【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子薄膜，具体涉及一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚氯乙烯(pvc)和尼龙(pa)等高分子薄膜广泛应用于包装产品。由于薄膜本身的非极性、高结晶度、低表面能等特性，pe、pp、pet等薄膜表面通常需要进行预处理后，才能打印、印刷。电晕是目前提高油墨在薄膜表面附着力最经济有效的方式，但是无法保证时效性和稳定性。为了改善塑料薄膜的印刷效果，目前普遍采用的一种方法是在塑料薄膜上预涂功能性底涂层，来提高印刷效果、增加抗刮性、提升耐油污及长久保持表面涂层的附着力。迫于环保压力，更多的水性化底涂液用于改性高分子薄膜。这些水性底涂有水性氯化聚丙烯改性丙烯酸酯、水性聚丙烯酸酯、水性聚氨酯、水性丙烯酸酯改性聚氨酯等。氯化聚丙烯由于含氯，很容易受到光、热影响而脱除氯，导致薄膜发黄，并且欧盟等国家地区有限卤素要求。一般水性丙烯酸酯乳液存在热黏冷脆的缺点，薄膜涂覆涂层收卷后易粘连。聚氨酯含有大量的氨基甲酸酯等极性基团，对pet等薄膜及油墨都具有优异的附着力，但价格较高，且对低表面能的pp、pe等附着力较差。当前大部分采用的是水性丙烯酸酯改性聚氨酯乳液作为底涂，降低成本的同时改善对薄膜基材和油墨的附着力。水性丙烯酸酯改性聚氨酯乳液的制备一般是先以聚酯或聚醚多元醇、异氰酸酯、水性扩链剂等为原料制备得到水性聚氨酯乳液，随后加入丙烯酸酯聚合得到杂化改性或核壳结构的水性聚氨酯。通常在用于塑料薄膜底涂中，聚氨酯成分含量较高，一般超过20％以上。若继
2、为解决上述问题，本专利技术提出了核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂，聚氨酯含量低，制备价格低廉，适用于聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸二乙酯等塑料薄膜的底涂，对薄膜和油墨具有优异的附着牢度、耐磨型和印刷适应性优异等特点。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂一方面解决常规丙烯酸酯乳液热黏冷脆问题，另一方面解决了丙烯酸酯改性聚氨酯水性乳液底涂剂中聚氨酯含量低造成乳液不稳定的问题；利用饥饿加料聚合法制备软核硬壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液，并利用壳层内的丙烯酸单体增加其对聚乙烯、聚丙烯等地表面塑料薄膜表面的附着力，同时壳层的丙烯酸酯单体可形成交联网络，确保涂层的结构强度。
2、为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂为软核硬壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液，其中，核层tg为-30～-5℃，含少量聚氨酯的壳层tg为10-45℃，核层与壳层的单体质量比为1:1-6，可聚合聚氨酯丙烯酸酯质量占壳层单体的1-10％。
4、一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，包括如下步骤：
5、步骤1，核壳丙烯酸酯聚氨酯乳液的制备，所述乳液的聚合采用半连续饥饿加料法；
6、其中，所述核乳液的制备方法，包括：a1，在室温下，将水和乳化剂加入至烧杯中搅拌均匀，并加入核层单体，高速搅拌得到核单体预乳液；a2，将引发剂加入至水中配置形成引发剂水溶液；a3，将水和缓冲剂加入至反应瓶中，升温至80±2℃，稳定后加入5-10％的核单体预乳液和四分之一引发剂水溶液，经10-30min反应后将剩余的核单体预乳液和剩余的引发剂水溶液滴入反应瓶，持续滴加1-1.5h，滴加结束后继续保温1-2.5h，得到核乳液；
7、所述丙烯酸酯聚氨酯核壳乳液的制备：b1，在室温下，将水和乳化剂加入至烧杯中混合均匀，然后加入壳层单体，高速搅拌形成壳层单体预乳液，b2，将上述的壳层单体预乳液分为壳层单体预乳液a和壳层单体预乳液b，且，壳层单体预乳液a和壳层单体预乳液b的体积比为1:2，其中，壳层单体预乳液b中加入可聚合聚氨酯丙烯酸酯，继续乳化得到混合壳层单体预乳液b；b3，将引发剂加入至水中配置形成引发剂水溶液；b4，在核乳液中滴加壳层单体预乳液a和三分之一引发剂水溶液；待壳层单体预乳液a滴加结束后继续滴加混合壳层单体预乳液b和剩余引发剂溶液，整个滴加时间为2-5h，保持温度恒定在80±2℃；b5，滴加结束后，继续保温1.5-2h，保温结束后降温至40℃，加入氨水调节ph值至8-9，随后加入交联剂，搅拌均匀后过滤出料，得到核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液；
8、步骤2，核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备：在室温条件下，将核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液、成膜助剂、其他助剂和吸墨剂混合均匀，得到薄膜改性用的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂，所述成膜剂的加入量是核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液质量的1-20％，其他助剂的加入量是核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液质量的0.1-2％，吸墨剂的加入量是核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液质量的0.1-1％。
9、所述核层单体包括硬单体、软单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，所述交联单体采用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
10、所述壳层单体包括硬单体、软单体、功能单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂基酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种；所述功能单体采用(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、n-乙烯基咪唑、n-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种；所述交联单体采用可聚合聚氨酯丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
11、所述可聚合聚氨酯丙烯酸酯占壳层单体质量的1-10％。
12、所述乳化剂采用十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo-9)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵中的一种或几种。
13、所述引发剂采用过硫酸铵和/或过硫酸钾。
14、所述缓冲剂为碳酸氢钠和/或磷酸氢二钠。
15、所述交联剂采用己二酰肼(adh)。
16、所述核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液中，核层乳液各组分质量配比为(以100份为例)：硬单体7.5-16；软单体10-24；交联单体0-1.5；乳化剂0.6-2；引发剂0.3-0.6；缓冲剂0.6-1.2；水余量。
17、壳层乳液各组分质量配比为(以100份为例)：硬单体4.5-13.5；软单体6.0-16.5；功能单体5-10；交联单体0.5-3.5；可聚氨酯丙烯酸酯0.5-4；乳化剂0.6-2；引发剂0.3-0.6；水余量。
18、所述核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液的质量配比中，核层单体和壳层单体的总和为核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液质量的20-40％，核层单体与壳层单体质量比为1:1-6。所述核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂，其特征在于，所述底涂剂中的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液为软核硬壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液，其中，核层Tg为-30～-5℃，含少量聚氨酯的壳层Tg为10-45℃，可聚合聚氨酯丙烯酸酯质量占壳层单体的1-10％。
2.一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述核层单体包括硬单体、软单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，所述交联单体采用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
4.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述壳层单体包括硬单体、软单体、功能单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂基酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种；所述功能单体采用(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊
5.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述可聚合聚氨酯丙烯酸酯占壳层单体质量的1-10％。
6.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂采用十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸铵、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂采用过硫酸铵和/或过硫酸钾；所述缓冲剂为碳酸氢钠和/或磷酸氢二钠，所述交联剂采用己二酰肼(ADH)。
8.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液中，核层乳液各组分质量配比为(以100份为例)：硬单体7.5-16；软单体10-24；交联单体0-1.5；乳化剂0.6-2；引发剂0.3-0.6；缓冲剂0.6-1.2；水余量。
9.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的成膜助剂采用甲醇、乙醇、乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚、(二)乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或几种；所述其他助剂采用有机硅类表面润湿剂或流平剂；所述吸墨剂采用二氧化硅和/或高岭土。
10.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：按照上述方法制备的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂在高分子薄膜打印或印刷中的应用，具体是，在聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸二乙酯等薄膜打印或印刷前底涂，并烘干。
...【技术特征摘要】
1.一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂，其特征在于，所述底涂剂中的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液为软核硬壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液，其中，核层tg为-30～-5℃，含少量聚氨酯的壳层tg为10-45℃，可聚合聚氨酯丙烯酸酯质量占壳层单体的1-10％。
2.一种核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述核层单体包括硬单体、软单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种，所述交联单体采用乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
4.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述壳层单体包括硬单体、软单体、功能单体和交联单体，所述硬单体采用(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂基酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种，所述软单体采用丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种；所述功能单体采用(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、n-乙烯基咪唑、n-乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种；所述交联单体采用可聚合聚氨酯丙烯酸酯、双丙酮丙烯酰胺、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的核壳型丙烯酸酯聚氨酯乳液底涂剂的制备方法，其特征在于：所述可聚合聚氨酯丙烯酸酯占...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪华钢，赵鑫锋，陈曦，戴志锋，彭来湖，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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