CN111621221A

CN111621221A - 提高opp薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN111621221A
Application number: CN202010487437.8A
Authority: CN
Inventors: 唐文宏; 余桂强; 褚书宝
Original assignee: Bohai Special Chemical Co ltd
Current assignee: Bohai Special Chemical Co ltd
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2020-09-04

Abstract

本发明公开了提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料及其制备方法。所述涂料按质量百分比计，包括组分：

Description

提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及离型涂料技术领域，具体涉及一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料及其制备方法。

【背景技术】

真空镀铝卡纸是从八十年代起在国际上广泛应用于包装行业的新颖绿色包装材料。由于它采用真空镀铝的方法，在卡纸表面仅覆盖一层0.25微米～0.3微米的薄而紧密光亮的铝层，这样形成的真空镀铝纸即有高贵美观的金属质感，又具有可降解、可回收的环保属性，是一种绿色包装材料。

铝层现在一般采用转移蒸镀法进行生产，主要包括两种方案：一种是在PET镀铝薄膜上涂布一层溶剂型涂料，然后在涂料上进行铝层的蒸镀，然后通过胶水把铝层转移到卡纸上制备真空镀铝卡纸。另一种是直接在OPP薄膜上蒸镀铝层，不需要涂布涂料，然后通过胶水把铝层转移到卡纸上制备真空镀铝卡纸。

第一种方案会使用到大量的挥发性有机溶剂，涂料在涂布后烘干时会有大量的有机溶剂废气产生，对环保影响较大，涂布厂需要配备专门的有机废气处理设备，投资较大，成本较高。第二种方案节省了涂布工艺，环保压力小，已经在逐步推广使用。

但直接在OPP薄膜上蒸镀铝层，铝原子是离散状聚集在薄膜上，在通过胶水转移到卡纸上时铝层的部分铝原子容易残留在OPP薄膜上，产生铝层转移不干净情况，影响了真空镀铝卡纸的质量。

【发明内容】

本发明提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，解决现有的溶剂型涂料会产生大量有机尾气和现有的OPP薄膜在铝层转移时容易发生部分铝原子残留造成的镀铝卡纸质量差的问题。

为解决上述问题，本发明提供技术方案如下：提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、硅烷改性阳离子水性聚氨酯、聚醚腈阳离子水性聚氨酯中一种或几种的混合物。

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和硅烷改性阳离子水性聚氨酯的混合物，所述咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和所述硅烷改性阳离子水性聚氨酯的质量比为1～3:1～3。

所述水性消泡剂为表面活性剂与白炭黑和乳化剂的混合物。

所述表面活性剂为二甲基硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚中的一种或几种的混合物。

所述水性润湿剂为烷基壬基酚乙氧基醚、十二烷基磷酸酯钾盐、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂酰基胺酸钠、а-烯基磺酸钠中的一种或几种的混合物。

本发明还提供一种上述提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)配置A组分，将阳离子型水性聚氨酯树脂、双离子型水性聚氨酯乳液按照比例分散均匀；

2)配置B组分，将去离子水、乙醇、水性消泡剂、水性润湿剂按比例混合并搅拌至均匀；

3)混合物料：将完成步骤1)的A组分和完成步骤2)的B组分混合并分散至均匀；

4)过滤净化包装：将完成步骤3)的混合物料使用过滤设备出去杂质，得到提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，通过选择的阳离子型水性聚氨酯树脂为主体，以双离子型水性聚氨酯乳液为交联成膜剂，以水性消泡剂消除体系形成过程中的气泡，减少气泡对于均匀体系形成的影响；以水为作为体系的溶剂，使阳离子型水性聚氨酯树脂更好的溶解以便与双离子型水性聚氨酯乳液中的双离子型水性聚氨酯分子交联；以乙醇作为体系的溶剂助剂，使得阳离子型水性聚氨酯树脂和双离子型水性聚氨酯分子的极性基团可以与水分子相互吸引，提高体系的强度；以水性润湿剂降低个组分之间的表面张力，更好的彼此交联混合均匀，成为均一的水性离型涂料体系；本发明选择的阳离子型水性聚氨酯树脂，是针对微孔基材设计的水性产品，具有高渗透性，可以迅速渗透至微孔中；本发明选择的双离子型水性聚氨酯乳液，断裂伸长率＞1200％，具有成膜性好，伸长率高的特点在与阳离子型水性聚氨酯交联聚合后可显著提高涂料固化后的断裂伸长性能；由这些组分制成的离型涂料在涂布时，阳离子型水性聚氨酯树脂和双离子型水性聚氨酯可以迅速渗透并填充铝原子之间的缝隙，对铝原子形成包裹，使离散的铝原子形成一个整体的铝层，在通过胶水转移到卡纸上时，离散的铝原子形成的铝层就会被完全的转移到卡纸上，不会再出现部分铝原子残留，解决现有的OPP薄膜在铝层转移时容易发生部分铝原子残留造成的镀铝卡纸质量差的问题；而且本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，施工方便，不需要对设备进行任何改造就可以进行生产；

2、本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，以乙醇作为体系的溶剂，使得制成的水性离型涂料大大地减少了有机尾气的形成，在烘干涂料时仅有水和少量的乙醇挥发，废气处理简单，解决了现有的溶剂型涂料会产生大量有机尾气的问题；

3、本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，制备的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料具有良好的表面性能，可以把离散的铝原子包裹使蒸镀的铝原子形成一层完整的铝层，使铝层完整的转移到卡纸上，避免出现部分铝原子残留造成的部分铝原子残留，解决现有的OPP薄膜在铝层转移时容易发生部分铝原子残留造成的镀铝卡纸质量差的问题。而且本申请所需的原材料容易得到，涂料生产简便。

【具体实施方式】

下面将结合本发明的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明的保护范围。

实施例1：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量28％的甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、10％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、10％硅烷改性阳离子水性聚氨酯、10％聚醚腈阳离子水性聚氨酯的混合物。所述水性消泡剂为占涂料总质量0.2％的表面活性剂与0.2％的白炭黑和0.1％的乳化剂的混合物，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。所述水性润湿剂为占涂料总质量0.5％的烷基壬基酚乙氧基醚。

实施例2：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量30％的甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、12％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、9％的硅烷改性阳离子水性聚氨酯、10％的聚醚腈阳离子水性聚氨酯的混合物。

所述水性消泡剂为占涂料总质量0.2％的表面活性剂、0.1％的白炭黑和0.1％的乳化剂的混合物。所述表面活性剂为二甲基硅油。所述水性润湿剂为占涂料总质量0.3％的烷基壬基酚乙氧基醚、0.2％的十二烷基磷酸酯钾盐、0.1％的十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物。

实施例3：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量38％的甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、15％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、5％的硅烷改性阳离子水性聚氨酯、4％的聚醚腈阳离子水性聚氨酯的混合物。

所述水性消泡剂为占涂料总质量0.2％的表面活性剂、0.2％的白炭黑和0.1％的乳化剂的混合物，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。所述水性润湿剂为占涂料总质量0.1％的烷基壬基酚乙氧基醚、0.1％的十二烷基磷酸酯钾盐、0.3％的十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、的混合物。

实施例4：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量20％的甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、10％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、20％的硅烷改性阳离子水性聚氨酯、15％的聚醚腈阳离子水性聚氨酯的混合物。

所述水性消泡剂为占涂料总质量0.4％的表面活性剂、0.2％的白炭黑和0.2％的乳化剂的混合物。所述表面活性剂为0.3％的十二烷基苯磺酸钠、0.2％的聚氧乙烯辛基苯酚醚中的混合物。

所述水性润湿剂为占涂料总质量0.3％的十二烷基磷酸酯钾盐、0.2％的十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.1％的月桂酰基胺酸钠、0.1％的а-烯基磺酸钠的混合物。

实施例5：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量44％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和22％的硅烷改性阳离子水性聚氨酯的混合物，所述咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和所述硅烷改性阳离子水性聚氨酯的质量比为2:1。

所述水性消泡剂为占涂料总质量0.1％的白炭黑和0.3％的乳化剂的混合物,所述乳化剂为OP-20。

所述水性润湿剂为占涂料总质量0.1％的烷基壬基酚乙氧基醚、0.1％的十二烷基磷酸酯钾盐、0.1％的十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.2％的月桂酰基胺酸钠、0.1％的а-烯基磺酸钠的混合物。

实施例6：本实施例提供一种提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，按质量百分比计，包括以下组分：

所述阳离子型水性聚氨酯树脂为占涂料总质量1％的甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、23％的咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、30％的硅烷改性阳离子水性聚氨酯、2％的聚醚腈阳离子水性聚氨酯的混合物。

所述水性消泡剂为占涂料总质量0.5％的表面活性剂、0.1％的白炭黑和0.2％的乳化剂的混合物，所述表面活性剂为0.1％的十二烷基苯磺酸钠、0.2％的聚氧乙烯辛基苯酚醚中的混合物。

所述水性润湿剂为占涂料总质量0.3％的月桂酰基胺酸钠、0.2％的а-烯基磺酸钠中的混合物。

将本发明的实施例1至6提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的组分汇总到组分表1中：

表1：实施例1-6提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的组分表

根据表1各实施例的组分配比，按照本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法制备出各实施例的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，接着对各实施例的涂料性能进行测试，并将测试结果汇总到表2中。选择中国公开专利一种高铝层附着力高剥离性的镭射镀铝转移涂料组合物(CN105086727A)的实施例1和实施例2作为对比例1和对比例2，按照对比例1和对比例2的组分配方及制备方法制备出高铝层附着力高剥离性的镭射镀铝转移涂料组合物，与本发明的实施例进行一样的性能测试并将测试结果记录于表2中。性能测试项目包括断裂伸长率和拉伸强度(按照GB/T 528-2009测试)、撕裂强度(按照GB/T 529-2008测试)、流平性能(目测，观察成型物的表面是否光滑)、有机物挥发量(通过相同质量的涂料来测试有机物的挥发量g/10g)、铝箔转移效果(目测，观察转移膜上是否有铝金属残留)。

表2：本发明实施例1-6与对比例1和2的性能对比表

从表2可以看出本实施例的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的断裂伸长率、撕裂强度、拉伸强度等性能基本与对比例的高铝层附着力高剥离性的镭射镀铝转移涂料组合物的性能相近，但在挥发性有机物和铝层转移效果的铝残留量两个方面明显优于对比例的高铝层附着力高剥离性的镭射镀铝转移涂料组合物。可见本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料能够有效地降低挥发性有机物的产生，并且能够通过阳离子型水性聚氨酯树脂和双离子型水性聚氨酯可以迅速渗透并填充铝原子之间的缝隙，对铝原子形成包裹，使离散的铝原子形成一个整体的铝层，以便胶水能够将铝层完整的转移到卡纸上，不再残留于转移薄膜上。

本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，通过选择的阳离子型水性聚氨酯树脂为主体，以双离子型水性聚氨酯乳液为交联成膜剂，以水性消泡剂消除体系形成过程中的气泡，减少气泡对于均匀体系形成的影响；以水为作为体系的溶剂，使阳离子型水性聚氨酯树脂更好的溶解以便与双离子型水性聚氨酯乳液中的双离子型水性聚氨酯分子交联；以乙醇作为体系的溶剂助剂，使得阳离子型水性聚氨酯树脂和双离子型水性聚氨酯分子的极性基团可以与水分子相互吸引，提高体系的强度；以水性润湿剂降低个组分之间的表面张力，更好的彼此交联混合均匀，成为均一的水性离型涂料体系；本发明选择的阳离子型水性聚氨酯树脂，是针对微孔基材设计的水性产品，具有高渗透性，可以迅速渗透至微孔中；本发明选择的双离子型水性聚氨酯乳液，断裂伸长率＞1200％，具有成膜性好，伸长率高的特点在与阳离子型水性聚氨酯交联聚合后可显著提高涂料固化后的断裂伸长性能；由这些组分制成的离型涂料在涂布时，阳离子型水性聚氨酯树脂和双离子型水性聚氨酯可以迅速渗透并填充铝原子之间的缝隙，对铝原子形成包裹，使离散的铝原子形成一个整体的铝层，在通过胶水转移到卡纸上时，离散的铝原子形成的铝层就会被完全的转移到卡纸上，不会再出现部分铝原子残留，解决现有的OPP薄膜在铝层转移时容易发生部分铝原子残留造成的镀铝卡纸质量差的问题；而且本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，施工方便，不需要对设备进行任何改造就可以进行生产；以乙醇作为体系的溶剂，使得制成的水性离型涂料大大地减少了有机尾气的形成，在烘干涂料时仅有水和少量的乙醇挥发，废气处理简单，解决了现有的溶剂型涂料会产生大量有机尾气的问题。

本发明的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，制备的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料具有良好的表面性能，可以把离散的铝原子包裹使蒸镀的铝原子形成一层完整的铝层，使铝层完整的转移到卡纸上，避免出现部分铝原子残留造成的部分铝原子残留，解决现有的OPP薄膜在铝层转移时容易发生部分铝原子残留造成的镀铝卡纸质量差的问题。而且本申请所需的原材料容易得到，涂料生产简便。

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

1.提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于：所述阳离子型水性聚氨酯树脂为甲乙酮肟封闭阳离子水性聚氨酯、咪唑封闭阳离子水性聚氨酯、硅烷改性阳离子水性聚氨酯、聚醚腈阳离子水性聚氨酯中一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于：所述阳离子型水性聚氨酯树脂为咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和硅烷改性阳离子水性聚氨酯的混合物，所述咪唑封闭阳离子水性聚氨酯和所述硅烷改性阳离子水性聚氨酯的质量比为1～3:1～3。

4.根据权利要求1所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于：所述水性消泡剂为表面活性剂与白炭黑和乳化剂的混合物。

5.根据权利要求4所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于：所述表面活性剂为二甲基硅油、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料，其特征在于：所述水性润湿剂为烷基壬基酚乙氧基醚、十二烷基磷酸酯钾盐、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂酰基胺酸钠、а-烯基磺酸钠中的一种或几种的混合物。

7.提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的分散转速为250～350转/分钟，分散时长为30～40分钟。

9.根据权利要求7所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的分散转速为350～450转/分钟，分散时长为10～25分钟。

10.根据权利要求7所述的提高OPP薄膜镀铝转移效果的水性离型涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)的分散转速为500～600转/分钟，分散时长30～40分钟。