一種水性耐磨涂料、水性耐磨薄膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料、涂膜及其制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性耐磨涂料、水性耐磨 薄膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)的發(fā)展，PET (Polyethylene terephthalate)、B0PP (Biaxially Oriented Polypropylene)、PP(Polypropylene)、PE(polyethylene)等非吸收性薄膜材料由于具有優(yōu) 異的化學(xué)性能和機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用于繪圖和照相用膜、真空噴涂金屬膜、印刷、碳帶打 印及包裝材料等領(lǐng)域。
[0003] 然而，ΡΕΤ、Β0ΡΡ、PP、PE等非吸收性薄膜材料，作為印刷和碳帶打印的承印物，但由 于這些承印材料的表面張力比較低，表面光滑，無(wú)毛細(xì)孔，表面吸附力小，使其印刷適性和 碳帶打印適印性變差。
[0004] 為了通過(guò)活化承印材料的表面來(lái)改善油墨印刷和碳帶打印的粘附性，膜表面通常 進(jìn)行電暈處理、紫外線(xiàn)輻照處理、等離子處理或火焰處理。雖然通過(guò)這些處理能夠改善粘附 性，但活性隨時(shí)間變差。
[0005] 隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)ΡΕΤ、Β0ΡΡ、PP、PE等非吸收性薄膜材料的印刷適性 和碳帶打印適性問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。隨著溶劑化合物涂層、可水分散聚氨酯樹(shù)脂的水性 涂層、熱塑性樹(shù)脂的光固化涂層、以及強(qiáng)調(diào)羧酸和伯胺濃度的聚酯樹(shù)脂涂層的研究和研究 成果的面世，PET、BOPP、PP、PE等非吸收性薄膜材料的印刷適性和碳帶打印適性問(wèn)題得到了 改善。但是科學(xué)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)永無(wú)頂峰，ΡΕΤ、Β0ΡΡ、ΡΡ、ΡΕ薄膜應(yīng)用領(lǐng)域不斷提出新要 求。故此，承印材料油墨印刷和碳帶打印需要經(jīng)受有機(jī)溶劑侵蝕浸漬和耐刮擦的要求。
[0006] 專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200480011148. X的專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種水性涂層試劑，水性 涂層試劑包含具有芳族環(huán)狀結(jié)構(gòu)的水性分散性聚氨酯樹(shù)脂，通過(guò)將含聚脂多元醇或聚醚多 元醇的樹(shù)脂顆料分散在水中制備的水性分散劑和能夠與羥基反應(yīng)的交聯(lián)劑。通過(guò)使用在分 子中具有芳族環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚酯多元醇或聚醚多元醇作為在常溫下為液體的聚酯多元醇或 聚醚多元醇，能夠改善對(duì)聚脂膜的粘附性。但是，聚氨酯樹(shù)脂、聚脂多元醇、聚醚多元醇等樹(shù) 脂顆粒，能夠被多種醇（例如酒精）所溶解，因此，不耐酒精浸漬。申請(qǐng)?zhí)枮?00810000781. 9 的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所公開(kāi)的涂料組成物的耐刮試驗(yàn)方法和結(jié)果，300公克重量法碼，10次 循環(huán)/分鐘的速度進(jìn)行10次循環(huán)耐刮的結(jié)果，耐刮性能無(wú)法達(dá)到更高層次的要求。中國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)?zhí)?6107328. 4公開(kāi)了一種基膜涂層含有主要成分的聚酯樹(shù)脂和密胺化合物的混合 物薄膜。具有這樣涂層的薄膜顯示了在高濕度條件下，特別是在水中與沉積層的優(yōu)良的粘 附性能，以及與印刷油墨的優(yōu)良的粘附性能。但是聚脂樹(shù)脂和密胺化合物的混合物的涂層 薄膜無(wú)法解決在有機(jī)溶劑，特別是酒精溶劑浸漬后的粘附性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種水性耐磨涂料，提高涂層成 膜性，可防止涂層因結(jié)晶不均勻出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，改善涂料的結(jié)晶性能和成膜性能，該水性耐 磨涂料成膜后具有良好的耐酒精浸漬能力和耐摩擦涂能力。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0009] 一種水性耐磨涂料，該水性耐磨涂料按重量份由以下組份組成：
[0010] 偏氯乙稀 68-88份；
[0011] 共聚單體 15-35份; 乳化劑 1.5-3.5份； 種子乳化劑 0.15-0.35份； PH 調(diào)節(jié)劑 0.0.3-0.06 份; 引發(fā)劑 0.08-0.4份; 去離子水 100份。
[0012] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述的共聚單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯、丙烯 酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯順丁烯二酸、丙烯 酸乙酯中的兩種或兩種以上以任意比混合物。
[0013] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述乳化劑為對(duì)辛基苯酚聚氧乙烯醚、甘油單硬酯酸酯、 山梨醇三硬酯酸酯、苯乙烯磺酸鈉、月桂醇硫酸鈉、仲烷基硫酸鈉中的一種或兩種以上以任 意比混合物。
[0014] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述種子乳化劑為檸檬酸鈉、烷基苯磺酸鈉、硬脂酸鈉鹽、 十二烷基硫酸鈉、N-十二烷基二甲胺中的一種或兩種以上以任意比混合物。
[0015] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述的PH調(diào)節(jié)劑為冰乙酸、磷酸氫鹽、乙二酸、碳酸氫鹽 中的一種。
[0016] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述的引發(fā)劑為叔丁基過(guò)氧化氫與雕白粉的混合物、或過(guò) 硫酸鉀與亞硫酸鈉的混合物、或過(guò)硫酸銨與硫代硫酸鈉的混合物。
[0017] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種水性耐磨薄膜，具有良好的耐磨性能和耐酒精浸 漬能力；該水性耐磨薄膜是由本發(fā)明所述的水性耐磨涂料涂布與基膜上，干燥后所形成的 涂膜。
[0018] 本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種水性耐磨薄膜的制備方法；該制備方法步驟包 括
[0019] 1)制備涂布液：在本發(fā)明所述的水性耐磨涂料中加入占水性耐磨涂料總量 0-30 %的二氧化硅漿制成涂布液；
[0020] 2)涂布：在基材上預(yù)涂底膠，待底膠固化后將上述涂布液均勻涂布在預(yù)涂底膠的 基材上形成涂層；
[0021] 3)干燥固化：步驟2)涂布后的涂層經(jīng)依次經(jīng)干燥、固化后形成水性耐磨薄膜。
[0022] 進(jìn)一步的，上述方法中步驟3)的干燥方式為遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)干燥；固化過(guò)程在 加熱條件下進(jìn)行，固化溫度為50-60°C，固化時(shí)間為40-72小時(shí)。
[0023] 本發(fā)明的第四個(gè)目的在于本發(fā)明所述的水性耐磨薄膜在用膜、真空噴涂金屬膜、 印刷、碳帶打印及包裝材料中的應(yīng)用。
[0024] 具體地，所述的水性耐磨薄膜在制備照相用膜、或真空噴涂金屬膜、或印刷材料、 或碳帶打印材料、或包裝材料中的應(yīng)用。
[0025] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的水性耐磨涂料能提高涂層成膜性，可防止 涂層因結(jié)晶布均勻出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，改善涂料的結(jié)晶性能和成膜性能，該水性耐磨涂料成膜 后具有良好的耐酒精浸漬能力和耐摩擦涂能力。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0027] 本發(fā)明所述的水性耐磨涂料，該水性耐磨涂料按重量份由以下組份組成：
[0028] 偏氯乙烯 68-88份； 共聚單體 15-35份; 乳化劑 1.5-3.5份；
[0029] 種子乳化劑 0.15-0.35份; PH調(diào)節(jié)劑 0.03-0.06份; 引發(fā)劑 0.08-0.4傷^ 去離子水 100份。
[0030] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的水性耐磨涂料，該水性耐磨涂料按重量份由以 下組份組成：
[0031] 偏氯乙烯 68-75份; 共聚單體 15-20份; 乳化劑 1.5-2份； 種子乳化劑 0.15-0.2份； PH調(diào)節(jié)劑 0,03-0.05份； 引發(fā)劑 0.08-0.2份: 去離子水 100#。
[0032] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的水性耐磨涂料，該水性耐磨涂料按重量份由以 下組份組成：
[0033] 偏氯乙烯 70-80份； 共聚單體 20-30份； 乳化劑 2-3份； 種子乳化劑 0,.2-0.3份； PH調(diào)節(jié)劑 0,04-0,05份； 引發(fā)劑 0.1-0.2份； 去離子水 100份。
[0034] 作為進(jìn)一步的方案，本發(fā)明所述的水性耐磨涂料，該水性耐磨涂料按重量份由以 下組份組成：
[0035] 偏氯乙烯 85-88份； 共聚單體 20-35:扮； 乳化劑 ：2-3.5份； 種子乳化劑 0.2-0.35份； PH調(diào)節(jié)劑 0.05-0.06份； 引發(fā)劑 02-0.4份； 去離子水 100份。
[0036] 進(jìn)一步的，上述方案中，所述的共聚單體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸辛酯、丙烯 酸異丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯順丁烯二酸、丙烯 酸乙酯中的兩種或兩種以上以任意比混合物。共聚單體的用量對(duì)涂層的成膜結(jié)晶度有影 響，共聚單體用量太大使膜變軟，太小使膜變脆。在本發(fā)明中，通過(guò)控制共聚單體重量份數(shù) 為15-35份可以有效控制水性耐磨涂料成膜后的脆性，滿(mǎn)足應(yīng)用的需要。
[0037] 水性耐磨涂料形成涂層后，由于聚合物的分子結(jié)構(gòu)及乳化劑相互配