一种用于生物基尼龙基材的底漆组合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料，具体涉及一种用于生物基尼龙基材的底漆组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、当今能源危机和温室气体效应日益加剧，生物基高分子材料应运而生，生物基高分子材料即从动物或植物等非石油质来源提取出化学单体，再经过聚合而成的高分子材料，具有节约资源和保护环境的双重功效，目前生物基塑料只占到全球每年塑料总产量的百分之一。伴随人们对生物基高分子的广泛认可及实际市场需求的不断增加，更多的生物基高分子材料正在不断涌现，如聚(3-轻基丁酸)(phb)、聚(3-基已酸)(phh)、聚(3-基酸)(phv)以及聚乳酸(pla)等。

2、其中，生物基尼龙材料，例如尼龙11，即一种从蓖麻中提取单体经过聚合而成的生物基高分子，其避免了与人类粮食的竞争，同时在光学和力学性能方面相较常规尼龙性能均更加出众，但是生物基尼龙材料(例如尼龙11)的达因值较低，印刷性能差，由此大大限制了此类材料的应用。

3、因此，为解决上述技术问题，急需开发一种用于生物基尼龙基材的底漆组合物来提升生物基尼龙材料的表面达因值。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于生物基尼龙基材的底漆组合物及其制备方法和应用，所述底漆组合物具有优异的附着性能，可以用于涂覆生物基尼龙基材，将其和尼龙11薄膜制成的生物基尼龙薄膜具有透光率高、雾度低以及表面达因值高的优势，完全满足后续印刷和涂布的加工需求，有效拓宽了生物基尼龙薄膜的应用领域。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种用于生物基尼龙基材的底漆组合物，所述用于生物基尼龙基材的底漆组合物按照重量份包括如下组分：

4、单体和/或低聚物 30～80重量份；

5、附着力促进剂 3～8重量份；

6、光引发剂 3～6重量份。

7、其中，所述单体和/或低聚物可以为40重量份、50重量份、60重量份或70重量份等。

8、所述附着力促进剂可以为4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。

9、所述光引发剂可以为3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份或5.5重量份等。

10、本发明提供的底漆组合物包括特定份数的单体和/或低聚物、附着力促进剂和光引发剂，所述底漆组合物具有优异的附着性能，可以用于涂覆生物基尼龙基材，提高生物基尼龙基材的表面达因值，且不影响其高透光率；进一步采用所述底漆组合物和尼龙11基材制成的生物基尼龙薄膜兼具优异的力学性能和光学性能，具有透光率高、雾度低且表面达因值高的优势，完全满足后续印刷和涂布的加工需求，有效拓宽了生物基尼龙薄膜的应用领域。

11、优选地，所述单体和低聚物的官能度均≤4，例如3、2或1等，进一步优选为≤3。

12、优选地，所述单体包括丙烯酸酯类单体、苯乙烯类单体、马来酸酐类单体或呋喃类单体中的任意一种或至少两种的组合。

13、优选地，所述丙烯酸酯类单体指的是至少含有一个丙烯酸酯反应官能团的物质。

14、优选地，所述丙烯酸酯类单体包括单官能团丙烯酸酯类单体、双官能团丙烯酸酯类单体、三官能团丙烯酸酯类单体或四官能团丙烯酸酯类单体中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述单官能团丙烯酸酯类单体包括但不限于：环脂肪族甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸十三烷酯、二环戊二烯甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、三乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、烷氧基十二烷基丙烯酸酯、四氢呋喃甲基丙烯酸酯、脂环族丙烯酸酯、2(2-乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸十八烷基酯、四氢呋喃丙烯酸酯、十二烷基甲基丙烯酸酯、硬脂丙烯酸甲酯、十二烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异癸酯、环脂肪族丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、十三烷基丙烯酸酯、丙烯酸己内酯、(4)乙氧基化壬基苯酚丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、丙烯酸月桂基酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸月桂基酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、烷氧化四氢呋喃丙烯酸酯、烷氧化壬基苯酚丙烯酸酯或烷氧化苯酚丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述双官能团丙烯酸酯类单体包括但不限于：环己烷二甲醇二丙烯酸酯、烷氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、二缩三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三缩四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、1,12-十二烷基二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、(2)乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、(3)乙氧化双酚a二丙烯酸酯、(10)乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化(4)双酚a二甲基丙烯酸酯、乙氧化(6)双酚a二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、三环硅烷二甲醇二丙烯酸酯、(2)丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯或乙氧化(30)双酚a二丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

17、优选地，所述三官能团丙烯酸酯类单体包括但不限于：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、(20)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、(3)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(6)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(9)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、(15)乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或(3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述丙烯酸酯类低聚物包括但不限于：脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、芳香族聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯环氧化大豆油丙烯酸酯低聚物、改性环氧丙烯酸酯低聚物、环氧甲基丙烯酸酯低聚物、脂肪族有机硅丙烯酸酯低聚物、酸性功能性丙烯酸酯低聚物、有机硅聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚丁二烯二甲基丙烯酸酯低聚物、聚丁二烯二丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯聚酯低聚物或氯化聚酯丙烯酸酯低聚物中的任意一种或至少两种的组合。

19、优选地，所述附着力促进剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆类偶联剂或铬络合物类偶联剂中的任意一种或至少两种的组合；附着力促进剂可以有效提高基材与底漆与曾之间结合力，使涂层在基材上表面的附着力更强。

20、优选地，所述附着力促进剂包括但不限于：coatosil 1770、coatosil 2287、coatosil dri、coatiosil mp 200、silquest a-1170、silquest a-171、silquest a-187、silquest a-1110、silquest a-1100、silquest a-186、silquest a-1871、silquest a-2120、silquest a-link 597、silquest a-9627、silquest y-y9669、byk-4509、byk-4510、byk-4511、byk-4512、byk-c 8000或byk-4513中的任意一种或至少两种的组合。

21、优选地，所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯甲酰甲酸甲酯、1-羟基环己基苯基甲酮、二乙氧基-苯基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、二甲氧基苯基苯乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰乙氧基苯基氧化膦、2,2-二仲丁氧基苯乙酮、α-羟基酮、羟基环己基苯基酮、羟基甲基苯基丙酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮或二(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述底漆组合物中还包括3～8重量份(例如4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等)的助剂。

23、优选地，所述助剂包括流变助剂、消泡剂或降粘剂中的任意一种或至少两种的组合。

24、优选地，所述流变助剂包括润湿剂和/或流平剂；所述流变助剂的加入可以有效提高底漆组合物各个组分之间的相容性，提升底漆组合物的稳定性，并改善其涂布成膜性；

25、其中，所述润湿剂的加入可以降低底漆组合物中固体组分与液体组分之间间的界面张力，使液体物质更容易润湿固体表面，从而完成涂层目的；在本发明中，所述润湿剂包括但不限于：anti-terra-203、anti-terra-204、anti-terra-2005、anti-terra-210、anti-terra-250、byk-151、byk-1162、byk-1165、byk-synergist 2100、bykumen、disperbyk、disperbyk-163、dynol360、dynol 604、dynol 607、dynol 800、dynol 810、dynol 960、dynol 980、surfynol ad01、surfynol 82、surfynol 104、surfynol 420、surfynol 440、surfynol465、surfynol 485、surfynol 2502、tego wet kl245、tego wet 250、tegowet260、tego wet 270、tego wet 280、tego wet 500、tego wet 510、tego twin4000、tegotwin 4100、byk342、byk345、byk346或byk349中的任意一种或至少两种的组合。

26、所述流平剂的加入可保证所述底漆组合物涂布成膜后可以得到均一、平整、光滑的涂层，在本发明中，所述流平剂包括但不限于：tego glide 440、tego glide 110、tegoflow 425、tego glide 482、tego glide 410、easytechst-5050、byk333、byk341、byk349、teric 320、byk348、n-2218、byk306或byk307中的任意一种或至少两种的组合。

27、优选地，所述底漆组合物中还包括溶剂。

28、优选地，所述底漆组合物的固含量为20～70％，例如30％、40％、50％或60％等。

29、优选地，所述溶剂包括乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基异丁基酮或丁酮中的任意一种或至少两种的组合。

30、第二方面，本发明提供一种生物基尼龙薄膜，所述生物基尼龙薄膜包括基材和涂布层；

31、所述基材为尼龙11薄膜；

32、所述涂布层的制备原料包括如第一方面所述的底漆组合物。

33、优选地，所述基材的厚度为5～6000μm，例如10μm、50μm、100μm、500μm、1000μm或5000μm等。

34、其中，所述尼龙11的结构式为其中，n为10～200(例如20、40、60、80、100、120、140、160或180)之间的整数。

35、优选地，所述涂布层的厚度为1～20μm，例如2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm或18μm等，进一步优选为5～20μm。

36、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述用于生物基尼龙基材的生物基尼龙薄膜的制备方法，所述制备方法包括：将如第一方面所述的用于生物基尼龙基材的底漆组合物涂覆在基材表面，经加热和紫外光照射，得到所述生物基尼龙薄膜。

37、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的用于生物基尼龙基材的底漆组合物的应用，所述应用包括作为提高生物基尼龙基材表面达因值的涂料。

38、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

39、(1)本发明提供的用于生物基尼龙基材的底漆组合物包括特定份数的单体和/或低聚物、附着力促进剂和光引发剂，所述底漆组合物具有优异的附着性能，可以用于涂覆生物基尼龙基材，提高生物基尼龙基材的表面达因值，且不影响其高透光率；

40、(2)采用本发明提供的底漆组合物和尼龙11基材制成的生物基尼龙薄膜兼具优异的力学性能和光学性能，透光率高达91～94％，雾度低至1～3％，附着力均可达到5b，且表面达因值高，可高达21～57dyn/cm，满足后续印刷和涂布的加工需求，有效提高了生物基尼龙薄膜的应用领域。