一种水性可印刷冷烫色层涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及IPC C09D技术领域，尤其涉及一种水性可印刷冷烫色层涂料及其制备方法。其原料包括，按照重量百分比计，水性聚氨酯分散体30

【技术实现步骤摘要】
一种水性可印刷冷烫色层涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及IPC C09D
，尤其涉及一种水性可印刷冷烫色层涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统溶剂型色层涂料的VOC含量高，对于环境和人体均存在着极大的安全隐患，已逐渐被市场所淘汰。水性色层涂料绿色环保，是印刷行业的热门选择。但是现有的水性涂料仍然存在着：(1)工艺繁琐，需要设置离型层完成后续操作；(2)印刷牢度低，涂层难以长效保持；(3)切边性能差，无法满足柔印冷全息烫印防伪技术的线条要求；(4)涂布量大，剥离力高，性能难以把控等缺点。
[0003]中国专利CN201810113287.7公开了一种能用于冷烫和热烫高速烫后印刷镭射烫印箔的着色层涂料及其制备方法，采用聚氨酯树脂、羧基改性丙烯酸树脂、酰胺基改性丙烯酸树脂、交联固化剂等共同作用，提升了涂料的转移、印刷性能，但是该着色层涂料的配方体系复杂，工艺步骤严苛，仍无法投入大批量的涂料生产中。中国专利CN201911330208.9公开了一种兼顾大实地和细线条的胶印冷烫涂料及其制备方法，采用离型涂料、色层涂料、保护胶涂料共同作用，解决了烫印大实地图案时的收缩问题。但是该现有技术仍使用大量有机溶剂，无法兼顾涂料环保和性能的平衡。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种水性可印刷冷烫色层涂料，其原料包括，按照重量百分比计，水性聚氨酯分散体30
‑
60％，水性二氧化硅分散液18
‑
30％，表面控制剂0/>‑
3％，助剂0
‑
1％，稀释剂补充余量。
[0005]在一些优选的实施方式中，按照重量份计，所述水性聚氨酯分散体的制备原料包括，聚合物多元醇10
‑
40份，异氰酸酯5
‑
18份，扩链剂0
‑
12份，成盐剂0.5
‑
7份，溶剂5
‑
80份。
[0006]在一些优选的实施方式中，所述扩链剂包括碳原子数为2
‑
8的多羟基化合物，所述多羟基化合物的结构中含有0或1个四级碳原子。
[0007]在一些优选的实施方式中，所述扩链剂还包括离子型亲水化合物，所述离子型亲水化合物和多羟基化合物的重量比为1：(1
‑
3)。
[0008]在一些优选的实施方式中，离子型亲水化合物包括羟基烷酸，磺酸盐，盐酸，丁酸中的至少一种。作为羟基烷酸的实例，包括但不限于二羟甲基丙酸，二羟甲基丁酸。
[0009]在一些优选的实施方式中，所述异氰酸酯包括HMDI、IPDI、HDI、TDI、MDI中的一种或多种的组合。
[0010]在一些优选的实施方式中，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯，聚己内酯，端羟基聚硅氧烷，聚丁二烯，聚丙烯酸酯中的一种或多种的组合。
[0011]在一些优选的实施方式中，所述聚合物多元醇为非直链结构。
[0012]进一步优选，所述聚合物多元醇选自聚己二酸新戊二醇酯二醇，聚己二酸
‑2‑
甲
基
‑
1，3丙二醇酯二醇，聚己二酸
‑3‑
甲基
‑
1，5
‑
戊二醇酯二醇中的至少一种。
[0013]在一些优选的实施方式中，所述聚合物多元醇的平均分子量为1000
‑
8000，优选为2000。
[0014]传统色层涂料采用有机溶剂配方体系，VOC含量高、气味重，且需要借助离型层进行后续操作，工艺繁琐。采用水性涂料能够降低VOC对人体的伤害，但是涂料与PET基膜的附着力较高，需要配合离型层操作，印刷过程中的加工性能较差，难以满足印刷涂料的使用。本专利技术在探究色层涂料的过程中发现，采用特定改性剂自制的水性聚氨酯分散体制备色层涂料，不仅能够有效降低涂料的VOC含量，还能提升涂料的加工性能。尤其是采用侧链含有烷烃链的聚合物多元醇，配合含有四级碳原子的多羟基化合物作用，能够明显降低色层涂料与PET基膜的附着力，削弱色层涂料的剥离力，实现免离型工艺操作。
[0015]在一些优选的实施方式中，所述水性聚氨酯分散剂的制备原料还包括改性剂0.1
‑
7份，所述改性单体为丙烯酸类化合物，其结构通式为CH2＝COR，所述R为氨基或酯基。
[0016]在一些优选的实施方式中，所述改性剂包括丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟丙酯，甲基丙烯酸羟丙酯，季戊四醇三丙烯酸酯，丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺，异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
[0017]本专利技术在合成水性可印刷聚氨酯分散体的过程中发现，聚氨酯的结构对于涂料与印刷过程中金属成分的作用有重要影响。采用含双键的改性剂对聚氨酯进行改性，能够促进UV固化反应，提升印刷效果；意外发现采用季戊四醇三丙烯酸酯改性聚氨酯分散体，一方面能够赋予涂层较高的双键密度，促进其与UV单体相互作用，提高印刷适应性，另一方面能够提升色层涂料对金属的附着力，显著提升印刷牢度。
[0018]在一些优选的实施方式中，所述成盐剂包括无机碱，有机碱，醇胺中的至少一种。
[0019]作为无机碱的实例，包括但不限于氢氧化钠，氢氧化钾，氨水。
[0020]作为有机碱的实例，包括但不限于三乙胺，甲醇钠，叔丁醇钠，叔丁醇钾。
[0021]作为醇胺的实例，包括但不限于甲基二乙醇胺，一乙醇胺，二乙醇胺，二甘醇胺，三乙醇胺。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述溶剂包括溶剂A和溶剂B，溶剂A和溶剂B的重量比为(0.5
‑
2)：(4
‑
7)。
[0023]进一步优选，溶剂A包括N,N
‑
二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N
‑
甲基吡咯烷酮，N
‑
乙基吡咯烷酮和丙酮中的一种或多种的组合。
[0024]优选的，所述B为水；进一步优选为去离子水。
[0025]在一些优选的实施方式中，所述水性二氧化硅分散液的固含量为24
‑
36％，粒径＜20nm。
[0026]冷烫作为印刷工艺中的新型技术手段，因不需要加热迅速应用于纸品、纺织品等的烫印加工生产线中。虽然冷烫工艺能够极大程度上节约工艺能源，但是其印刷过程伴随UV固化过程，对于涂覆材料的均匀度、边缘聚集度有极高的要求。现有色层涂料在冷烫之后，常出现分切性差，出现明显锯齿状的现象。本专利技术在研究印刷色层涂料过程中进一步发现，采用水性二氧化硅分散液能够有效改善材料的分切性，所得色层涂料在后续加工过程中，边缘平整线条清晰，锯齿状缺陷明显被抑制；猜测可能是水性二氧化硅分散液的添加能够促进自制的水性聚氨酯分散体均匀于水性介质中，避免了含支链聚氨酯在基膜边缘的分
布不稳定情况，从而优化了涂料的切边性。意外发现，当采用固含量为24
‑
36％，粒径＜20nm的水性二氧化硅分散液时，不仅能够满本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性可印刷冷烫色层涂料，其特征在于，其原料包括，按照重量百分比计，水性聚氨酯分散体30
‑
60％，水性二氧化硅分散液18
‑
30％，表面控制剂0
‑
3％，助剂0
‑
1％，稀释剂补充余量。2.根据权利要求1所述的一种水性可印刷冷烫色层涂料，其特征在于，按照重量份计，所述水性聚氨酯分散体的制备原料包括，聚合物多元醇10
‑
40份，异氰酸酯5
‑
18份，扩链剂0
‑
12份，成盐剂0.5
‑
7份，溶剂5
‑
80份。3.根据权利要求2所述的一种水性可印刷冷烫色层涂料，其特征在于，所述扩链剂包括碳原子数为2
‑
8的多羟基化合物；所述多羟基化合物的结构中含有0或1个四级碳原子。4.根据权利要求2或3所述的一种水性可印刷冷烫色层涂料，其特征在于，所述聚合物多元醇包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚碳酸酯，聚己内酯，端羟基聚硅氧烷，聚丁二烯，聚丙烯酸酯中的一种或多种的组合。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的一种水性可印刷冷烫色层涂料，其特征在于，所述聚合物多元醇的平均分子量为1000
‑
8000。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕兴军，吴敏达，向煌，陈俊，魏星星，刘元发，
申请(专利权)人：广东邦固薄膜涂料创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：