一種水性耐磨涂料、水性耐磨薄膜及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于涂料、涂膜及其制造技術領域，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用。
【背景技術】
[0002] 隨著工業的發展，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 異的化學性能和機械性能，被廣泛應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，無毛細孔，表面吸附力小，使其印刷適性和 碳帶打印適印性變差。
[0004] 為了通過活化承印材料的表面來改善油墨印刷和碳帶打印的粘附性，膜表面通常 進行電暈處理、紫外線輻照處理、等離子處理或火焰處理。雖然通過這些處理能夠改善粘附 性，但活性隨時間變差。
[0005] 隨著工業化的進一步發展，對ΡΕΤ、Β0ΡΡ、PP、PE等非吸收性薄膜材料的印刷適性 和碳帶打印適性問題進行了深入研究。隨著溶劑化合物涂層、可水分散聚氨酯樹脂的水性 涂層、熱塑性樹脂的光固化涂層、以及強調羧酸和伯胺濃度的聚酯樹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題得到了 改善。但是科學技術的研究和開發永無頂峰，ΡΕΤ、Β0ΡΡ、ΡΡ、ΡΕ薄膜應用領域不斷提出新要 求。故此，承印材料油墨印刷和碳帶打印需要經受有機溶劑侵蝕浸漬和耐刮擦的要求。
[0006] 專利申請號為CN200480011148. X的專利申請中公開了一種水性涂層試劑，水性 涂層試劑包含具有芳族環狀結構的水性分散性聚氨酯樹脂，通過將含聚脂多元醇或聚醚多 元醇的樹脂顆料分散在水中制備的水性分散劑和能夠與羥基反應的交聯劑。通過使用在分 子中具有芳族環狀結構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，能夠改善對聚脂膜的粘附性。但是，聚氨酯樹脂、聚脂多元醇、聚醚多元醇等樹 脂顆粒，能夠被多種醇（例如酒精）所溶解，因此，不耐酒精浸漬。申請號為200810000781. 9 的中國專利申請中所公開的涂料組成物的耐刮試驗方法和結果，300公克重量法碼，10次 循環/分鐘的速度進行10次循環耐刮的結果，耐刮性能無法達到更高層次的要求。中國專 利申請號96107328. 4公開了一種基膜涂層含有主要成分的聚酯樹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良的粘 附性能，以及與印刷油墨的優良的粘附性能。但是聚脂樹脂和密胺化合物的混合物的涂層 薄膜無法解決在有機溶劑，特別是酒精溶劑浸漬后的粘附性能。
【發明內容】
[0007] 為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種水性耐磨涂料，提高涂層成 膜性，可防止涂層因結晶不均勻出現龜裂現象，改善涂料的結晶性能和成膜性能，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] 為實現上述目的本發明所采用的技術方案如下：
[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 調節劑 0.0.3-0.06 份; 引發劑 0.08-0.4份; 去離子水 100份。
[0012] 進一步的，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] 進一步的，上述方案中，所述乳化劑為對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] 進一步的，上述方案中，所述的PH調節劑為冰乙酸、磷酸氫鹽、乙二酸、碳酸氫鹽 中的一種。
[0016] 進一步的，上述方案中，所述的引發劑為叔丁基過氧化氫與雕白粉的混合物、或過 硫酸鉀與亞硫酸鈉的混合物、或過硫酸銨與硫代硫酸鈉的混合物。
[0017] 本發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] 本發明的第三個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：在基材上預涂底膠，待底膠固化后將上述涂布液均勻涂布在預涂底膠的 基材上形成涂層；
[0021] 3)干燥固化：步驟2)涂布后的涂層經依次經干燥、固化后形成水性耐磨薄膜。
[0022] 進一步的，上述方法中步驟3)的干燥方式為遠紅外干燥和熱風干燥；固化過程在 加熱條件下進行，固化溫度為50-60°C，固化時間為40-72小時。
[0023] 本發明的第四個目的在于本發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、或包裝材料中的應用。
[0025] 本發明的有益效果在于：本發明所述的水性耐磨涂料能提高涂層成膜性，可防止 涂層因結晶布均勻出現龜裂現象，改善涂料的結晶性能和成膜性能，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。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合具體的實施方式對本發明作進一步詳細說明。
[0027] 本發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調節劑 0.03-0.06份; 引發劑 0.08-0.4傷^ 去離子水 100份。
[0030] 作為進一步的方案，本發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調節劑 0,03-0.05份； 引發劑 0.08-0.2份: 去離子水 100#。
[0032] 作為進一步的方案，本發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調節劑 0,04-0,05份； 引發劑 0.1-0.2份； 去離子水 100份。
[0034] 作為進一步的方案，本發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調節劑 0.05-0.06份； 引發劑 02-0.4份； 去離子水 100份。
[0036] 進一步的，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。共聚單體的用量對涂層的成膜結晶度有影 響，共聚單體用量太大使膜變軟，太小使膜變脆。在本發明中，通過控制共聚單體重量份數 為15-35份可以有效控制水性耐磨涂料成膜后的脆性，滿足應用的需要。
[0037] 水性耐磨涂料形成涂層后，由于聚合物的分子結構及乳化劑相互配