一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电化铝）的纯水基着色层涂料。所述的涂料由以下原料和质量份数构成：苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液：20～60，聚丙烯酸树脂水溶液：20～50，水基增强树脂：3～10，水基交联剂：0～3，水基润湿流平剂：0～1，水基消泡剂：0～1，PH 调节剂：0～1,去离子水：0～30；采用水热碱溶法制备苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液和聚丙烯酸树脂水溶液，按照先后加料次序搅拌混合的方法制备本产品。本发明的产品为纯水基环保安全，各项性能检测合格，完全能替代市场上同类溶剂型产品。
【专利说明】
-种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及功能性薄膜涂层产品，设及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制 备方法，尤其设及一种用于热转印膜(电化侣）的纯水基着色层涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 转印是一种特种的印刷技术，通常是通过转印膜利用胶粘剂经热压，将色彩图案 转印到其它材料的表面上，完成由转印膜上的着色涂层或颜色图案转印到其它材料表面的 过程。
[0003] 运种类型的转印膜，通常有：1.热转印膜（电化侣，烫金膜）：可细分为有锻侣层的 电化侣热烫印锥、无锻侣层的颜料锥；2.转移印花膜:通常在膜或纸基材上印刷涂布颜色 图案，通过胶粘剂将颜色图案转移到其它材料表面上;3.热转印碳带(数码打印膜）:通过热 转印打印机将膜上的颜色层热打印到其它基材的表面，形成文字图案。
[0004] W上运些种类的转印膜，虽然在具体品种应用上有所不同，涂层结构也可W有所 差别，其共同之处是:在承载基膜上都必须涂有着色层(包括无色透明的涂层），方式包括整 版单色的、或是采用有色涂料印刷图案的。
[0005] 电化侣是应用得最为广泛的一种转印材料，广泛应用于印刷品表面装演工艺。传 统烫印是通过加热、加压的方式把电化侣转移到印刷品表面上，叫热烫。近年来，也有通过 UV胶粘剂通过紫外光固化的方法，将电化侣"7令烫"到其它基材上。电化侣薄膜通常由5层 不同材料组成:第一层是基膜:主要由双向拉伸聚醋薄膜构成，是电化侣中起着支撑作用的 基材;第二层是离型层(也可W省略，称为免离型）：受热后会自动烙化脱落，利于色层的转 印；第S层是着色层:通常先由涂料厂家使用合成树脂等材料在有机溶剂中溶解后，制成 待售的无色电化侣着色层涂料，电化侣生产厂家在此色层涂料中添加染料或颜料着色剂 (银色电化侣着色层为特殊的，不用添加着色剂，为无色透明涂层），溶解后成有色涂料直接 涂布在离型层表面;第四层是锻侣层(也可W省略，此时电化侣称为:颜料锥）：使用真空锻 侣机使侣金属均匀地附着在着色层表面，起着增加金属光泽的作用;第五层是热烙胶层:受 热时使色层锻侣层图案附着在承印材料表面。有的错射电化侣，在离型层与着色层之间还 涂有一层错射信息层。
[0006] 制造电化侣的着色层涂料，一直W来都是采用大量的有机溶剂作为溶剂制造，约 占到涂料总重量的70~80%，配套的稀释剂也是有机溶剂，涂料生产和使用过程中对空气造 成严重的污染，影响操作人员的身体健康，生产安全和运输存在重大隐患。另外：溶剂在包 装材料中的残留严重影响着消费者的健康，例如卷烟产品对包装材料中的有机溶剂VOCS的 残留要求极高。近期由于雾靈等恶劣的大气污染灾害，减少包装印刷行业大量的有机溶剂 VOCS的排放迫在眉睫，因而开发此类替代溶剂型的水基环保型涂料是十分必要的。
[0007] 在现有的技术中，如：中国申请号为：200610116783.5、201 Ol0273749.5、 201210150745.7^201210115718.6^201010257891.0^201410032838.9^201010241014.4^ 201310230776.8、201310463738.7、201310207489.5、201110216285.9 所设及的电化侣着 色层涂料，都是采用有机溶剂制造，其中有的含有苯类溶剂，有的不含苯类溶剂，虽然称之 为"环保"改进型涂料，依旧是溶剂型涂料。申请号：201110395277.5,公开了一种采用乳液 聚合的技术途径，合成了一种水基乳液型的错射信息层涂料。然而该技术方案合成的丙締 酸乳液是设计用于错射转印锥的信息层涂料，对于普通电化侣着色层的应用，缺乏应有的 技术支持。例如:着色层涂料应该有很高的光泽度和透明性、锻侣层具有很高的金属光泽、 很好的耐热性、优异的切边性W及必要的耐水耐溶剂性，同时着色层涂料应该对着色剂染 料或颜料色浆有足够的相容性和涂布适性，运些性能是合格着色层涂料的基本要求，具有 此类性能可用于电化侣着色层的纯水基涂料尚未见到相关的专利或文献报道，市场上也没 有出现符合要求能实际应用的纯水基电化侣着色层涂料。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于转印膜的水基着 色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用于热转印膜(电化侣）的纯水基着色层涂料。
[0009] 本发明可W通过W下的技术方案来实现：。
[0010] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用于热转印膜 (电化侣）的纯水基着色层涂料及其制备方法，其特征在于，所使用的溶剂为去离子水，不添 加有机溶剂，其由按重量份数计的如下组分组成： 1) 苯乙締马来酸酢共聚树脂水溶液:20~60， 2) 聚丙締酸树脂水溶液:20~50， 3) 水基增强树脂:3~10， 4) 水基交联剂:0~3， 5) 水性助剂:水基润湿流平剂:0~1;水基消泡剂:0~1;PH调节剂:0~1; 6) 去离子水:0~30。
[0011] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的苯乙締马来酸酢共聚树 脂水溶液，树脂的特征在于：马来酸酢的含量:20~45wt. %，酸值:240~500m排OH/g，Tg值： 120~180°C，分子量:2000~180000g/mol。
[0012] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的聚丙締酸树脂水溶液， 树脂的特征值为:酸值:160~280m巧OH/g、分子量:2000~30000g/mol Jg值:70~170°C。
[0013] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性增强树 脂的种类为:水性聚氨醋树脂、水性醒酬树脂、水性酪醒树脂、水性纤维素树脂，选取其中的 一种或之间的组合。
[0014] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性交联剂 的种类为:水溶性氨基树脂、水性聚氨醋固化剂、水性氮丙晚、水性铁酸错氨溶液、水性硅烷 偶联剂、水性铁酸偶联剂，可W选取其中的一种或之间的组合。
[0015] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，作为优选，所述的水性助剂中 的水性润湿流平剂，优选烘二醇非离子类型的表面活性剂，选取空气化学的SuWynol 104E，所述的水性消泡剂，优选水性有机娃类消泡剂，选取道康宁的DOW CORNING 65，所述 的PH调节剂，优选浓度为25%氨水。
[0016] 进一步优选的，一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的苯乙締 马来酸酢共聚树脂的特征值为： 1) .马来酸酢的含量为:25wt.%、Tg值：130°C、酸值为:285mgK0H/g、分子量为：1000 Og/ mol; 2) .马来酸酢的含量为：26wt.%、Tg值：16(TC，酸值为：300 mgKOH/g，分子量为： 80000g/mol; 3) .马来酸酢的含量为：26wt.%、Tg值：16(TC、酸值为：320 mgKOH/g、分子量为： 120000g/mol; 4) .马来酸酢的含量为:33wt.%、Tg值：160°C、酸值为:378mgK0H/g、分子量为:30000g/ mol; 5) .马来酸酢的含量为:42wt.%、Tg值：13(TC、酸值为:480mgK0H/g、分子量为：5000g/ mol O
[0017] 进一步优选的，一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的聚丙締 酸树脂水溶液，树脂的特征值为：酸值180~240 mgKOH/g、分子量:4000~15000 g/mol、Tg 值:150 ~160°C。
[0018] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，制备该涂料的方法，包括如下 步骤： 1) 在1号反应蓋，开启揽拌器，揽拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体苯乙締马来酸酢共聚树脂，加热到45~98°C，直到固体物质 全部反应溶解，制成苯乙締马来酸酢共聚树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5，固含 量可W是：5~40%，优选地:10~35%，用容器装好密封备用； 2) 在2号反应蓋，开启揽拌器，揽拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体聚丙締酸树脂，加热到45~98°C，直到固体物质全部反应溶 解，制成聚丙締酸树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5,固含量可W是：10~50%， 优选地:30~35%，用容器装好密封备用； 3) 在3号反应蓋中，开动揽拌机，加入1号反应蓋制好的备用溶液，然后慢速加入2号反 应蓋制好的备用溶液，揽拌25~30分钟，然后依次加入组分中其它组分，揽拌1~2小时； 4) 使用PH调节剂，调整上述3号反应蓋产品的PH值，为7.5~8.5范围内，得到状态为透 明或半透明的液体成品； 5) 检测其它各项指标合格后，出料包装。
[0019]
[0020] 与现有技术相比，本发明具有W下优点和显著效益：。
[0021] 1)环保安全优势:本发明完全W水为溶剂，从源头上避免了转印膜行业生产过程 中产生大量的有机溶剂(VOCS)对大气环境的污染、改善作业环境、降低溶剂在包装材料中 残留的风险；同时避免了危险化学品的使用，增强了涂料在生产运输过程中的安全性；。
[0022] 2)成本和资源优势：由于采用水为溶剂，避免使用有机溶剂，节省石油资源；。
[0023] 3)本发明制备的水基着色层涂料，综合性能更好:具有耐高溫性、高透明度、光泽 度高、涂布适性好等特点，生产的转印膜(电化侣)产品模压亮度高、不易掉色、切边性好、适 烫范围宽广、耐溶剂性好，能够达到置换溶剂涂料的技术要求，可同时适合制作各种颜色的 电化侣材料，从而获得实际应用。
[0024]
【具体实施方式】 [0025] 。
[0026] 下面结合实施例对本发明进行详细说明：。
[0027] W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W任何形式限制 本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还 可W做出若干调整和改进，运些都属于本发明的保护范围。
[002引
[0029] 实施例1。
[0030] 本实施例设及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用 于热转印膜（电化侣）的纯水基着色层涂料，该涂料采用W下表1中的组分及含量为原料， 其制备方法如下： 1) 在1号反应蓋，开启揽拌器，揽拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体苯乙締马来酸酢共聚树脂，加热到45~98°C，直到固体物质 全部反应溶解，制成苯乙締马来酸酢共聚树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5，用容 器装好密封备用； 2) 在2号反应蓋，开启揽拌器，揽拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体聚丙締酸树脂，加热到45~98°C，直到固体物质全部反应溶 解，制成聚丙締酸树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5，用容器装好密封备用； 3) 在3号反应蓋中，开动揽拌机，加入1号反应蓋制好的备用溶液，然后慢速加入2号反 应蓋制好的备用溶液，揽拌25~30分钟，然后依次加入组分中其它组分，揽拌1~2小时； 4) 使用PH调节剂，调整上述3号反应蓋产品的PH值，为7.5~8.5范围内； 5) 得到状态为透明或半透明的液体成品;检测其它各项指标合格后，出料包装。
[0031] 表1:
注:表中的原材料规格:苯乙締马来酸酢共聚树脂:马来酸酢的含量为25wt.%、Tg值： 130°C、酸值为：285mgK0H/g、分子量为：lOOOOg/mol，固含量NV: 12%;聚丙締酸树脂:酸值： 218m巧OH/g、分子量:9000g/mo 1、恥值：105 °C，固含量NV: 30% ;。
[0032]
[0033] 实施例2:
[0034] 本实施例设及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用 于热转印膜(电化侣）的纯水基着色层涂料，该涂料采用W下表2中的组分及含量为原料，其 制备方法与实施例1相同：。
[0035] 表2:
注:表中的原材料规格:苯乙締马来酸酢共聚树脂：马来酸酢的含量为26wt.%、Tg值： 160°C，酸值为：300m排OH/g，分子量为:80000g/mol，固含量NV: 10%;聚丙締酸树脂:酸值： 230 mgKOH/g、分子量:6500 g/mol、Tg值：107°C)，固含量NV:30〇/〇。
[0036] 实施例3。
[0037] 本实施例设及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用 于热转印膜(电化侣）的纯水基着色层涂料，该涂料采用W下表3中的组分及含量为原料，其 制备方法与实施例1相同：。
[00；3 引 表3:
注:表中的原材料规格:苯乙締马来酸酢共聚树脂:马来酸酢的含量为26wt.%、Tg值： 160°C、酸值为:320m巧OH/g、分子量为：120000g/mol，固含量NV: 13%;聚丙締酸树脂:酸值： 218mgK0H/g、分子量：11500 g/mol、Tg值：105 °C)，固含量NV:30%。
[0039] 实施例4 本实施例设及一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用于热 转印膜(电化侣）的纯水基着色层涂料，该涂料采用W下表4中的组分及含量为原料，其制备 方法与实施例1相同：。
[0040]
[0041] 表4:
注:表中的原材料规格:苯乙締马来酸酢共聚树脂：马来酸酢的含量为33wt.%、Tg值： 160°C、酸值为:378m巧OH/g、分子量为:30000g/mol)，固含量NV: 15%;聚丙締酸树脂:酸值： 215m巧OH/g、分子量：10000 g/moljg值:98°C),固含量NV:35〇/〇。
[0042]
[0043] 实施例5。
[0044] -种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其设及一种用于热转印膜 (电化侣）的纯水基着色层涂料，该涂料采用W下表5中的组分及含量为原料，其制备方法与 实施例1相同：。
[0045] 表5:
注：表中的原和科规裕：苯公筛与米酸削巧聚树服：与米酸削的昔重刃42wt. %、Tg值： 130°C、酸值为:480mgK0H/g、分子量为：5000g/mol，固含量NV: 30%;聚丙締酸树脂：酸值： 218m巧OH/g、分子量：7000 g/mol、l'g值：120°C)，固含量NV:30o/o。
[0046]
[0047] 性能测试。
[004引对W上实施例进行如下性能测试：。
[0049] 将制备好的水基着色层涂料，根据具体颜色的需要，可W添加水性染料或水性色 浆配色(也可W无色），通过网纹漉Wl.〇g/M2 (干基）的涂布量涂布在阳T薄膜上，经涂布机 完全干燥固化后，进行真空锻侣(可W进行错射模压），再将此锻侣膜涂布热烙胶粘剂(采用 溶剂型或水基背胶涂布，本测试优先采用水基热烙胶粘剂，如:Ulida 909W纯水基电化侣 背胶），即成具有不同颜色的转印膜(电化侣)材料，测试的结果如表6所示：。
[0050] 表6:实施例测试结果
【主权项】
1. 一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，尤其涉及一种用于热转印膜（电 化铝）的纯水基着色层涂料;其特征在于，所使用的溶剂为去离子水，不添加有机溶剂，其由 按重量份数计的如下组分组成： 苯乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液:20~60， 聚丙烯酸树脂水溶液:20~50， 水性增强树脂:3~10， 水性交联剂:〇~3， 水性助剂：水性润湿流平剂0~1，水性消泡剂0~I，PH调节剂0~1， 去离子水:〇~30。2. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的苯 乙烯马来酸酐共聚树脂水溶液，树脂的特征在于：马来酸酐的含量:20~45wt .%，酸值:240 ~500mgK0H/g，Tg 值：120 ~180°C，分子量：2000 ~180000g/mol。3. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的聚 丙烯酸树脂水溶液，树脂的特征值为：酸值：160~280 mgKOH/g、分子量：2000~30000 g/ 111〇1，了8值：70~170。(：。4. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的水 性增强树脂，优选为:水性聚氨酯树脂、水性醛酮树脂、水性酚醛树脂、水性纤维素树脂，选 取其中的一种或之间的组合。5. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的水 性交联剂，优选为:水溶性氨基树脂、水性聚氨酯固化剂、水性氮丙啶、水性钛酸锆氨溶液、 水性硅烷偶联剂、水性钛酸偶联剂，可以选取其中的一种或之间的组合。6. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，所述的水 性助剂中的水性润湿流平剂，优选炔二醇非离子类型的表面活性剂，选取空气化学的 Surfynol 104E，所述的水性消泡剂，优选水性有机硅类消泡剂，选取道康宁的DOW CORNING 65，所述的PH调节剂，优选浓度为25%氨水。7. 根据权利要求2所述的苯乙烯马来酸酐共聚树脂，进一步优化的特征值为： 1) ·马来酸酐的含量为:25wt · %、Tg值：130°C、酸值为:285mgK0H/g、分子量为：1000 Og/ mol ； 2) .马来酸酐的含量为:26wt.%、Tg值：160°C，酸值为:300mgK0H/g，分子量为:80000g/ mol ； 3 ).马来酸酐的含量为：26wt. %、Tg值：160 °C、酸值为：320mgK0H/g、分子量为： 120000g/mol； 4) ·马来酸酐的含量为:33wt · %、Tg值：160°C、酸值为:378mgK0H/g、分子量为:30000g/ mol ； 5) ·马来酸酐的含量为：42wt · %、Tg值：130°C、酸值为:480mgK0H/g、分子量为：5000g/ mol 〇8. 根据权利要求3所述的聚丙烯酸树脂，进一步优化的特征值为：酸值：180~240 mgK0H/g、分子量:4000~15000 g/mo I、Tg值：150~160 °C。9. 根据权利要求1所述的一种用于转印膜的水基着色层涂料及其制备方法，还涉及一 种制备该涂料的方法，包括如下步骤： 1) 在1号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体苯乙烯马来酸酐共聚树脂，加热到45~98°C，直到固体物质 全部反应溶解，制成苯乙烯马来酸酐共聚树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5，固含 量可以是：5~40%，优选的：10~35%，用容器装好密封备用； 2) 在2号反应釜，开启搅拌器，搅拌速度80转/分钟，依次加入去离子水，加入碱性反应 助剂(优选氨水）;然后加入固体聚丙烯酸树脂，加热到45~98°C，直到固体物质全部反应溶 解，制成聚丙烯酸树脂的水溶液，用氨水调整PH值在7.5~8.5，固含量可以是：10~50%，优 选的：30~35%，用容器装好密封备用； 3) 在3号反应釜中，开动搅拌机，加入1号反应釜制好的备用溶液，然后慢速加入2号反 应釜制好的备用溶液，搅拌25~30分钟，然后依次加入组分中其它组分，搅拌1~2小时， 状态为透明或半透明的液体； 4) 使用PH调节剂，调整上述3号反应釜产品的PH值，为7.5-8.5范围内； 5) 检测其它各项指标合格后，出料包装。
【文档编号】C09D135/06GK105925085SQ201610326578
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】刘其建, 刘立, 刘荣庆
【申请人】上海万汉实业有限公司