真空镀铝转移纸用涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种真空镀铝转移纸用涂料及其制备方法，其采用以重量份计的如下组分配制而成：丙烯酸树脂10-25份，硝基纤维素树脂4-10份，溶剂60-80份，助剂0.3-1.0份。本发明真空镀铝转移纸用涂料及其制备方法可以改善树脂之间及树脂与溶剂之间的相容性，实现较高固含量情况下较低粘度，从而保证高固含量下低粘度均匀涂布，且保证一次涂布形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米，可在保证纸品质量前提下，大幅减少溶剂的使用量、降低溶剂对车间和环境的危害，减少生产和操作成本。
【专利说明】真空镀铝转移纸用涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及造纸化学品领域，更具体地说，本发明尤其涉及一种镀铝转移纸用涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]真空镀铝转移纸是以薄膜作为基材，在薄膜表面涂覆一层转移涂料，固化后形成剥离膜，再置于真空镀铝机中在剥离膜上镀铝，然后施以粘合剂使镀铝层与原纸复合形成镀铝转移纸，而薄膜可从剥离膜上剥离后反复使用。
[0003]真空镀铝转移纸是一种可以替代铝箔复合纸的新型环保包装材料，其镀铝层厚度在0.02-0.04 μ m,耗铝量是铝箔复合纸的1/200-1/300，可节约铝资源的使用，而且，可以作为纸类进行回收。
[0004]目前真空镀铝转移纸用涂料的溶剂主要是有机挥发型，挥发后有一定毒性，对环境和接触人员的危害较大。然而，一方面，传统的转移涂料的配比中，其不同树脂之间及树脂与溶剂之间的相容性都不甚佳，以致固含量较低情况下粘度已经很高，为了保证纸品质量，只能降低固含量以降低粘度、以求在低粘度下实现均匀涂布；而另一方面，为了便于从薄膜上最终剥离，又必须使涂料形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米才行，这样一来，传统转移纸涂料必须进行2-3次的涂布。但是多次涂布势必导致溶剂的使用量大幅增加，从而加大溶剂对车间和环境的危害，而且导致原料和生产成本的增加。
[0005]如果能够改善树脂之间及树脂与溶剂之间的相容性，在较高固含量情况下获得较低粘度，实现高固含量下的低粘度均匀涂布，且保证一次涂布形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米，就能大幅减少溶剂的使用量、降低溶剂对车间和环境的危害，减少生产和操作成本，而这成为真空镀铝转移纸行业面临的一大技术挑战。
【发明内容】
[0006]针对现有技术缺点提出的上述挑战，本发明的目的是要提供一种真空镀铝转移纸用涂料及其制备方法，其具有如下优点:可以改善树脂之间及树脂与溶剂之间的相容性，实现较高固含量情况下较低粘度，从而保证高固含量下低粘度均匀涂布，且保证一次涂布形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米，可在保证纸品质量前提下，大幅减少溶剂的使用量、降低溶剂对车间和环境的危害，减少生产和操作成本。
[0007]为此，本发明的技术解决方案之一是一种真空镀铝转移纸用涂料，其采用以重量份计的如下组分配制而成:丙烯酸树脂10-25份，硝基纤维素树脂4-10份，溶剂60-80份，助剂0.3-1.0份。
[0008]本发明涂料采用丙烯酸树脂和硝基纤维素树脂的组配，其中，硝基纤维素呈直链型的大分子结构，含有大量的羟基，可与丙烯酸树脂的羟甲基基团快速发生交联反应，从而改善两者之间的相容性，试验证明，本发明上述树脂与溶剂之间的组配不但能够实现较高固含量情况下较低粘度，从而保证高固含量下低粘度均匀涂布，且能保证一次涂布形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-l.1克/平方米，而且成膜后的保光保色性突出；高分子量的丙烯酸树脂成膜过程中不需要进行长时间的交联反应，干燥成膜快，成膜后与薄膜基材的剥离效果良好，而且耐水及耐化学腐蚀性优异。总之，本发明真空镀铝转移纸用涂料可在保证纸品质量前提下，大幅减少溶剂的使用量、降低溶剂对车间和环境的危害，减少生产和操作成本。
[0009]为进一步提高组配之间相容性、固含量，同时降低涂料整体粘度，本发明真空镀铝转移纸用涂料包括如下组配改进:
[0010]所述的丙烯酸树脂分子量为50000-120000，玻璃化温度为60-100°C，酸值低于10mgK0H/g。
[0011]所述丙烯酸树脂包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、或甲基丙烯酸丁酯其中一种或一种以上的聚合物。
[0012]所述溶剂采用丁酮、丁酯和正丁醇配制而成，其中:正丁醇的重量含量为10-20%，丁酮和丁酯的重量含量比率为1-3:1。
[0013]本发明使用分子量为50000-120000的丙烯酸树脂，酸值低于10mgK0H/g，储存的有效期长，在使用过程中不需要添加中和剂；用丁酯代替传统的乙酯，可减少真空镀铝转移纸的溶剂残留；使用丁酮、丁酯以及正丁醇混合液作为溶剂，可提高涂料的固含量，减少溶剂的使用量。
[0014]为进一步提高涂布质量及固化后剥离膜质量，本发明真空镀铝转移纸用涂料包括如下组配改进:
[0015]所述的助剂为流平剂、增塑剂、固化促进剂或消泡剂中的一种或一种以上。
[0016]所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述增塑剂包括酯类增塑剂D0P、DMP，所述固化促进剂为咪唑类，所述消泡剂为有机硅系消泡剂。
[0017]为进一步确保固化后剥离膜质量，本发明真空镀铝转移纸用涂料包括如下理化性质改进:
[0018]所述涂料的粘度在15-25s之间、固含量在16_37wt%之间。
[0019]上述涂料粘度的测量采用涂-4杯标准。
[0020]一次涂覆所述涂料形成的剥离膜其干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米。
[0021]相应地，本发明的另一技术解决方案是一种真空镀铝转移纸用涂料的制备方法，其包括如下依序步骤:A)将丁酮、丁酯和正丁醇混合加热至55-70°C，制得溶剂；B)在充分搅拌的条件下将丙烯酸树脂和硝基纤维素树脂逐步缓慢加入所述溶剂中，制得树脂混合物；C)在充分搅拌的条件下，将所述树脂混合物和助剂混合，制得所述涂料。
[0022]本发明制备方法采用丙烯酸树脂和硝基纤维素树脂的组配，利用硝基纤维素含有大量的羟基的直链型大分子结构，易于与丙烯酸树脂的羟甲基基团发生交联反应，从而改善两者之间的相容性，试验证明，本发明制备方法能够制备较高固含量情况下较低粘度的涂料，从而保证高固含量下低粘度的均匀涂布，且保证一次涂布形成的剥离膜干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米，同时成膜后的保光保色性突出；高分子量的丙烯酸树脂成膜过程中不需要进行长时间的交联反应，干燥成膜快，成膜后与薄膜基材的剥离效果良好，耐水及耐化学腐蚀性优异。总之，本发明制备方法以简单操作，却可大幅减少溶剂的使用量、降低溶剂对车间和环境的危害，减少生产和操作成本，且产品可充分保证纸品质量。[0023]为进一步确保涂料质量、及固化后剥离膜质量，本发明制备方法包括如下操作改进:
[0024]所述制备方法还包括后续步骤即步骤D)在涂布之前，所述涂料还用250-300目过滤网过滤。
[0025]试生产表明:本发明真空镀铝转移纸用涂料，能在涂料固含量高达16_37wt%程度上，保证粘度低至15-25S，因此，本发明的涂料产品可保证均匀涂覆在薄膜上且表面细腻、无颗粒感，明显优于传统涂料产品；由于固含量高，还能确保一次涂覆所述涂料形成的剥离膜其干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米。本发明使用分子量为50000-120000的丙烯酸树脂和相容性好的硝基纤维素树脂，在90-150°C下交联固化后与薄膜具有良好的剥离性能，耐温达140°C以上，与铝层的结合力好，薄膜从复合纸剥离时95%以上的镀铝层转移至纸面；由于本发明涂料产品固化后剥离膜层剥离性能良好，因此，镀铝、转移至纸面后的镀铝层金属质感强烈，平滑度好；由于本发明涂料的固含量较高，一次涂布即可达到良好剥离效果的涂层厚度，因此，能显著简化涂布工艺流程，提高生产效率，而且有效减少溶剂的使用量，降低溶剂的使用量和对环境的危害；与传统涂料相比，本发明一次涂布溶剂单位使用量由二次涂布溶剂使用量的9g/m2下降至4g/m2左右，下降幅度达到56%，仅原料成本就下降3-5%，既改善了车间和周边居民环境又明显增加了生产效益。而且，本发明的涂料产品的真空镀铝转移纸的溶剂残留量低于1.lmg/m2，远低于食品卫生标准要求的≥5mg/m2。
[0026]以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0027]实施 例1:
[0028]本实施例的原料组成和重量份数为:
[0029]丙烯酸树脂12份
[0030]硝基纤维素树脂4份
[0031]溶剂84份
[0032]助剂0.5份
[0033]其中，所述的丙烯酸树脂分子量为90000-120000，玻璃化温度为90-100°C，酸值低于10mgK0H/g ;所述的溶剂为丁酮、丁酯和正丁醇的混合物，丁酮、丁酯和正丁醇的质量比例为5:4:1，助剂的成分为DOP (增塑剂)、有机硅系消泡剂(有效成分为聚硅氧烷)。
[0034]本实施例的制备方法为:
[0035]I)将84份丁酮、丁酯和正丁醇混合溶剂加热至60±2°C，然后在充分搅拌的条件下将12份丙烯酸树脂和4份硝基纤维素树脂逐步缓慢加入混合溶剂中；
[0036]2)在充分搅拌的条件下将步骤I)配置的溶液和助剂混合，制得的涂料粘度为15.8s、固含量为 16.6wt% ；
[0037]3)配制好的涂料在使用前用250-300目过滤网过滤。
[0038]本实施例的涂料在真空镀铝转移纸中使用后，测得真空镀铝转移纸的溶剂残留量为 0.8mg/m2。
[0039]实施例2:
[0040]本实施例的原料组成和重量份数为:[0041]丙烯酸树脂22份
[0042]硝基纤维素树脂6份
[0043]溶剂72份
[0044]助剂0.6份
[0045]其中，所述的丙烯酸树脂分子量为50000-80000，玻璃化温度为60_80°C，酸值低于10mgK0H/g，所述的溶剂为丁酮、丁酯和正丁醇的混合物，丁酮、丁酯和正丁醇的质量比例为6:2:2，助剂的成分为D0P(增塑剂)、有机硅系消泡剂(有效成分为聚硅氧烷)、丙烯酸酯流平剂。
[0046]本实施例的制备方法为:
[0047]I)将72份丁酮、丁酯和正丁醇混合溶剂加热至62±2°C，然后在充分搅拌的条件下将22份丙烯酸树脂和6份硝基纤维素树脂逐步缓慢加入混合溶剂中；
[0048]2)在充分搅拌的条件下将步骤I)配置的溶液和助剂混合，制得的涂料粘度为
19.2s、固含量为 28.7wt% ；
[0049]3)配制好的涂料在使用前用250-300目过滤网过滤。
[0050]本实施例的涂料在真空镀铝转移纸中使用后，测得真空镀铝转移纸的溶剂残留量为 0.6mg/m2。
[0051]实施例3:
[0052]本实施例的原料组成和重量份数为:
[0053]丙烯酸树脂18份
[0054]硝基纤维素树脂4份
[0055]溶剂78份
[0056]助剂0.4份
[0057]其中，所述的丙烯酸树脂分子量为60000-90000，玻璃化温度为70_85°C，酸值低于10mgK0H/g ;所述的溶剂为丁酮、丁酯和正丁醇的混合物，丁酮、丁酯和正丁醇的质量比例为6:3:2，助剂的成分为D0P(增塑剂)、有机硅系消泡剂(有效成分为聚硅氧烷)、咪唑类促进剂。
[0058]本实施例的制备方法为:
[0059]I)将78份丁酮、丁酯和正丁醇混合溶剂加热至57±2°C，然后在充分搅拌的条件下将18份丙烯酸树脂和4份硝基纤维素树脂逐步缓慢加入混合溶剂中；
[0060]2)在充分搅拌的条件下将步骤I)配置的溶液和助剂混合，制得的涂料粘度为15.4s、固含量为 22.8wt% ；
[0061]3)配制好的涂料在使用前用250-300目过滤网过滤。
[0062]本实施例的涂料在真空镀铝转移纸中使用后，测得真空镀铝转移纸的溶剂残留量为 1.lmg/m2。
[0063]实施例4:
[0064]本实施例的原料组成和重量份数为:
[0065]丙烯酸树脂20份
[0066]硝基纤维素树脂6份
[0067]溶剂74份[0068]助剂0.5份
[0069]其中，所述的丙烯酸树脂分子量为90000-120000，玻璃化温度为90-100°C，酸值低于2mgK0H/g ;所述的溶剂为丁酮、丁酯和正丁醇的混合物，丁酮、丁酯和正丁醇的质量比例为6:2:2，助剂的成分为DOP(增塑剂)、有机硅系消泡剂(有效成分为聚硅氧烷)、丙烯酸酯流平剂。
[0070]本实施例的制备方法为:
[0071]I)将74份丁酮、丁酯和正丁醇混合溶剂加热至65±2°C，然后在充分搅拌的条件下将20份丙烯酸树脂和6份硝基纤维素树脂逐步缓慢加入混合溶剂中；
[0072]2)在充分搅拌的条件下将步骤I)配置的溶液和助剂混合，制得的涂料粘度为
20.6s、固含量为 27.lwt% ；
[0073]3)配制好的涂料在使用前用250-300目过滤网过滤。
[0074]本实施例的涂料在真空镀铝转移纸中使用后，测得真空镀铝转移纸的溶剂残留量为 0.7mg/m2。
[0075]实施例5:
[0076]本实施例的原料组成和重量份数为:
[0077]丙烯酸树脂22份
[0078]硝基纤维素树脂7份
[0079]溶剂70份
[0080]助剂0.4份
[0081]其中，所述的丙烯酸树脂分子量为60000-90000，玻璃化温度为70_85°C，酸值低于3mgK0H/g ;所述的溶剂为丁酮、丁酯和正丁醇的混合物，丁酮、丁酯和正丁醇的质量比例为6:2:2，助剂的成分为D0P(增塑剂)、有机硅系消泡剂(有效成分为聚硅氧烷)、丙烯酸酯流平剂。
[0082]本实施例的制备方法为:
[0083]4)将70份丁酮、丁酯和正丁醇混合溶剂加热至65±2°C，然后在充分搅拌的条件下将22份丙烯酸树脂和7份硝基纤维素树脂逐步缓慢加入混合溶剂中；
[0084]5)在充分搅拌的条件下将步骤I)配置的溶液和助剂混合，制得的涂料粘度为23.2s、固含量为 29.8wt% ；
[0085]6)配制好的涂料在使用前用250-300目过滤网过滤。
[0086]本实施例的涂料在真空镀铝转移纸中使用后，测得真空镀铝转移纸的溶剂残留量为 0.5mg/m2。
[0087]本发明上述实施例涂料能确保一次涂覆所述涂料形成的剥离膜其干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米。而且，本发明上述实施例的涂料产品涂覆在薄膜上表面细腻、无颗粒感，镀铝及转移至纸面后镀铝层金属质感强烈，平滑度好。
【权利要求】
1.一种真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:其采用以重量份计的如下组分配制而成:丙烯酸树脂10-25份，硝基纤维素树脂4-10份，溶剂60-80份，助剂0.3-1.0份。
2.如权利要求1所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述的丙烯酸树脂分子量为50000-120000，玻璃化温度为60-100°C，酸值低于10mgK0H/g。
3.如权利要求1所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述丙烯酸树脂包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、或甲基丙烯酸丁酯其中一种或一种以上的聚合物。
4.如权利要求1所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述溶剂采用丁酮、丁酯和正丁醇配制而成，其中:正丁醇的重量含量为10-20%，丁酮和丁酯的重量含量比率为1-3:1
5.如权利要求1所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述的助剂为流平剂、增塑齐U、固化促进剂或消泡剂中的一种或一种以上。
6.如权利要求4所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述增塑剂包括酯类增塑剂DOP、DMP，所述固化促进剂为咪唑类，所述消泡剂为有机娃系消泡剂。
7.如权利要求1-6之一所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:所述涂料的粘度在15-25s之间、固含量在16-37wt%之间。
8.如权利要求1-6之一所述真空镀铝转移纸用涂料，其特征在于:一次涂覆所述涂料形成的剥离膜其干胶量的面密度不低于1.0-1.1克/平方米。
9.一种如权利要求1-8之一所述真空镀铝转移纸用涂料的制备方法，其包括如下依序步骤:A)将丁酮、丁酯和正丁醇混合加热至55-70°C，制得溶剂；B)在充分搅拌的条件下将丙烯酸树脂和硝基纤维素树脂逐步缓慢加入所述溶剂中，制得树脂混合物；C)在充分搅拌的条件下，将所述树脂混合物和助剂混合，制得所述涂料。
10.如权利要求9所述真空镀铝转移纸用涂料的制备方法，其特征在于:所述制备方法还包括后续步骤即步骤D)在涂布之前，所述涂料还用250-300目过滤网过滤。
【文档编号】D21H19/34GK103726401SQ201310695794
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】江国东, 黄少锋, 张东彬 申请人:韶关东阳光包装印刷有限公司