一种含超支化聚合物的电化铝分离层涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于特种印刷技术领域，涉及电化铝分离层涂料，尤其涉及一种含超支化聚合物的电化铝分离层涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电化铝基膜主要由双向拉伸聚酯(PET)薄膜构成，是电化铝色层、铝层等烫金内容的承载介质。为了烫金时后者能更好地从基膜剥落，通常会在基膜与色层之间涂覆分离层。但是，与金属或无机材料表面主要以原子或晶格形式存在不同，高聚物基膜表面主要以链段形式存在，表面链段相互缠绕，因此其表面张力(γ)—般都较小；同时，目前分离层涂料只局限于蒙旦蜡及其改性产物，可供选择的余地不多，蒙旦蜡(Montan Wax，也叫褐煤蜡)本身表面张力较大，仅上述两点原因就足以导致分离层涂料很难均匀地平铺于基膜表面。为此，降低分离层涂料表面张力以提高涂覆的润湿性与均匀性成为当务之急。
[0003]超支化聚合物(HBP)具有独特的三维类球状结构，高度支化的链段含有大量极性与非极性官能团，因此能溶解于绝大部分极性或非极性溶剂，并且其溶液与熔体黏度、表面张力都很低，是改善电化铝分离层涂覆效果的有利突破口。
[0004]高聚物表面的润湿性实验及表面张力的计算，科学技术与工程，2009，9(13):3595~3606，报道了多种液体在固体表面的润湿试验，通过其形成的接触角(Θ )来评判试验液体及固体的表面张力大小，结果表明接触角与表面张力存在一定的函数关系，即采用座滴法将不同液体润湿于同一基板材料表面，液体表面张力越大，则接触角越小。若Θ <90°，即液体较易润湿固体，其角度越小，表示润湿性越好；若Θ >90°，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。通过该实验结论，可以为HBP用于改善电化铝分离层涂料润湿性能提供检测方法。
[0005]目前降低表面张力的主要手段是将表面张力较低的物质与表面张力较高的物质共混，以降低后者体系表面能，从而提高其润湿性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了降低电化铝分离层涂料的表面张力，提高其涂覆于基膜表面时的润湿性能。
[0007]电化铝分离层涂料的选用一般是基膜特性决定，本发明通过检测润湿接触角来选择最佳分离层涂料各组分比例，尤其是超支化聚合物(HBP)所占整个分离层涂料体系的质量份数。
[0008]一种含超支化聚合物(HBP)的电化铝分离层涂料，按质量份数由以下组分组成: 蒙旦蜡或其衍生物 25~40份，
HBP1-20 份，
溶剂50~80份，
助剂1~10份。
[0009]本发明所公开的含HBP的电化铝分离层涂料，其中，
所述蒙旦蜡或其衍生物可以是OP蜡、E蜡、S蜡等，优选OP蜡；
所述HBP可以是超支化聚苯、超支化聚醚、超支化聚酯、超支化聚酰胺、超支化聚氨酯、超支化聚醚酮、超支化聚醚砜、超支化聚碳酸酯、超支化聚硅氧烷等，其来源可以是自制，比如 Synthesis and characterizat1n of A2+B3^type hyperbranched aromaticpolyesters with phenolic end groups, Polymer, 2009，50 (15): 3431~3439 报道的 A2B3型预聚单体自聚，又比如超支化聚合物的合成、表征及其对水性聚氨酯膜性能的影响，材料导报，2013，27 (11):85~87报道的AB2型预聚单体自聚；也可以市场购买。考虑到本发明并不将超支化聚合物的制备方法作为保护内容，因此可以选用成熟的制备工艺获得多种超支化聚合物，优选以均苯三甲酸为主要初始原料制备的超支化聚酰胺，参照功能性端氨基超支化聚酰胺的制备及性能研宄，硕士学位论文，2015，江苏镇江:江苏大学；
所述溶剂可以是无水乙醇、乙酸甲酯、丙酮、正己烷、二氯乙烷、环已烷、乙酸乙酯、丁酮、苯、正庚烷、甲醇、甲苯、异丙醇、乙酸正丁酯、甲基溶纤剂、环已酮、三氯乙烯、二氧六环、二甲基甲酰胺、乙酸戊酯、正丁醇、正丙醇、乙酸异丁酯、二丙酮醇、4-甲基-2-戊酮、异佛尔酮，优选无水乙醇；
所述助剂可以是流平剂、增滑剂、润湿剂、热稳定剂中的一种或多种组合，其中流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素，增滑剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡，润湿剂为司盘或吐温，热稳定剂为甘油酯，优选流平剂为羧甲基纤维素。
[0010]本发明的另外一个目的，公开了上述含HBP的电化铝分离层涂料的配制方法，是按照下述步骤进行:
先将适量溶剂投入反应釜中，控制釜内温度20~60°C;—次性加入HBP及助剂，100-600r/min条件下搅拌1~3 h ;待溶液澄清透明后，再将蒙旦蜡或其衍生物投入釜内，控制温度25~70°C，并于200~800 r/min条件下搅拌2~6 h，得到白色乳化液；最后将混合均匀的白色乳化液通过釜体装置流入储槽内备用，储槽内部温度10~40 V。
[0011]其中，所述蒙旦蜡或其衍生物可以是OP蜡、E蜡、S蜡等，优选OP蜡，其质量份数占分离层涂料体系的30份；
所述HBP可以是超支化聚苯、超支化聚醚、超支化聚酯、超支化聚酰胺、超支化聚氨酯、超支化聚醚酮、超支化聚醚砜、超支化聚碳酸酯、超支化聚硅氧烷等，其来源可以是自制，也可以市场购买，优选超支化聚酰胺，其质量份数占分离层涂料体系的10份；
所述溶剂可以是无水乙醇、乙酸甲酯、丙酮、正己烷、二氯乙烷、环已烷、乙酸乙酯、丁酮、、苯、正庚烷、甲醇、甲苯、异丙醇、乙酸正丁酯、、甲基溶纤剂、环已酮、三氯乙烯、二氧六环、二甲基甲酰胺、乙酸戊酯、正丁醇、正丙醇、乙酸异丁酯、二丙酮醇、4-甲基-2-戊酮、异佛尔酮等，优选无水乙醇，其质量份数占分离层涂料体系的70份；
所述助剂可以是流平剂、增滑剂、润湿剂、热稳定剂中的一种或多种组合，其中流平剂为聚丙烯酸或羧甲基纤维素，增滑剂为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡，润湿剂为司盘或吐温，热稳定剂为甘油酯，优选流平剂羧甲基纤维素，其质量份数占分离层涂料体系的3份。
[0012]按照本发明所阐述的配制方法可以得到一系列不同物料、配比的电化铝分离层涂料，将这一系列涂料通过特定的涂布机均匀地涂覆于基膜表面，经涂布机加工后即得到电化铝分离层。
[0013]本发明使用的部分化学试剂纯度、生产厂家如下:
无水乙醇(化工品，江苏索普集团有限公司)、乙酸甲酯(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、丙酮(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、正己烷(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、环已烷(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、甲醇(化工品，江苏索普集团有限公司)、甲苯(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、异丙醇(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、乙酸正丁酯(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、环已酮(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)、异佛尔酮乙酸乙酯(化工品，江苏索普集团有限公司);正丁醇(化工品，江苏索普集团有限公司)；聚丙烯酸(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)；羧甲基纤维素(化学纯，国药集团化学试剂有限公司);聚乙烯蜡(化学纯，国药集团化学试剂有限公司);聚丙烯蜡(化学纯，国药集团化学试剂有限公司);司盘(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)；吐温(化学纯，国药集团化学试剂有限公司);甘油酯(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)；OP蜡(化工品，德国科莱恩蒙)；E蜡(化工品，德国科莱恩蒙)；S蜡(化工品，德国科莱恩蒙)。
[0014]实验方法
利用涂布机(SDC1500E，广东省中山市松德包装机械有限公司)将分离层涂料均匀涂覆于电化铝离型层上，经传送带进入烘道干燥，设定涂布速率为100m/min，烘道温度采用梯度温阶(80 °C、120 °C、145 °C、145 °C、145 °C、140 °C )，最终可得到电化铝分离层。
[0015]为方便说明超支化聚合物降表面张力效果，本发明通过空白对照试验，采用座滴法(JC2000A型接触角测量仪，北京哈科试验仪器厂)，测量相同PET基膜表面的分离层涂料接触角，接触角测量示意图如图1所示。
[0016]此外，对分离层涂料干燥后粉体进行透射电镜分析(TECNA1-12型透射电子显微镜，荷兰Philips公司)，获得涂料粉体方式为称取适量涂料液于表面皿上，透射电镜(TEM)图如图2所示。
[0017]有益效果
本发明创造性地将低表面张力物质HBP引入电化铝分离层涂料中，采用物理共混方式得到了一系列不同物料及比例的分离层涂料。所制得含超支化聚合物的分离层涂料，表面张力降低，润湿性能提高，有效改善电化铝分离层涂覆效果。本发明的有益效果将为降低分离层涂料表面张力，提高其润湿性能提供新的思路。
【附图说明】
[0018]图1接触角测量示意图，其中(I )超支化聚酰胺(10%)、(11)超支化聚醚砜(5%)、(III)不含超支化聚合物的空白对照组；
图2分离层涂料的透射电镜(TEM)图，其中(a )为超支化聚酰胺(10%)，( b )为不含超支化聚合物的空白对照组。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范畴。
[0020]空白试验
先将70kg无水乙醇投入反应Il中，控制Il内温度20°C ;加入Ikg聚丙稀酸，100 r/min条件下搅拌I h;带溶液澄清透明后，再将25kg OP蜡投入釜内，控制温度25°C，并于200 r/min条件下搅拌2 h，得到白色乳化液；最后将混合均匀的白色乳化液通过釜体装置流入储槽内备用，储槽内部温度10°C。
[0021]实施例1
先将50kg正己烷投入反应釜中，控制釜内温度25°C;—次性加入Ikg超支化聚苯及Ikg聚丙烯酸，150 r/min条件下搅拌I h ;带溶液澄清透明后，再将30kg OP蜡投入釜内，控制温度30°C，并于250 r/min条件下搅拌2.5 h，得到白色乳化液；最后将混合均匀的白色乳化液通过釜体装置流入储槽内备用，储槽内部温度12°C。
[0022]实施例2
先将55kg环已烷投入反应釜中，控制釜内温度30 °C 次性加2kg超支化聚醚及2kg羧甲基纤维素，200 r/min条件下搅拌2 h ;带溶液澄清透明后，再将30kg E蜡投入釜内，控制温度35°C，并于300 r/min条件下搅拌3 h，得到白色乳化液；最后将混合均匀的白色乳化液通过釜体装置流入储槽内备用，储槽内部温度13°C。
[0023]实施例3
先将60kg甲苯投入反应釜中，