Bopp用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料及其制备和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于聚合物涂层材料领域，公开了一种BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料及制备和应用。该复合涂层材料由以下按重量份数计的组分制备而成：按重量份计，水性光固化聚氨酯型水乳液30～100份、水性氯化聚丙烯型水乳液30～100份、光引发剂0.1～1.5份、流平剂0.1～1份和消泡剂0.1～1份。本发明制得的复合涂层材料不但表面性能优异，表面张力均达到49达因以上，油墨在涂层上铺展效果好；而且涂层材料对BOPP的附着力优异。该涂层材料具有光固化功能，光固化后UV油墨牢固的固定在涂层材料上。该涂层材料能同时满足提高涂层与BOPP之间，涂层与油墨之间粘结力的要求。
【专利说明】BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料及其 制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物涂层材料领域，具体涉及一种BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化 聚丙烯复合涂层材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] BOPP (双向拉伸聚丙烯薄膜）具有易加工，强度高，透明性好等优点，是现今应用 最广泛的塑料包装薄膜材料。然而BOPP属于非极性材料，油墨在BOPP上铺展不佳，附着力 不好，印刷困难。行业内常用的办法是对BOPP表面进行电晕处理。但电晕处理需要特殊设 备，费时费力，成本高；而且电晕处理存在时效的问题，随着时间的延长薄膜表面张力会衰 减。目前工业上较为常用的另一种提高BOPP薄膜表面性能的途径是涂层法，即在薄膜表面 涂布一层对油墨和基材均具有良好粘结力的高分子材料，然后在涂层上再涂布油墨进行印 刷。
[0003] 聚氨酯、氯化聚丙烯是常用的BOPP涂层材料。聚氨酯材料用作BOPP涂层材料，具 有极性大，表面能高，亲水性好，强度高，与大多数印刷油墨作用力强等特点。但聚氨酯对非 极性的BOPP附着力不高。氯化聚丙烯（CPP)对聚烯烃薄膜具有优良的粘结力，但CPP强度 不高，表面能低，一般只能做成溶剂型涂层材料，不符合绿色环保潮流。尽管目前以丙烯酸 酯类、马来酸酐等作为改性单体，使氯化聚丙烯水性化，制备成乳液。但改性后的CPP乳液 稳定性、表面张力以及附着力还不满足应用要求。
【发明内容】
[0004] 为了结合不同涂层材料的优点，克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要 目的在于提供一种性能优异，绿色环保的BOPP用水性光固化改性聚氨酯-水性氯化聚丙烯 复合涂层材料，同步实现提高涂层与BOPP之间，涂层与油墨之间粘结力的目的。
[0005] 本发明另一目的在于提供一种上述一种BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯 复合涂层材料的制备方法。
[0006] 本发明的再一目的在于提供上述一种BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复 合涂层材料的应用。
[0007] 本发明的目的通过下述方案实现：
[0008] BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，该复合涂层材料由以下按 重量份数计的组分制备而成：
[0009] 水性光罔化聚鉍酯碉水乳液 30-100# 水性氣化聚W烯增水乳液 30?100份 光以发剂 CU?1.5份 流平剂 0,1?1价 消泡剂 OJ?i份》
[0010] 所述水性光固化聚氨酯型水乳液是取具有如式（1)所示结构式的水性光固化聚 氨酯涂层聚合物的丙酮溶液20?40重量份，中和至中性，加入水60?100重量份，搅拌分 散后，除去丙酮制备得到；
[0011]
【权利要求】
1. BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特征在于：该复合涂层材 料由以下按重量份数计的组分制备而成： 水性光固化聚氨酯型水乳液 30?100份 水性氣化聚丙烯砸水乳液 30?100份 光引发剂 0.1?1.5份 流、f.剂 （U?1份 消泡剂 0.〗?1份。
2. 根据权利要求1所述的B0PP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于：所述水性光固化聚氨酯型水乳液是取具有如式（1)所示结构式的水性光固化聚氨 酯涂层聚合物的丙酮溶液20?40重量份，中和至中性，加入水60?100重量份，搅拌分散 后，除去丙酮制备得到；
其中札为_
m为17?34之间的自然数，n 为14?28之间的自然数；R2为
3. 根据权利要求2所述的B0PP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于： 所述水性光固化聚氨酯涂层聚合物的丙酮溶液按照以下方法制备得到：在容器中加入 聚醚多元醇40?60重量份、二异氰酸酯8?12重量份和2, 2-二羟甲基丁酸2. 5?5重 量份，升温至65?80°C，加入催化剂0. 005?0. 01重量份搅拌反应2h，加入丙酮30?50 重量份、甲基丙烯酸羟乙酯2?4重量份和阻聚剂0. 02?0. 1重量份，继续搅拌反应2h得 到水性光固化聚氨酯涂层聚合物的丙酮溶液。
4. 根据权利要求3所述的B0PP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于： 所述聚醚多元醇为分子量为1000的聚氧化丙烯二醇、分子量为2000的聚氧化丙烯二 醇，分子量为1000的聚四氢呋喃二醇和分子量为2000的聚四氢呋喃二醇中的至少一种；所 述二异氰酸酯为甲苯而异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；所述催化剂为二月 桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；所述阻聚剂为对苯二酚、甲基氢醌中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于：所述水性氯化聚丙烯型水乳液是将具有如式（2)所示结构式的水性氯化聚丙烯涂 层聚合物20?40重量份溶解于溶剂中，中和至中性，加入水60?100重量份，搅拌分散， 除去溶剂制备得到；
其中R为H或CH3，n为1?8之间的自然数。
6. 根据权利要求5所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于： 所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种； 所述水性氯化聚丙烯涂层聚合物按照以下方法制备得到：在容器中加入氯化聚丙烯 20?40重量份和溶剂60?100重量份，搅拌30min，升温至95?110°C，加入丙烯酸或甲 基丙烯酸1?4重量份、N-乙烯基吡咯烷酮1?2重量份、苯乙烯1?2重量份，丙烯酸烷 基酯或甲基丙烯酸烷基酯1?4重量份和引发剂1?3重量份，反应6?9h，得到水性氯化 聚丙烯涂层聚合物。
7. 根据权利要求6所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于： 所述氯化聚丙烯的含氯质量百分数为20?40% ; 所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异戊 酯、丙烯酸己酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种； 所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙 烯酸丁酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种； 所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种； 所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二叔丁基中的至少一种。
8. 根据权利要求1所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料，其特 征在于： 所述光引发剂为苯乙酮水溶性衍生物Darocur2959、二苯酮水溶性衍生物Quantacure BTC、硫杂蒽酮水溶性衍生物QuantacureQTX中的至少一种； 所述流平剂为醋酸-丁酸纤维素和聚二甲基硅氧烷中的至少一种； 所述消泡剂为甘油三羟基聚醚和磷酸三丁酯中的至少一种。
9. 根据权利要求1所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料的制 备方法，其特征在于包括以下操作步骤：常温下水性光固化聚氨酯型水乳液30?100重量 份、水性氯化聚丙烯型水乳液30?100重量份、光引发剂0. 1?1. 5重量份、流平剂0. 1? 1重量份和消泡剂0. 1?1重量份加入容器中，3000r/min转速下搅拌分散10?15min，混 合均匀，制备得到BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料。
10. 根据权利要求1所述的BOPP用水性光固化聚氨酯-氯化聚丙烯复合涂层材料在制 备水性涂料或水性油墨中的应用。
【文档编号】C09D11/106GK104403549SQ201410608947
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】刘伟区, 谭建权 申请人:中科院广州化学有限公司