CN117069989B - 一种可防伪tpu高低温膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及TPU技术领域,具体涉及一种可防伪TPU高低温膜及其制备方法。可防伪TPU高低温膜包括由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层包括防伪追踪剂。该可防伪TPU高低温膜具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性高,可以作为产品的防伪标记,实用性强。可防伪TPU高低温膜的制备方法工艺简单,操作易控,有利于工业化大生产,制得的可防伪TPU高低温膜质量稳定,综合性能优越。
Description
技术领域
本发明涉及TPU技术领域,具体涉及一种可防伪TPU高低温膜及其制备方法。
背景技术
目前,防伪标签由于能防止假冒伪劣产品的生产销售,保护品牌和消费者的权益,已经被广泛应用于各个行业中。在目前的包装防伪领域,通常会采用到防伪膜,如在产品包装的表面上粘贴一张防伪膜。防伪膜一般为单层膜结构,在膜的表面进行单一颜色或彩色防伪图案的印刷,然后在膜的背后涂胶后粘贴到包装的表面,显现陈旧老化,防伪结构单一,缺乏新意,可视化信息少,容易伪造或仿冒。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种可防伪TPU高低温膜,该可防伪TPU高低温膜具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性高,可以作为产品的防伪标记,实用性强。
本发明可防伪TPU高低温膜的制备方法工艺简单,操作易控,有利于工业化大生产,制得的可防伪TPU高低温膜质量稳定,具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的特点,综合性能优越。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种可防伪TPU高低温膜,包括由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层包括聚氨酯UV固化胶和防伪追踪剂。
本发明的可防伪TPU高低温膜包括由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的特点,所述防护层用于防止金属混合溶液进入TPU载体层内,所述TPU载体层采用TPU高低温膜,TPU高低温膜的两面具有不同的熔点,主要包括熔点较高的高温层和熔点较低的低温层,低温层主要用于与其他材料粘接,高温层可作为载体或面层,应用于产品表面,提高产品的性能,如耐腐蚀性、耐冲击性、耐磨性等,可对产品起到保护作用,结构简单,使用方便。
在上述技术方案中,所述防伪追踪剂为钙钛矿溶液。
在上述技术方案中,所述聚氨酯UV固化胶包括聚氨酯复合物45-55份、聚丙烯酸树脂10-15份和光引发剂1-2份。
在上述技术方案中,所述聚氨酯UV固化胶的制备方法包括如下步骤:室温下,将聚丙烯酸树脂加入温乙醇中溶解,再加入聚氨酯复合物和光引发剂混合均匀,制得聚氨酯UV固化胶。
在上述技术方案中,所述丙酮的加入量为聚丙烯酸树脂和苯丙树脂的总质量的5%。
在上述技术方案中,所述聚丙烯酸树脂采用拉那白CAS号为24938-16-7的聚丙烯酸树脂。
在上述技术方案中,所述光引发剂为1-羟环己基苯酮、安息香二甲醚或二苯基氧化膦中的至少一种。
在上述技术方案中,所述聚氨酯复合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将多元醇置于反应容器内,搅拌升温至115-130℃,反应容器内的压力控制为-0.02~-0.06MPa,脱水;然后充入氮气,降温至75-85℃,加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂,催化反应1-3h后,降温至65-75℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应1-2h,反应完成即得混合物A;
(2)体系温度升至75-85℃,将羟丙基甲基纤维素加入混合物A中搅拌反应1-2h,再降至室温,加入少量的丙酮,得到聚氨酯复合物。
在上述技术方案中,所述多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.8-1.2:1;所述羟丙基甲基纤维素的质量占多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的45-55%。
在上述技术方案中,所述甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:1.2-1.5。
在上述技术方案中,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的至少一种。所述催化剂的加入量为多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的3%。
在上述技术方案中,所述多元醇包括蓖麻油、聚乙二醇、聚环氧丙烷醚或聚己内酯二元醇中的至少一种。
在上述技术方案中,所述防护层包括如下重量份的原料:端乙烯基硅油60-80份、丁腈橡胶20-30份和固化剂1-2份。
优选地,所述固化剂采用中石化环氧树脂固化剂593。所述端乙烯基硅油选用强力化工牌号为QL-2311VDV 100的端乙烯基硅油,所述丁腈橡胶采用东莞市铭远塑胶有限公司丙烯腈含量为42-46的液体丁腈橡胶。
在上述技术方案中,所述钙钛矿溶液的制备方法如下:将溴化铯和溴化铟溶于DMSO,超声处理4-6min完全溶解,制得所述钙钛矿溶液。
优选地,所述溴化铯和溴化铟摩尔比为1:0.8-1.2,所述钙钛矿溶液浓度为0.02-0.05mmol/L。
一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,包括如下步骤:
(S1)室温下,将端乙烯基硅油、丁腈橡胶和固化剂混合,涂覆在TPU载体层的上表面后在75-85℃下反应2-3h,得到防护层;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1-2min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3-4次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层后,静置5-10min,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在90-110℃烘箱中烘干1-2h,得到防伪层;
(S5)将体系温度降至75-90℃,并通过UV机对防伪层进行紫外光照射固化,待防伪层固化后保持75-90℃10-15min,最后让产品缓慢冷却至室温,得到可防伪TPU高低温膜。
在上述技术方案中,步骤S2中,所述氧气等离子体处理时,等离子体发生器频率为13.56Hz,功率为30W。
需要进一步说明的是,步骤S3中,表干为用手指轻触聚氨酯UV固化胶表面,感到有些发黏,但无胶液黏在手指上。
在上述技术方案中,每次所述钙钛矿溶液的加入量为1-3g/cm2。
在上述技术方案中,所述UV机采用采用365-400nm LED紫外灯,能量200-500mW/cm2。
在上述技术方案中,所述防伪层的厚度为10-14μm;所述防护层的厚度为5-8μm;所述TPU载体层的厚度为0.5-1mm。
本发明可防伪TPU高低温膜的制备方法工艺简单,操作易控,有利于工业化大生产,制得的TPU高低温膜质量稳定,具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的特点,综合性能优越。
本发明的有益效果在于:本发明的可防伪TPU高低温膜由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的特点,所述防护层用于防止金属混合溶液进入TPU载体层内,所述TPU载体层采用TPU高低温膜,TPU高低温膜的两面具有不同的熔点,主要包括熔点较高的高温层和熔点较低的低温层,低温层主要用于与其他材料粘接,高温层可作为载体或面层,应用于产品表面,提高产品的性能,如耐腐蚀性、耐冲击性、耐磨性等,可对产品起到保护作用,结构简单,防伪性能强,使用方便。
本发明的可防伪TPU高低温膜具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的优点,其结构简单,使用方便。可以作为产品的防伪标记,实用性强。
同时可防伪TPU高低温膜的制备方法工艺简单,操作易控,有利于工业化大生产,制得的可防伪TPU高低温膜质量稳定,具有遇水后变色且透明度降低,而干燥后恢复原来的颜色且恢复一定的透明度,防伪性能高的特点,综合性能优越。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
本实施例中,一种可防伪TPU高低温膜,包括包括由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层包括聚氨酯UV固化胶和防伪追踪剂。
在本实施例中,所述TPU载体层采用广东中鼎科技发展有限公司型号为ZD-135CM*85A的透明TPU薄膜,厚度为0.6mm。
进一步的,所述防伪追踪剂为钙钛矿溶液。
进一步的,所述聚氨酯UV固化胶包括聚氨酯复合物50份、聚丙烯酸树脂12份和光引发剂1份。
进一步的,所述聚丙烯酸树脂采用拉那白CAS号为24938-16-7的聚丙烯酸树脂。
进一步的,所述聚氨酯UV固化胶的制备方法包括如下步骤:室温下,将聚丙烯酸树脂加入温乙醇中溶解,再加入聚氨酯复合物和光引发剂混合均匀,制得聚氨酯UV固化胶。
进一步的,所述聚氨酯复合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将聚己内酯二元醇和聚环氧丙烷醚二醇置于反应容器内,搅拌升温至120℃,反应容器内的压力控制为-0.04MPa,脱水;然后充入氮气,降温至80℃,加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂,催化反应2h后,降温至70℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应1.5h,反应完成即得混合物A;
(2)体系温度升至80℃,将羟丙基甲基纤维素加入混合物A中搅拌反应1.5h,再降至室温,加入少量的丙酮,得到聚氨酯复合物。
在本实施例中,所述聚己内酯二元醇采用PCL-1000,所述聚环氧丙烷醚二醇采用DL-2000D。所述羟丙基甲基纤维素采用聚隆化工CAS号为9004-65-3的羟丙基甲基纤维素。
进一步的,所述聚己内酯二元醇、聚环氧丙烷醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.6:0.4:1;所述羟丙基甲基纤维素的质量占聚己内酯二元醇、聚环氧丙烷醚和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的53%。
进一步的,所述甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为1:1.3。
进一步的,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。所述催化剂的加入量为聚己内酯二元醇、聚环氧丙烷醚和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的3%。所述丙酮的加入量为聚己内酯二元醇、聚环氧丙烷醚、异佛尔酮二异氰酸酯和羟丙基甲基纤维素的总质量的5%。
进一步的,所述防护层包括如下重量份的原料:包括端乙烯基硅油70份、丁腈橡胶25份和固化剂1.5份。
所述固化剂采用中石化环氧树脂固化剂593。所述端乙烯基硅油选用强力化工牌号为QL-2311VDV 100的端乙烯基硅油,所述丁腈橡胶采用东莞市铭远塑胶有限公司丙烯腈含量为42-46的液体丁腈橡胶。
进一步的,所述钙钛矿溶液的制备方法如下:将溴化铯和溴化铟溶于DMSO,超声处理5min完全溶解,制得所述钙钛矿溶液。
在本实施例中,所述溴化铯和溴化铟摩尔比为1:1,所述钙钛矿溶液浓度为0.04mmol/L。
一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,包括如下步骤:
(S1)室温下,将端乙烯基硅油、丁腈橡胶和固化剂混合,涂覆在TPU载体层的上表面后在80℃下反应1.5h,得到防护层;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层后,静置8min,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在105℃烘箱中烘干1.5h,得到防伪层;
(S5)将体系温度降至85℃,并通过UV机对防伪层进行紫外光照射固化,待防伪层固化后保持75℃12min,最后让产品缓慢冷却至室温,得到可防伪TPU高低温膜。
进一步的,步骤S2中,所述氧气等离子体处理时,等离子体发生器频率为13.56Hz,功率为30W。
需要进一步说明的是,步骤S3中,表干为用手指轻触聚氨酯UV固化胶表面,感到有些发黏,但无胶液黏在手指上。
进一步的,所述UV机采用紫外波长380nm,能力密度350mW/cm2。
进一步的,每次所述钙钛矿溶液的加入量为1g/cm2。
在本实施例中,所述防伪层的厚度为12μm;所述防护层的厚度为7μm。
实施例2
本实施例中,所述聚氨酯复合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将聚乙二醇和聚环氧丙烷醚二醇置于反应容器内,搅拌升温至120℃,反应容器内的压力控制为-0.04MPa,脱水;然后充入氮气,降温至80℃,加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂,催化反应2h后,降温至70℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应1.3h,反应完成即得混合物A;
(2)体系温度升至80℃,将羟丙基甲基纤维素加入混合物A中搅拌反应1.5h,再降至室温,加入少量的丙酮,得到聚氨酯复合物。
在本实施例中,所述聚乙二醇采用聚乙二醇1000。
进一步的,所述聚乙二醇、聚环氧丙烷醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.5:0.5:1;所述羟丙基甲基纤维素的质量占聚乙二醇、聚环氧丙烷醚和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的50%。
进一步的,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。所述催化剂的加入量为聚乙二醇、聚环氧丙烷醚和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的3%。所述丙酮的加入量为聚乙二醇、聚环氧丙烷醚、异佛尔酮二异氰酸酯和羟丙基甲基纤维素的总质量的5%。
一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,包括如下步骤:
(S1)室温下,将端乙烯基硅油、丁腈橡胶和固化剂混合,涂覆在TPU载体层的上表面后在80℃下反应1.5h,得到防护层;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层,静置8min,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在150℃烘箱中1.5h,得到防伪层;
(S5)将体系温度降至85℃,并通过UV机对防伪层进行紫外光照射固化,待防伪层固化后保持75℃12min,最后让产品缓慢冷却至室温,得到可防伪TPU高低温膜。
进一步的,所述UV机采用紫外波长380nm,能力密度350mW/cm2。
本实施例的其余内容与实施例1相同。
实施例3
本实施例中,所述聚氨酯复合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将蓖麻油和聚环氧丙烷醚二醇置于反应容器内,搅拌升温至120℃,反应容器内的压力控制为-0.04MPa,脱水;然后充入氮气,降温至80℃,加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂,催化反应2h后,降温至70℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应1.5h,反应完成即得混合物A;
(2)体系温度升至80℃,将羟丙基甲基纤维素加入混合物A中搅拌反应1.8h,再降至室温,加入少量的丙酮,得到聚氨酯复合物。
在本实施例中,所述蓖麻油采用克莱因CAS号为8001-79-4的蓖麻油。
进一步的,所述蓖麻油、聚环氧丙烷醚二醇和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.6:0.4:1;所述羟丙基甲基纤维素的质量占蓖麻油、聚环氧丙烷醚和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的55%。
一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,包括如下步骤:
(S1)室温下,将端乙烯基硅油、丁腈橡胶和固化剂混合,涂覆在TPU载体层的上表面后在80℃下反应1.5h,得到防护层;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层后,静置8min,得到防伪层,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在105℃烘箱中烘干1.5h,得到防伪层;
(S5)将体系温度降至85℃下,并通过UV机对防伪层进行紫外光照射固化,待防伪层固化后保持75℃12min,最后让产品缓慢冷却至室温,得到可防伪TPU高低温膜。
进一步的,所述UV机采用紫外波长380nm,能力密度370mW/cm2。
本实施例的其余内容与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例3不同的是,所述聚氨酯复合物的制备方法中,不加入羟丙基甲基纤维素。
即本对比例中,一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,包括如下步骤:
(S1)取TPU载体层,在TPU载体层的上表面涂覆防护层,并在80℃下反应2.5h,得到复合膜层A;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层后,静置8min,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在100℃烘箱中烘干1.5h,得到防伪层;
(S5)将体系温度降至85℃,并通过UV机对防伪层进行紫外光照射固化,待防伪层固化后保持75℃12min,最后让产品缓慢冷却至室温,得到可防伪TPU高低温膜。
进一步的,所述UV机采用紫外波长380nm,能力密度300mW/cm2。
性能检测试验
对实施例1-3和对比例1制得的可防伪TPU高低温膜进行性能测试。测试可防伪TPU高低温膜在未处理、吸水后以及吸水干燥后的雾度变化;可防伪TPU高低温膜吸水后的吸水量情况,以及吸水干燥后质量损失情况;防伪层在未处理、吸水后以及吸水干燥后的颜色变化,测试数据如下表1所示:
表1
其中,所述可防伪TPU高低温膜吸水处理为室温下,将实施例1-3和对比例1制得的可防伪TPU高低温膜4*4cm(面积S=16cm2)浸泡在纯净水中30min。所述可防伪TPU高低温膜干燥处理为将吸水后的可防伪TPU高低温膜置于55℃的烘箱中干燥3h。
雾度测试参考GB-T 2410-2008进行可防伪TPU高低温膜的雾度测试;
所述吸水量为单位面积的吸水量,未处理TPU高低温膜的质量记为M0,TPU高低温膜吸水后的质量记为M1,单位面积薄膜的吸水量=(M1-M0)/S计算得到。
所述吸水干燥后的质量损失率:吸水干燥后的可防伪TPU高低温膜的质量记为M2。吸水干燥后TPU高低温膜的质量损失率(%)=(M0-M2)/M0×100%。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:包括由上至下依次设置的防伪层、防护层和TPU载体层,所述防伪层包括聚氨酯UV固化胶和防伪追踪剂;
所述聚氨酯UV固化胶包括如下重量份的原料:聚氨酯复合物45-55份、聚丙烯酸树脂10-15份和光引发剂1-2份;
所述聚氨酯复合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将多元醇置于反应容器内,搅拌升温至115-130℃,反应容器内的压力控制为-0.02~-0.06MPa,脱水;然后充入氮气,降温至75-85℃,加入异佛尔酮二异氰酸酯和催化剂,催化反应1-3h后,降温至65-75℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯继续反应1-2h,反应完成即得混合物A;
(2)体系温度升至75-85℃,将羟丙基甲基纤维素加入混合物A中搅拌反应1-2h,再降至室温,得到聚氨酯复合物;
所述羟丙基甲基纤维素的质量占多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的45-55%;
所述防伪追踪剂为钙钛矿溶液。
2.根据权利要求1所述的一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:所述聚氨酯UV固化胶的制备方法包括如下步骤:室温下,将聚丙烯酸树脂加入温乙醇中溶解,再加入聚氨酯复合物和光引发剂混合均匀,制得聚氨酯UV固化胶。
3.根据权利要求1所述的一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:所述多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为0.8-1.2:1。
4.根据权利要求1所述的一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:所述多元醇包括蓖麻油、聚环氧丙烷醚二醇、聚乙二醇或聚己内酯二元醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:所述防护层包括如下重量份的原料:端乙烯基硅油60-80份、丁腈橡胶20-30份和固化剂2-3份。
6.根据权利要求1所述的一种可防伪TPU高低温膜,其特征在于:所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和辛酸亚锡中的至少一种;所述催化剂的加入量为多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯的总质量的2-3%。
7.一种权利要求1-6任意一项所述一种可防伪TPU高低温膜的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(S1)室温下,将端乙烯基硅油、丁腈橡胶和固化剂混合,涂覆在TPU载体层的上表面后在75-85℃下反应2-3h,得到防护层;
(S2)使用氧气等离子体对防护层的上表面处理1-2min,得到复合膜层A;
(S3)室温下,在复合膜层A的上表面涂覆聚氨酯UV固化胶,静置至聚氨酯UV固化胶表干,得到防伪预处理层;
(S4)将钙钛矿溶液分3-4次均匀涂抹在防伪预处理层的上表面,每次待钙钛矿溶液溶入防伪预处理层后,静置5-10min,钙钛矿溶液涂抹完毕后再放置在90-110℃烘箱中烘干1-2h,得到防伪层;
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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