專利名稱：可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料及其制備方法，屬于輻射固化涂料及其制備方法技術領域。
背景技術：
真空鍍鋁紙由于其對水和空氣的良好阻隔性能以及其對金屬材料鋁的消耗極少和可降解、可回收利用等特性，已成為一種新型環保材料，廣泛應用于煙、酒、糖、茶、食品、醫藥及日用品產品的包裝盒。為了提高防偽效果和美感，高檔包裝盒多采用轉移鐳射鍍鋁卡紙制作。轉移鐳射鍍鋁卡紙生產工藝原理為在高真空鍍鋁系統中，在預先涂布并模壓鐳射信息涂層的塑料膜上沉積一層20 50納米的鋁層，塑料膜的鋁層面與紙張利用膠水在一定的壓力下復合，剝離塑料膜，必要時紙張經回潮或背涂處理，按產品規格要求分切或斷張得到轉移鐳射鍍鋁卡紙成品。其基本生產工序為塑料膜涂膜一模壓一鍍鋁一復合一剝離一一回潮或背涂——分切/斷張。其中，塑料膜涂膜工序主要是在塑料膜上涂布具有良好剝離性能的蠟殼層，再在蠟殼上涂布一層可模壓全息信息的涂層。目前最新的技術可直接在塑料膜上涂布一層涂層，該涂層具有良好的剝離性能和穩定的可模壓鐳射信息功能。由于塑料膜(一般為PET膜或BOPP膜)表面張力低，涂料在塑料膜上的潤濕能力和流平性比較差，涂層需要在塑料膜上均勻涂布，目前普遍使用溶劑型涂料，生產過程中，溶劑揮發量較大，生產環境較為惡劣，處理不好對環境污染較大。另外，塑料膜在放卷和收卷過程中極易集聚靜電，生產車 間空氣中溶劑含量過高，極易產生火災甚至爆炸。生產安全風險較高。為了控制靜電的產生，涂膜工序車速不宜過高，導致整體生產效率較低。從涂料配方和工藝技術而言，溶劑型鐳射鍍鋁轉移涂料技術相對成熟，在國內得到了普遍應用；水性鐳射鍍鋁轉移涂料雖有部分專利報道，但因涂料在有機薄膜(PET膜或BOPP膜)表面的流平性較差，成膜致密性不足影響真空鍍鋁亮度，耐溫性能不足，模壓全息鐳射信息工藝過程中經常出現粘版、堵版及黑版，以及因剝離不清所引起的小白點質量問題等，嚴重影響到了水性鐳射鍍鋁轉移涂料的推廣和應用；而^作8固化鐳射鍍鋁轉移涂料，未見文獻報道。傳統的UV (紫外線)/EB (電子束)固化涂料配方組成中由于選用的丙烯酸酯預聚物和活性稀釋劑組分的官能度高，涂層固化后的交聯密度高，涂層致密，分子量很高，基本沒有固定的分子量分布范圍，涂層材料沒有熱塑性，高溫下只有熱分解，從而無法通過模壓工藝使涂層產生穩定的全息鐳射信息。

發明內容
本發明的目的在于克服現有UV/EB固化涂層材料不可模壓鐳射信息的技術難題，提供一種安全、高效、節能和環保，涂層可模壓穩定形成全息鐳射信息的固化轉移涂料，同時還提供了這種涂料的生產方法，使用該方法得到的輻射固化轉移涂料能夠代替常規溶劑型轉移鐳射涂料分別用在UV或EB固化工藝中，以提升現有轉移鐳射真空鍍鋁卡紙涂膜工序的工藝安全及環保性能。為實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案
本發明是通過在涂料配方中引入適量的軟化點范圍80°C 150°C的固體熱塑性樹脂，增強固化后的涂層的增塑效果，引入適量的單官能活性稀釋劑調整涂層的交聯密度，引入適量的分子量調節劑組分來調整和平衡涂層固化后的分子量，從而達到涂層可滿足模壓要求的目的。可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，特殊之處在于包含以下質量份的原料
固體熱塑性樹脂10 50;
丙烯酸酯預聚物5 30 ;
活性稀釋劑20 80 ;
助劑0.5 3.0。可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料的制備方法，其特殊之處在于包含以下過程
(1)、按配方比例要求 準備原材料；
(2)、將活性稀釋劑組分投入反應釜中，攪拌預熱至40 60°C；
(3)、將粉碎后的固體熱塑性樹脂組份緩緩投入攪拌的反應釜中，高速攪拌2 5小時使其完全溶解；
(4)、將丙烯酸酯預聚物組分預熱至40 60°C，慢慢加入到反應釜中，攪拌至分散均
勻；
(5)、將助劑組分加入反應釜中，攪拌至分散均勻；
(6)、在40 60°C溫度下過濾，得到可模壓鐳射信息的EB固化轉移涂料。當上述適用于EB固化體系的可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料應用于UV固化體系時，其原料中還應包含2 4質量份的引發劑；其制備方法也相應調整為
(1)、按配方比例要求準備原材料；
(2)、將活性稀釋劑組分投入反應釜中，攪拌預熱至40 60°C；
(3)、將粉碎后的固體熱塑性樹脂組份分階段投入反應釜中，高速攪拌2 5小時使其完全溶解；
(4)、將丙烯酸酯預聚物組分預熱至40 60°C，慢慢加入到反應釜中，攪拌至分散均
勻；
(5)、將助劑組分及引發劑組分分別加入反應釜中，攪拌至分散均勻；
(6)、在40 60°C溫度下過濾，得到可模壓鐳射信息的UV固化轉移涂料。本發明所述的固體熱塑性樹脂包括固體形態的丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、酮醛樹脂、改性松香樹脂、氯醋樹脂及纖維素樹脂中的一種或幾種，占涂料總量的10 50%o其中
固體形態的丙烯酸樹脂采用純丙樹脂、苯丙樹脂中的一種或幾種，其分子量為8000 100000 ；環氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、酮醛樹脂、改性松香樹脂的軟化點為80 150°C ；氯醋樹脂采用二元氯乙烯一醋酸乙烯樹脂、三元羥基氯乙烯一醋酸乙烯樹脂或三元羧基氯乙烯一醋酸乙烯樹脂中的一種或幾種，其分子量為10000 100000 ；
纖維素樹脂采用醋酸纖維素樹脂、醋酸-丁酸纖維素樹脂、醋酸-丙酸纖維素樹脂的一種或幾種，其軟化點為100 140°C ；
本發明所述的丙烯酸酯預聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯及有機硅丙烯酸酯中的一種或幾種，占涂料總量的5 30%。其中
聚氨酯丙烯酸酯的分子量為1000 5200，官能度I 3 ;
環氧丙烯酸酯的分子量為500 2000，官能度I 3 ;
聚酯丙烯酸酯的分子量為500 3000，官能度I 4 ;
聚醚丙烯酸酯的分子量為500 2000，官能度I 3 ;
有機硅丙烯酸酯的分子量為200 1000，官能度I 3 ;
本發明所述的活性稀釋劑包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異冰片酯、乙氧基化丙烯酸氧苯酯、乙氧基乙基丙烯酸酯、四氫呋喃丙烯酸酯、丙烯酸己內酯、三羥甲基丙烷甲縮醛單丙烯酸酯、苯乙烯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙氧基化二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、烷氧`基化季戊四醇四丙烯酸酯及二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯中的一種或幾種，占涂料總量的20 80%。本發明所述的引發劑組分包括Irgacure 184、Irgacure 907、Irgacure369、Darocur 1173、BP、ITX及TPO中的一種或幾種，若采用UV固化工藝，占涂料總量的2 4% ；若采用EB固化工藝，所述的引發劑用量為O。其中Irgacure184、Irgacure 907> Irgacure369> Darocur 1173、BP、ITX 及 TPO均為市售商品。本發明所述的助劑包括分子量調節劑、潤濕劑、流平劑和消泡劑等，助劑總量占涂料總量的0. 5 3. 0%。其中
分子量調節劑選自正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、3-巰基丙酸異辛酯及2，4- 二苯基-4-甲基-1-戍烯中的一種；
潤濕劑選自聚醚改性聚二甲基硅氧烷、芳烷基改性聚甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基娃氧燒及有機娃娃改性聚丙烯酸酯中的一種；
流平劑選自改性聚硅氧烷、有機硅改性聚丙烯酸酯及氟改性聚丙烯酸酯中的一種； 消泡劑選自聚硅氧烷、礦物油及憎水顆粒消泡劑中的一種；
本發明選用的固體熱塑性樹脂組分具有合適的軟化點溫度范圍，良好的樹脂相容性，具有內增塑效果，保證涂層的可模壓性能的特性；
本發明選用的丙烯酸酯預聚物含量適宜，保證涂層具有適中的交聯密度、良好的柔韌性以及涂層的可剝離性能；
本發明選用的活性稀釋劑組分以單官能團單體為主體，更有利于降低涂料的粘度，有助于施工，同時可平衡了涂層的交聯密度，提高固化后涂層的熱塑性，促進涂層與鍍鋁層的附著力。與現有技術相比，本發明具有以下優點
(1)用輻射固化涂料替代傳統溶劑型涂料，生產過程安全，效率高，能耗少，零排放，無污染；
(2)涂層的綜合性能優異鍍鋁亮度高，金屬質感強，模壓全息鐳射信息清晰、與PET膜可剝離性能良，與鋁層的附著牢度好，耐磨性、抗劃傷、耐溶劑、耐溫、柔韌性及印刷適應性優。
具體實施例方式以下給出本發明的具體實施方式
，通過實施例對本發明的技術方案作進一步的詳細說明，但實施例并不是對本發明的限定。
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實施例1
一種可模壓鐳射信息的UV固化轉移涂料的制備方法，該方法包括以下工藝步驟
(I)、按照以下組分及含量備料
固體苯丙樹脂25 ；
聚氨酯丙烯酸酯15 ；
丙烯酸異冰片酯50 ；
乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 5；
Irgacure 9073 ；
助劑2。固體苯丙樹脂的分子量20000 40000 ;聚氨酯丙烯酸酯的分子量2600，官能度為1. 5。(2)、將活性稀釋劑組分(丙烯酸異冰片酯酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)投入反應釜中，攪拌預熱至40 60°C ；
(3)、將粉碎后的固體熱塑性樹脂樹脂組份(固體丙烯酸樹脂)分階段投入反應釜中，高速攪拌2 5小時使其完全溶解；
(4)、將丙烯酸酯預聚物組分(聚氨酯丙烯酸酯)預熱至40 60°C,慢慢加入到反應爸中，攪拌至分散均勻；
(5)、將引發劑組分(Irgacure907)和助劑組分加入反應釜中，攪拌至分散均勻；
(6)、在40 60°C溫度下過濾，得到可模壓鐳射信息的UV固化轉移涂料。實施例1中的固體苯丙樹脂為熱塑性樹脂，在固化過程中不參與交聯反應，但在涂層固化后可增進涂層的熱塑性；較高分子量的聚氨酯丙烯酸酯可增強涂層的韌性；單官能的丙烯酸異冰片酯為主要活性稀釋劑，平衡了涂層的交聯密度。將涂料預熱到500C ±5°C，粘度(蔡恩-3杯，50°C)15 20秒，用三輥式著膠輥在厚度為18um的PET膜上輥涂涂布，涂布量控制在1. 4 1. 6g/ m2，機速為控制在50m/min，UV燈功率設定為120W/Cm。涂布完之后將涂層進行模壓，模壓機溫度設置為175°C，機速為40m/min，制備成具有鐳射效果的模壓膜。將模壓膜經鍍鋁機真空鍍鋁后，用水性膠水將鍍鋁膜與卡紙復合，并將PET膜從卡紙表面上剝離下來，即得到具有全息鐳射信息的轉移卡紙材料。該卡紙表面的鍍鋁亮度高，鐳射信息清晰，UV固化涂層與鋁層的附著牢度良好，表面光澤度高，耐摩擦性好。實施例2
制備工藝同實施例1，配方如下
酮醛樹脂20 ；
改性松香樹脂15 ；
聚醚丙烯酸酯12 ；
有機硅丙烯酸酯3 ；
新戊二醇二丙氧基化二丙烯酸酯 5 ；
三羥甲基丙烷甲縮醛單丙烯酸酯 30 ；
苯乙烯10 ；
Irgacure 1841. 0 ；
BP2. 0 ；
助劑2.0。酮醛樹脂軟化點 為100 110°C ;改性松香樹脂的軟化點為120 150°C ;聚醚丙烯酸酯分子量為600，官能度3 ;所述的有機硅丙烯酸酯的分子量為480 600。實施例2中選用酮醛樹脂和改性松香樹脂等熱塑性樹脂在稀釋劑中的溶解性能較好，用量相對較大，在實施例1的基礎上可將模壓溫度降低到150°C以下。實施例3
(I)、按照以下組分及含量備料
氯醋樹脂20 ；
纖維素樹脂8；
環氧丙烯酸酯8 ；
I, 6-己二醇二丙烯酸酯12 ；
甲基丙稀酸甲酷10 ；
丙烯酸異冰片酯20
丙烯酸異辛酯20 ；
助劑2.0。氯醋樹脂的分子量30000 ;纖維素樹脂的軟化點為120°C ;環氧丙烯酸酯的分子量650，官能度為2.0。(2)、將活性稀釋劑組分(1，6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯酯、丙烯酸異辛酯)投入反應釜中，攪拌預熱至40 60°C ；
(3)、將熱塑性樹脂樹脂組份(纖維素樹脂)分階段投入反應釜中，高速攪拌2 5小時使其完全溶解；
(4)、將丙烯酸酯預聚物組分(環氧丙烯酸酯)預熱至40 60°C,慢慢加入到反應爸中，攪拌至分散均勻；
(5)、將助劑組分加入反應釜中，攪拌至分散均勻；
(6)、在40 60°C溫度下過濾，得到可模壓鐳射信息的EB固化轉移涂料。實施例3涂料中不含引發劑組分，適用于EB固化工藝。將該涂料預熱到30°C ±5°C，粘度(蔡恩-3杯，300C ) 18 25秒，用五輥式著膠輥在厚度為18um的PET膜上輥涂涂布，涂布量控制在1. 3 1. 7g/ m2，機速為設定為200m/min，EB電壓設定為110KV，輻射劑量為230000 27000kGy m/min，環境氧含量< lOOppm。涂布完之后將涂層進行模壓，模壓機溫度設置為180°C，機速設定為40m/min，制備成具有鐳射效果的模壓膜。之后進行復合和剝離，即得到具有全息鐳射信息的轉移卡紙材料。該工藝的特點在于工作效率高、生產成本低。實施例4
制備工藝同實施例3，配方如下
環氧樹脂30 ；
酚醛樹脂10 ；
聚酯丙烯酸酯7 ；
三丙二醇二丙烯酸酯5；
乙氧基化丙烯酸氧苯酯10 ；
苯乙烯15 ；
丙烯酸丁酯20 ；
助劑3 ；
環氧樹脂和酚醛樹脂的軟化點為120°C ;聚酯丙烯酸酯的分子量900，官能度為1.8。實施例4中選用較高軟化 點的環氧樹脂和酚醛樹脂為提高熱塑性的功能樹脂，按照實施例3工藝進行涂布施工，所得材料具有優異的凹印和膠印適應性。實施例5
制備工藝同實施例3，配方如下
固體純丙樹脂24 ；
纖維素樹脂6；
聚酯丙烯酸酯10 ；
二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯7；
四氫呋喃丙烯酸酯30 ；
丙烯酸己內酯20 ；
助劑3。固體純丙樹脂的分子量為60000 ;纖維素樹脂的軟化點為120°C ;聚酯丙烯酸酯的分子量900，官能度為1.8。實施例5中所得材料具有優異的柔韌性。
權利要求
1.可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，特征在于包含以下質量份的原料固體熱塑性樹脂10 50;丙烯酸酯預聚物5 30 ;活性稀釋劑20 80 ;助劑O. 5 3.0。
2.如權利要求1所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于還包括2 4質量份的引發劑。
3.如權利要求1或2所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述的固體熱塑性樹脂包括固體形態的丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、 酮醛樹脂、改性松香樹脂、氯醋樹脂及纖維素樹脂中的一種或幾種。
4.如權利要求3所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于 所述丙烯酸樹脂采用純丙樹脂、苯丙樹脂中的一種或幾種，其分子量為8000 100000。
5.如權利要求3所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述環氧樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、酮醛樹脂、改性松香樹脂的軟化點為80 150°C。
6.如權利要求3所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述氯醋樹脂采用二元氯乙烯一醋酸乙烯樹脂、三元羥基氯乙烯一醋酸乙烯樹脂或三元羧基氯乙烯一醋酸乙烯樹脂中的一種或幾種，其分子量為10000 100000。
7.如權利要求3所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述纖維素樹脂采用醋酸纖維素樹脂、醋酸-丁酸纖維素樹脂、醋酸-丙酸纖維素樹脂的一種或幾種，其軟化點為100 140°C。
8.如權利要求1或2所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述的丙烯酸酯預聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯及有機硅丙烯酸酯中的一種或幾種；所述的聚氨酯丙烯酸酯的分子量為1000 5200，官能度I 3 ;所述的環氧丙烯酸酯的分子量為500 2000，官能度I 3 ;所述的聚酯丙烯酸酯的分子量為500 3000，官能度I 4 ;所述的聚醚丙烯酸酯的分子量為500 2000，官能度I 3 ;所述的有機硅丙烯酸酯的分子量為200 1000。
9.如權利要求1或2所述可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料，其特征在于所述的活性稀釋劑包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異冰片酯、乙氧基化丙烯酸氧苯酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四氫呋喃丙烯酸酯、丙烯酸己內酯、三羥甲基丙烷甲縮醛單丙烯酸酯、苯乙烯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙氧基化二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、烷氧基化季戊四醇四丙烯酸酯及二縮三羥甲基丙烷四丙烯酸酯中的一種或幾種。
10.可模壓鐳射信息層的固化轉移涂料的制備方法，其特征在于制備步驟包括(I)、按配方比例要求準備以質量份計的原材料固體熱塑性樹脂10 50;丙烯酸酯預聚物5 30 ;活性稀釋劑20 80 ;引發劑O或2 4助劑O. 5 3. O ;(2)、將活性稀釋劑組分投入反應釜中，攪拌預熱至40 60°C；(3)、將粉碎后的固體熱塑性樹脂樹脂組份緩緩投入攪拌的反應釜中，高速攪拌2 5 小時使其完全溶解；(4)、將丙烯酸酯預聚物組分預熱至40 60°C，慢慢加入到反應釜中，攪拌至分散均勻；(5)、將助劑組分加入反應釜中，必要時加入引發劑組分，攪拌至分散均勻；(6)、在40 6 0°C溫度下過濾，得到可模壓鐳射信息的EB/UV固化轉移涂料。
全文摘要
本發明涉及一種可模壓鐳射信息層的UV/EB固化轉移涂料及其制備方法，涂料構成固體熱塑性樹脂10～50、丙烯酸酯預聚物5～30、活性稀釋劑20～80、引發劑2～4或0、助劑0.5～3.0。其制備工藝將粉碎好的固體熱固性樹脂溶解在40～60℃的活性稀釋劑中，然后與預熱40～60℃丙烯酸酯預聚物組分混合分散均勻，加入助劑和引發劑(采用EB固化工藝時，不需加入引發劑)，分散均勻，然后混合物在40～60℃溫度條件下過濾，得到可模壓鐳射信息的UV/EB固化轉移涂料。本發明生產過程安全，效率高，能耗少，零排放；模壓全息鐳射信息清晰、與PET膜可剝離性能良，真空鍍鋁時鋁層與轉移涂層附著牢度好，耐磨性、耐溶劑、耐溫、柔韌性及印刷適應性優。
文檔編號C09D193/04GK103045038SQ20121058273
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者薛守成, 劉慶廣, 劉玉貞, 易介文 申請人:博源科技材料(煙臺)有限公司