一种聚烯烃薄膜水性底涂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于弱极性聚烯烃薄膜上的水性底涂涂料，该底涂涂料包括重量份数为30－50份软单体、50－70份硬单体份、5‑30份乙烯基单体、乙烯基单体合成树脂、乙烯基单体合成乳液或聚乙烯亚胺、1－10份酸性功能单体、1－10份交联单体，2－6份反应型乳化剂、0.5－2份引发剂、0.1‑1份十二烷基硫醇、0.5－2份消泡剂、0.5－2份润湿剂和140－160份去离子水通过乳液聚合法制备得到；乙烯基单体为乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丁二烯，异戊二烯、氯乙烯或偏二氯乙烯，乙烯基单体合成树脂为氯化聚烯烃树脂，乙烯基单体聚合乳液为EVA乳液。本发明专利技术的底涂涂料，成本低、对聚烯烃薄膜具有良好附着力，且能提供良好的油墨印刷适应性。本发明专利技术还提供一种上述底涂涂料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂料，尤其涉及一种应用于印刷基材上的底涂涂料，更具体是涉及一种应用于弱极性聚烯烃薄膜印刷基材上的水性底涂涂料。本专利技术还涉及一种上述底涂涂料的制备方法。
技术介绍
常用印刷基材中的 PP、 BOPP和PE等聚烯烃薄膜，由于具有优异的耐化学腐蚀、耐温和耐水性能，被广泛用于电子产品的绝缘保护、标签、印刷和包装等多个领域。但是PP、 BOPP和PE等聚烯烃薄膜，是弱极性材料，胶粘剂和油墨都很难直接附着在这些薄膜表面，如果不进行表面处理，涂覆或印刷上去的胶粘剂或油墨很容易脱落，严重影响产品的质量。作为印刷基材的PP、 BOPP和PE薄膜，使用前一般需要对其进行表面处理，以提高基材的表面张力，经处理后基材的表面张力一般要达到38达因/cm甚至更高一些才符合要求。聚烯烃薄膜表面的处理方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法和涂层法等，其中最常采用的是电晕处理法，但电晕处理有时效的问题，特别是在高温高湿的夏季，塑料薄膜电晕处理後的表面湿张力衰减比较严重。由于涂层法工艺简单、且不存在因为高温、高湿的气候条件而衰减的问题，因而被越来越广泛的使用；所谓涂层法，就是在薄膜表面涂布一层高分子聚合物涂层，该涂层对薄膜具有良好的附着力，并具有高的表面张力，从而能大幅度提高基材的油墨印刷适应性。目前能够在PP、BOPP、PE薄膜上进行底涂的涂料一般是油性的氯化聚丙烯、氯化聚丙烯改性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂或水性聚氨酯，前者油性产品价格高昂且不适合日益严格的环保要求，而后者价格也不便宜，因此，如果能通过优化配方和工艺步骤来制备一种价格低廉、且适用于PP、BOPP、PE薄膜底涂的水性底涂涂料，是本领域技术人员致力研究的课题。
技术实现思路
为解决以上存在的问题，本专利技术的目的是提供一种低成本、环保的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，该涂料对聚烯烃薄膜具有良好的附着力，且能提供良好的油墨印刷适应性。本专利技术的另一目的是提供一种上述水性底涂涂料的制备方法。为实现以上目的，本专利技术的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，包括重量份数为30－50份软单体、50－70份硬单体份、5-30份乙烯基单体、乙烯基单体合成树脂、乙烯基单体合成乳液或聚乙烯亚胺、1－10份酸性功能单体、1－10份交联单体，2－6份反应型乳化剂、0.5－2份引发剂、0.1-1份十二烷基硫醇、0.5－2份消泡剂、0.5－2份润湿剂和140-160份去离子水通过乳液聚合法制备得到；软单体为丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯；硬单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；乙烯基单体为乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丁二烯，异戊二烯、氯乙烯或偏二氯乙烯，乙烯基单体合成树脂为氯化聚烯烃树脂，乙烯基单体聚合乳液为EVA乳液。上述酸性功能单体优选甲基丙烯酸。上述交联单体优选丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、双丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和N-丁氧甲基丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、叔碳酸缩水甘油酯中的一种或多种组合。上述反应型乳化剂优选烯丙氧基壬基酚聚乙烯（10）醚硫酸铵、甲基烯丙羟丙磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚乙烯醚中的一种或多种组合。上述引发剂优选过硫酸铵或过硫酸钾。上述消泡剂优选矿物油或有机硅类消泡剂。上述润湿剂优选琥珀酸二异辛酯磺酸钠、丁二酸二异辛酯磺酸钠或炔二醇非离子表面活性剂。本专利技术还提供一种上述聚烯烃薄膜水性底涂涂料的制备方法，该方法依次包括如下步骤：（1）预乳液的制备：按配方量将软单体、硬单体、酸性功能单体、交联单体加入到由50%的反应型乳化剂和18-20%的去离子水组成的乳化剂溶液中，搅拌乳化30分钟，制成预乳液；（2）将引发剂加入到去8-10%的去离子水中，搅拌使引发剂溶解，得到引发剂溶液；（3）丙烯酸乳液的制备：向装有温度计、搅拌器、回流冷凝管和恒压液滴漏斗的反应容器中加入釜底液、剩余的去离子水和剩余的反应型乳化剂，进行搅拌；当反应容器中的物料升温至72－75℃时，加入20－40%的引发剂溶液，继续搅拌；当反应容器中的物料升温至80－82℃，保温20分钟后没发现回流时，在3－4小时内连续均匀滴加步骤（1）制得的预乳液的70-90%和剩余的引发剂溶液，滴加完后升温至85－90℃保温1－1.5小时；然后降温至60-70℃，保温1小时，再降温至40℃，加入消泡剂和润湿剂后搅拌均匀，用氨水调节体系的pH值至7－8，用200目过滤网过滤出料，得到水性丙烯酸乳液底涂涂料；上述制备方法中，当配方中含有乙烯基单体或乙烯基单体合成树脂时，步骤（1）在加入软、硬单体的同时加入该乙烯基单体或乙烯基单体合成树脂，步骤（3）的釜底液为步骤（1）制得的预乳液的10-30%；当配方中含有乙烯基单体合成乳液时，步骤（3）的釜底液为乙烯基单体合成乳液；当配方中含有聚乙烯亚胺时，步骤（3）的釜底液为步骤（1）制得的预乳液的10-30%，且在过滤前加入该聚乙烯亚胺后搅拌均匀。为了保持反应体系pH值的稳定。上述制备方法中，步骤（3）在加入釜底液的同时，加入0.5－1份碳酸氢钠。为了除去多余的引发剂，上述制备方法中，步骤（3）在降温至60-70℃时，加入0.2-0.4份的氧化还原引发剂，该氧化还原引发剂优选叔丁基过氧化氢和甲醛次硫酸钠。本专利技术的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，通过选择合适的原料组合、乳化剂及生产工艺，得到成本低、对聚烯烃薄膜具有良好附着力，且能提供良好的油墨印刷适应性的底涂涂料，具体说明如下：（1）原料的选择本专利技术选择在水性聚丙烯乳液的配方中加入乙烯基单体、乙烯基单体合成树脂或乙烯基单体合成乳液，能够很好增加高分子链的旋转自由度，减少空间位阻，使高分子主链变得柔软，易润湿薄膜表面，从而增强界面之间的粘附力；如果选择加入聚乙烯亚胺，则利用聚乙烯亚胺含有对聚烯烃产生化学键的多种活泼性基团，使该底涂层能够通过化学键和聚烯烃薄膜牢固的吸附。选择丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯作为软单体，利用它们具有较长侧链的特点，可以增加聚合物分子链的柔顺性，使其流动活化能下降，从而降低聚合物的本体粘度，而粘度的下降易润湿薄膜表面，使润湿角减小，有利于聚合物分子和薄膜分子间距离的接近和界面之间粘附力的增强。选择甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯作为硬单体，可以提供底涂涂料足够的内聚强度，更好提高底涂涂层的粘接强度、耐磨性和抗粘连性。酸性功能单体的加入，不仅能大大提高乳液的稳定性，而且可以和薄膜上的极性基团或和后续的镀铝层形成结合，从而提高粘接力。交联单体的加入是提高乳液成膜物的内聚强度，同时可以和薄膜上极性基团产生化学键，极大地提高了底涂层对薄膜的粘接力。采用反应型乳化剂，一方面能够参与单体的共聚，避免因普通乳化剂的迁移产生底涂层与薄膜之间的弱界面层、从而降低粘接力的缺点。提高了底涂涂料的粘接力，另一方面也会降低水性丙烯酸乳液底涂涂料的起泡性。采用十二烷基硫醇作为分子量调节剂，可以调节聚合物分子量大小和聚合物分子量的多分散性，生成一定量的低分子聚合物流动活化能小，本体粘度低，易于润湿薄膜表面，增强底涂剂对薄膜的粘附力。（2）本专利技术采用微乳液聚合法生产丙烯酸乳液，玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚烯烃薄膜水性底涂涂料，包括重量份数为30－50份软单体、50－70份硬单体份、5‑30份乙烯基单体、乙烯基单体合成树脂、乙烯基单体合成乳液或聚乙烯亚胺、1－10份酸性功能单体、1－10份交联单体，2－6份反应型乳化剂、0.5－2份引发剂、0.1‑1份十二烷基硫醇、0.5‑2份消泡剂、0.5－2份润湿剂和140‑160份去离子水通过乳液聚合法制备得到；软单体为丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯；硬单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；乙烯基单体为乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丁二烯，异戊二烯、氯乙烯或偏二氯乙烯，乙烯基单体合成树脂为氯化聚烯烃树脂，乙烯基单体聚合乳液为EVA乳液。

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃薄膜水性底涂涂料，包括重量份数为30－50份软单体、50－70份硬单体份、5-30份乙烯基单体、乙烯基单体合成树脂、乙烯基单体合成乳液或聚乙烯亚胺、1－10份酸性功能单体、1－10份交联单体，2－6份反应型乳化剂、0.5－2份引发剂、0.1-1份十二烷基硫醇、0.5-2份消泡剂、0.5－2份润湿剂和140-160份去离子水通过乳液聚合法制备得到；软单体为丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯；硬单体为甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯；乙烯基单体为乙酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、丁二烯，异戊二烯、氯乙烯或偏二氯乙烯，乙烯基单体合成树脂为氯化聚烯烃树脂，乙烯基单体聚合乳液为EVA乳液。2.根据权利要求1所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述酸性功能单体为甲基丙烯酸。3.根据权利要求2所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述交联单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、双丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和N-丁氧甲基丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、叔碳酸缩水甘油酯中的一种或多种组合。4.根据权利要求3所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述反应型乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚乙烯（10）醚硫酸铵、甲基烯丙羟丙磺酸钠、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠、烯丙氧基壬基酚聚乙烯醚中的一种或多种组合。5.根据权利要求4所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。6.根据权利要求5所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述消泡剂为矿物油或有机硅类消泡剂。7.根据权利要求6所述的聚烯烃薄膜水性底涂涂料，其特征在于：所述润湿剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠、丁二酸二异辛酯磺酸钠或炔二醇非离子表面活性剂。8.一种权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跟新，郑良晓，胡峻，
申请(专利权)人：汕头市龙湖昌丰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44