙醇中一种或两种。
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