一种转铝全息光固化涂料及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及光固化涂料技术领域，具体涉及一种转铝全息光固化涂料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.全息转移技术广泛应用于纸品、玻璃、陶瓷、织物、皮革等领域，特别随着激光雕刻技术的发展，可实现在上述诸多类别商品上，得到既绚丽多彩又兼具定位全息防伪功效的产品。
3.目前生产具有定位全息效果的转移镀铝产品主要有两种工艺。第一种工艺是先在聚酯(pet)膜上涂布离型涂料，然后用180
‑
200℃热模压机上在一定压力下把金属镍版上的全息效果热压到pet膜的离型涂料上，模压速度约50m/min，接着把压制好的pet膜放入真空镀铝机上进行镀铝，继而用胶粘剂将镀铝的离型涂料与承载物粘合，最后剥离pet膜；第二种工艺是局部烫金，烫金膜的制作基本同第一种工艺，只是后期把烫金膜上的全息图案用热熔胶在190
‑
200℃高温下粘附到承载物上，烫印速度仅30m/min左右。上述两种工艺都需要在近200℃温度下热压，导致pet膜变形大，从而影响定位精度，而且pet膜难以重复利用，每次需要重新涂布、高温热压，因此，原料消耗大，生产效率比较低，而且仅可以用于1～3μm内的浅纹路信息复制。另外，第一种工艺仅可以用于1～3μm内的信息复制，第二种工艺需要多步骤来操作，工艺繁琐。
4.专利cn 107905033a中提到曾有一种技术是通过双向拉伸聚丙烯(bopp)膜模压镭射信息镀铝后转移到纸张上，bopp膜上的镭射信息可以保留并通过再镀铝后反复转移到纸张上，但这种技术存在的缺陷是bopp膜自身拉伸变形量大，反复多次镀铝后复合转移薄膜易出现暴筋、折皱等现象，而且利用bopp直接模压复制镭射后再复制到pet膜上，容易造成复制信息不够完全，仍有不足之处。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种转铝全息光固化涂料，该涂料与pet膜的结合力大于与镀铝层的结合力，在全息转移时只有镀铝层转移至承载物上，涂料与pet膜一起剥离，而且此工艺为冷模压，膜面温度只有55
‑
60℃，显著低于现有技术的180～200℃，不会造成pet膜的变形损坏，同时，涂料的厚度可达到7～10μm，明显高于现有技术的1～2μm，适合不同深度(1
‑
10μm)的信息复制与展现。因此，涂有本发明涂料的pet膜可重复使用，适用范围广，具有生产效率高、精度高以及合格产品率高等特点。
6.本发明的第二目的是提供一种制备上述的转铝全息光固化涂料的方法，通过该方法制得上述涂料。
7.本发明的第三目的是提供上述的转铝全息光固化涂料在承载物上全息转移的应用，具体公开一种全息转移的应用方法。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种转铝全息光固化涂料，包括由以下质量百分比的原料组成：
[0010][0011]
在本发明的一实施例，所述的低聚物聚氨酯树脂为数均分子量在2000～3000的二官聚氨酯树脂。
[0012]
在本发明的一实施例，所述的低聚物聚丙烯酸酯树脂为数均分子量在1000～1500的三官聚丙烯酸酯树脂。
[0013]
在本发明的一实施例，所述的光固化含硅有机～无机杂化物为硅溶胶与丙烯酸酯聚合物的杂化物。
[0014]
其中，所述的硅溶胶的制备方法为将硅酸酯及烃基烷氧基硅混合均匀，得到混合物1，加热到设定温度。再在搅拌下将混合均匀的水、醇、酸的混合物2滴加到混合物1中，反应完毕，降温至室温，得到硅溶胶。
[0015]
所述硅酸酯为硅酸乙酯或硅酸甲酯；所述烃基烷氧基硅为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙氧基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷中的一种或一种以上混合物；所述设定温度为20～70℃；所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或丙二醇甲醚；所述酸为盐酸、醋酸、硫酸、硝酸或磷酸；所述水为去离子水纯度以上的水；混合物1中硅酸酯及烃基烷氧基硅的质量比为1∶(0.25～2)；混合物2中水、醇、酸的质量比为1∶(0.5～1.5)∶(0.0002～0.02)；混合物1和混合物2的质量比为1∶(0.5～2)。
[0016]
所述的丙烯酸酯聚合物的制备方法为：将聚合物单体组合物、链转移剂和引发剂混合均匀后，在搅拌下滴加到65～95℃的溶剂中，发生反应，直至聚合物单体组合物的双键完全反应，降温至室温，得到丙烯酸酯聚合物。
[0017]
所述聚合物单体组合物为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸
‑2‑
羟基丙酯、丙烯酸
‑2‑
羟基丙酯、n
‑
羟甲基丙烯酰胺、2
‑
羟基丙烷
‑
1，3
‑
二丙烯酸酯、2
‑
羟基丙烷
‑
1，3
‑
二甲基丙烯酸酯、3
‑
丙烯酰氧基
‑2‑
羟基丙基甲基丙烯酸酯、4
‑
(2
‑
羟基
‑3‑
烯丙氧基丙氧基)二苯甲酮、4
‑
(2
‑
羟基
‑3‑
烯丙氧基丙氧基)二苯甲酮、4
‑
(2
‑
羟基
‑3‑
丙烯酰氧基丙氧基)二苯甲酮、4
‑
(2
‑
羟基
‑3‑
甲基丙烯酰氧基丙氧基)二苯甲酮、1
‑
甲基
‑1‑
苯基乙基丙烯酸酯或1
‑
甲基
‑1‑
苯基乙基甲基丙烯酸酯中的三种或三种以上的混合物；且每100重量份聚合物单体组合物中每一种聚合物单体为5～60重量份；所述链转移剂为正十二烷基硫醇、十八烷基硫醇或巯基乙醇；所述引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈或偶氮二异戊腈；所述溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇甲醚或丁醇。聚合物单体组合物、链转移剂、引发剂、溶剂的质量比为100∶(0～5)∶(1～3)∶100。
[0018]
有关上述所述的丙烯酸酯聚合物和所述的硅溶胶的制备可参见专利号为cn103013268发明名称为一种光交联白板涂料。
[0019]
在本发明的一实施例，所述的硅溶胶与所述的丙烯酸酯聚合物的质量比为1∶1～1.2。
[0020]
在本发明的一实施例，所述的活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯或乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
[0021]
在本发明的一实施例，所述的流平剂为可光固化的有机硅流平剂或氟碳化合物流平剂，其中，所述的有机硅流平剂为聚醚硅氧烷共聚物、氟硅改性聚合物或有机硅改性聚丙烯酸酯中的一种，所述的氟碳化合物流平剂为氟改性聚丙烯酸酯。
[0022]
本发明还公开了一种制备上述的转铝全息光固化涂料的方法，在避紫外光环境下，先将低聚物聚氨酯树脂、低聚物聚丙烯酸酯树脂与活性稀释剂加入到反应釜中，80～100r/min下搅拌均匀，然后加入光固化含硅有机～无机杂化物，同时控制温度40～45℃，搅拌均匀后再加入流平剂，在150～200r/min下搅拌均匀，得到所述转铝全息光固化涂料。
[0023]
本发明还公开了上述的转铝全息光固化涂料在承载物上全息转移的应用。承载物的种类可以为玻璃、皮革、纸张、塑料等，形状可以平面等规则或不规则形状。
[0024]
本发明还公开了上述的转铝全息光固化涂料在承载物上全息转移的应用方法，包括以下步骤：
[0025]
(1)先在pet膜上涂布所述的转铝全息光固化涂料，再将涂有涂料一侧的pet膜与金属母版贴合，膜面温度为55～60℃；其中，金属母版事先通过激光雕刻技术制作定位防伪图案；可选的是，涂料的涂布量为2g/m2～10g/m2；
[0026]
(2)贴合的同时，使用uv灯照射pet膜，使涂料固化，然后以80～100m/min的剥离速度将pet膜与金属母版剥离开，载有全息的涂料层附在pet膜上；
[0027]
(3)将载有全息涂料层的pet膜放入真空镀铝机中进行镀铝，镀层厚度为500～650埃；镀完后用胶粘剂将pet膜的镀铝面与承载物复合，然后将pet膜剥离，得到全息镀铝承载物。
[0028]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0029]
本发明的一种转铝全息光固化涂料，该涂料与pet膜的结合力大于与镀铝层的结合力，因此，在全息转移后剥离pet膜时，涂料与pet膜一起剥离，只有镀铝层转移至承载物上；而且该工艺为冷模压，膜面温度为55～60℃，显著低于现有技术的180～200℃，不会造成pet膜的变形损坏，同时，涂料的厚度可达到7～10μm，明显高于现有技术的1～2μm，适用于图案复杂、纹路较深的全息转移。因此，涂有本发明涂料的pet膜可重复利用，一次模压后续可多次重复镀铝，减少了塑料膜的使用，利于减少资源消耗和环境污染，而且，此工艺为冷模压，不会导致pet膜变形，定位精度准确，再次，经胶粘剂转移的仅是镀铝层，从而实现材料的节省；最后，本涂料可以实现不同(1
‑
10μm)深度的信息复制与展现，且一次成型，生产速度可达100m/min以上，极大提高了生产效率。本发明具有绿色环保、使用范围广、生产效率高、精度高以及合格产品率高等特点，实现全息、防伪等效果。
[0030]
另外，本发明的涂料无需外加小分子的光引发剂，可以有效减少小分子引发剂的迁移，利于降低涂层中小分子有害物质对人体的危害，有利于降低涂料行业对环境的影响，
具有环境用好等特点。
附图说明
[0031]
图1为本发明的一实施例将转铝全息光固化涂料全息转移至承载物的示意图。
[0032]
图中标号：1
‑
pet膜、2
‑
转铝全息光固化涂料、3
‑
镀铝层、4
‑
胶层、5
‑
承载物(卡纸、玻璃、皮革等)。
具体实施方式
[0033]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0034]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0035]
实施例1
[0036]
本实施例的转铝全息光固化涂料，包括以下重量的原料组成：二官聚氨酯树脂10kg、三官聚丙烯酸酯树脂15kg、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯20kg、二丙二醇二丙烯酸酯30kg、光固化含硅有机～无机杂化物(硅溶胶与丙烯酸酯聚合物的质量比：1∶1.15)25kg和聚醚硅氧烷共聚物0.1kg。
[0037]
该涂料的制备方法为：在避紫外光的环境下，先将二官聚氨酯树脂10kg、三官聚丙烯酸酯树脂15kg、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯20kg和二丙二醇二丙烯酸酯30kg加入到反应釜中，在80r/min下搅拌均匀；然后加入光固化含硅有机～无机杂化物25kg搅拌均匀；同时将反应釜内部的温度控制在40℃；最后加入聚醚硅氧烷共聚物0.1kg完全溶解后，在150r/min下搅拌均匀，得到所述转铝全息光固化涂料。
[0038]
使用本实施制得的涂料制备具有镭射效果的转移纸，方法如下：
[0039]
步骤(1)先在聚酯(pet)膜上涂布所述的涂料，再与激光雕刻技术制作定位防伪金属母版贴合在一起，膜面温度为55～60℃；pet膜上涂料的涂布量为6
‑
7g/m2；
[0040]
步骤(2)贴合的同时采用uv灯光照射贴合在金属母版上的pet膜表面进行固化，其中涂料在金属母版和pet中间，然后以80m/min的剥离速度把pet膜与金属母版剥离开，所述的涂料附在pet膜上；
[0041]
步骤(3)将附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝，镀层厚度约为500埃；
[0042]
步骤(4)先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet膜与白卡纸复合，然后再把所述涂料的pet膜剥离(带有uv涂料及全息信息)，得到具有全息防伪效果的镀铝卡纸。
[0043]
实施例2
[0044]
本实施例的转铝全息光固化涂料，包括以下重量的原料组成：二官聚氨酯树脂15kg、三官聚丙烯酸酯树脂12kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25kg、二丙二醇二丙烯酸酯20kg、光固化含硅有机～无机杂化物(硅溶胶与丙烯酸酯聚合物的质量比：1∶1)28kg和聚醚硅氧烷共聚物0.2kg。
[0045]
该涂料的制备方法为：在避免紫外光的环境下，先将二官聚氨酯树脂15kg、三官聚
丙烯酸酯树脂12kg与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25kg和二丙二醇二丙烯酸酯20kg加入到反应釜中，在100r/min下搅拌均匀；然后加入光固化含硅有机～无机杂化物28kg搅拌均匀；同时将反应釜内部的温度控制在45℃；最后加入聚醚硅氧烷共聚物0.2kg完全溶解后，在200r/min下搅拌均匀，得到所述转铝全息光固化涂料。
[0046]
使用本实施制得的涂料制备具有镭射效果的转移玻璃，方法如下：
[0047]
步骤(1)先在聚酯(pet)膜上涂布所述的涂料，再与激光雕刻技术制作定位防伪金属母版贴合在一起，膜面温度为55～60℃；pet膜上涂料的涂布量为2
‑
8g/m2。
[0048]
步骤(2)贴合的同时采用uv灯光照射贴合在金属母版上的pet膜表面进行固化，其中涂料在金属母版和pet中间，然后以80m/min的剥离速度把pet膜剥与金属母版剥离开，所述的涂料附在pet膜上；
[0049]
步骤(3)将附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝，镀层厚度约为500埃；
[0050]
步骤(4)先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet膜与玻璃复合，然后再把含有所述涂料的pet膜剥离(带有uv涂料及全息信息)，得到具有全息防伪效果的镀铝玻璃。
[0051]
实施例3
[0052]
本实施例的转铝全息光固化涂料，包括以下重量的原料组成：二官聚氨酯树脂12kg、三官聚丙烯酸酯树脂10kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯28kg、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30kg、光固化含硅有机～无机杂化物硅溶胶与丙烯酸酯聚合物的质量比：1∶1.2)20kg和氟硅改性聚合物0.3kg。
[0053]
该涂料的制备方法为：在避免紫外光的环境下，先将二官聚氨酯树脂12kg、三官聚丙烯酸酯树脂10kg与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯28kg和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30kg加入到反应釜中，在100r/min下搅拌均匀；然后加入光固化含硅有机～无机杂化物20kg搅拌均匀；同时将反应釜内部的温度控制在45℃；最后加入氟硅改性聚合物0.3kg完全溶解后，在200r/min下搅拌均匀，得到所述转铝全息光固化涂料。
[0054]
使用本实施制得的涂料制备具有镭射效果的镀铝皮革方法如下：
[0055]
步骤(1)先在聚酯(pet)膜上涂布所述的涂料，再与激光雕刻技术制作定位防伪金属母版贴合在一起，膜面温度为55～60℃；pet膜上涂料的涂布量为7
‑
8g/m2；
[0056]
步骤(2)贴合的同时采用uv灯光照射贴合在金属母版上的pet膜表面进行固化，其中涂料在金属母版和pet中间，然后以80m/min的剥离速度把pet膜与金属母版剥离开，所述的涂料附在pet膜上；
[0057]
步骤(3)将附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝，镀层厚度约为500埃；
[0058]
步骤(4)先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet光膜与皮革复合，然后再把含有所述涂料的pet剥离(带有uv涂料及全息信息)，得到具有全息防伪效果的镀铝皮革。
[0059]
实施例4
[0060]
本实施例的转铝全息光固化涂料，包括以下重量的原料组成：二官聚氨酯树脂12kg、三官聚丙烯酸酯树脂16kg、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯21kg、二丙二醇二丙烯酸酯30kg、光固化含硅有机～无机杂化物(硅溶胶与丙烯酸酯聚合物的质量比：1/1.15)25kg和氟改性聚丙烯酸酯(厂家：上海毅克化学有限公司，型号：fs
‑
1100，)0.28kg。
[0061]
该涂料的制备方法为：在避紫外光的环境下，先将二官聚氨酯树脂10kg、三官聚丙烯酸酯树脂15kg、1，6
‑
己二醇二丙烯酸酯20kg和二丙二醇二丙烯酸酯30kg加入到反应釜中，在80r/min下搅拌均匀；然后加入光固化含硅有机～无机杂化物25kg搅拌均匀；同时将反应釜内部的温度控制在40℃；最后加入聚醚硅氧烷共聚物0.1kg完全溶解后，在150r/min下搅拌均匀，得到所述转铝全息光固化涂料。
[0062]
使用本实施制得的涂料制备具有镭射效果的转移纸，方法如下：
[0063]
步骤(1)先在聚酯(pet)膜上涂布所述的涂料，再与激光雕刻技术制作定位防伪金属母版贴合在一起，pet膜上涂料的涂布量为6
‑
7g/m2；
[0064]
步骤(2)贴合的同时采用uv灯光照射贴合在金属母版上的pet膜表面进行固化(膜面温度为55
‑
60℃)，其中涂料在金属母版和pet中间，然后以80m/min的剥离速度把pet膜与金属母版剥离开，所述的涂料附在pet膜上；
[0065]
步骤(3)将附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝，镀层厚度约为500埃；
[0066]
步骤(4)先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet膜与白卡纸复合，然后再把所述涂料的pet膜(带有uv涂料及全息信息)剥离，得到具有全息防伪效果的镀铝卡纸。
[0067]
对比例1为某厂商的传统溶剂型涂料，固含量18％。
[0068]
使用过程，首先在pet膜上涂布量6
‑
7g/m2，用120
‑
140℃烘道烘干，再将涂有涂料一侧的pet膜与金属母版贴合，金属母版温度为180～200℃；其中，金属母版事先通过激光雕刻技术制作定位防伪图案。
[0069]
附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝。
[0070]
先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet膜与白卡纸复合，然后再把所述涂料的pet空白膜剥离，涂料与胶水留在卡纸上，得到具有全息的镀铝卡纸。
[0071]
对比例2为某厂商的uv涂料，固含量约为100％。
[0072]
使用过程，首先在pet膜上涂布6
‑
7g/m2该涂料，然后与带有全息的金属母版压合，同时进行uv灯照射固化。
[0073]
附有全息涂层的pet膜放入真空镀铝机中进行表面真空镀铝。
[0074]
先用胶粘剂将已完成真空镀铝的pet膜与白卡纸复合，然后再把所述涂料的pet空白膜剥离，涂料与胶水留在卡纸上，得到具有的全息镀铝卡纸。
[0075]
注：对比例1～2中的涂料均留存在承载物上，剥离后得到的都是pet光膜，而实施例1～4的uv涂料均留存在pet上，可重复镀铝使用。
[0076]
对实施例1～4和对比例1～2进行测试，测试方法如下，测试结果如表一所示。
[0077]
测试方法：
[0078]
1、定位精度：采用菲林标尺进行套位测量。按规定数量随机抽取样品，将被检样品平放在标准看样台上，开启光源，使用精度为0.01mm的印刷版面菲林，将印刷菲林上的脚线及咬口线与被检测样品上对应信息对齐后，使用菲林尺量取样品与菲林上左右外侧及上下外侧信息偏差尺寸，分别取其平均值。
[0079]
2、光引发剂残留测试方法：参考yqt 31
‑
2013卷烟条与盒包装纸中光引发剂的测定气相色谱
‑
质谱联用法。
[0080]
3、膜面温度测定：在pet膜与金属母版脱离瞬间使用在线红外测温仪进行测试。
[0081]
4、微结构图案深度：采用3d轮廓仪。测定方法：按要求裁取样品中图案最深位置，尺寸10*10mm；将目镜中心位置调整至待检测样品图案最深位置；并记录本次测试样品最高数值，检验3次，结果取平均值。
[0082]
5、母膜使用次数：对首次剥离下pet膜进行真空喷铝
‑
复合
‑
剥离
‑
真空喷铝循环操作，直至所制作真空喷铝不能完整复制所携带的全息图案为止。
[0083]
表一
[0084][0085]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。