一種用于塑料薄膜的高耐性水性啞光面油及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種啞光面油及其制備方法，具體是一種用于塑料薄膜的高耐性水性 啞光面油及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 復合包裝袋外薄主要是聚丙烯（OPP)和聚酯膜（PET)，雖然光澤很亮，但視覺單 調，為了提高產品包裝外觀的層次感和手觸感，新工藝設計成薄膜反面（內面）印刷油墨，正 面(外面)局部印刷消光面油他稱啞油)，使包裝袋外面同時出現啞光/亮光的層次對比，烘 托或點綴要顯示的部位，此類包裝在高檔產品中已愈發流行，如食品袋、面膜袋、禮品盒、個 人護理廣品等。
[0003] 市場現用的啞油均由溶劑油墨衍生而來，用消光粉替代顏料粉或直接在墨油中加 消光粉。基于有機溶劑的樹脂型啞油，以聚酰胺和聚氨酯兩大體系為主，有機溶劑超過均 70%，加上印刷過程所不斷補充的溶劑，總VOC揮發量不小于成膜固體的5倍，對生態環境及 人體健康造成了嚴重的危害，同時由于固含量低30%)，印刷后成膜較薄，耐磨抗刮性極 差，易產生刮痕碰痕。聚酰胺體系啞油，胺味或酸味較重，各成膜分子間交聯密度低，難以形 成大分子網狀結構，耐化學品及高溫消毒性差；聚氨酯體系的啞油，對OPP薄膜附著牢度低 (只適用于PET)，加上綜合成本居高不下（比聚酰胺啞油高一倍)，不利于推廣和應用。
[0004] 而基于水性體系的丙烯酸乳液啞油，雖無 VOC排放，但只適用于吸收性基材，如紙 張或有底涂薄膜，且耐熱性、耐搓揉性、耐消毒性較差，多用于普通的紙品盒涂布，如煙酒 盒、小型日用或電子產品紙盒。
[0005] 因此，面對日益嚴苛的環保法規和不斷變化的市場需求，包裝行業急需一種通用 型高耐性的環保啞油，來盡快完成產品的更新換代。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種用于塑料薄膜的高耐性水性啞光面油。
[0007] 本發明的另一目的是提供該水性啞光面油的制備方法。
[0008] 為達到上述目的之一，本發明采用以下技術方案。
[0009] -種用于塑料薄膜的高耐性水性啞光面油，按照質量百分比計算，包括75~85%的 水性啞光樹脂、3~10%的去離子水、0. 1~1%的消泡劑、0. 3~3%的流平劑、0. 05~0. 5%的pH穩 定劑、0. 5~5%的爽滑劑、1~6%的抗刮劑、0. 1~1%的增稠劑、0. 05~2%的防霉劑和0. 5~3%的交 聯劑。
[0010] 進一步地，所述水性啞光樹脂為聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體，具有以下特征： 1) 固含量不低于40%，不含烷基份聚乙烯醚，自乳化法生產； 2) 分散在水中，無游離的異氰酸酯，VOC含量不大于0. 2%，無毒性； 3) 對OPP、PET膜有良好的附著牢度和物理機械性能，耐磨刮、抗撕裂； 4) 細滑的手感及自消光能力，具備低溫成膜性； 5)干燥結膜后，與氮丙啶或聚碳化二亞胺類固化劑能化學交聯，耐高溫熱封、耐物理消 毒。
[0011] 聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體優選STAHL U3211。
[0012] 進一步地，消泡劑為聚醚改性硅氧烷，優選F0AMSTAR?SL2210。
[0013] 進一步地，流平劑為一種非離子表面活性劑，可以是磺基琥珀酸酯，優選 EFKA?WE3475。
[0014] 進一步地，所述pH穩定劑是醇胺類化合物，可以選自N-乙基乙醇胺、N，N_二正丁 基乙醇胺、N，N-二曱基乙醇胺、N-曱基二乙醇胺、N-4又丁基二乙醇胺中的一種或幾種，優 選2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
[0015] 進一步地，所述爽滑劑是聚二甲基硅氧烷乳液，優選TEGO Glide 482。
[0016] 進一步地，所述抗刮劑是微粉化復合乳液蠟，粒徑為7~9 μ m，優選翁開爾E-842N。
[0017] 進一步地，所述增稠劑是非離子型聚氨酯樹脂，優選Viscolam PS166。
[0018] 進一步地，所述防霉劑是碘代丙炔基氨甲酸丁酯。
[0019] 進一步地，所述交聯劑是聚碳化二亞胺，優選DSM CX300。
[0020] 一種上述任意一項權利要求的高耐性水性啞光面油的制備方法，包括以下步驟： (1) 加入去離子水，在300~400轉/分鐘的轉速下分批投入流平劑、消泡劑、防霉劑，調 整轉速至1000~1200轉/分鐘，分散15~20min ; (2) 將轉速調至300~400轉/分鐘，投入水性啞光樹脂、爽滑劑、抗刮劑、增稠劑、pH穩 定劑，然后調整轉速至600~800轉/分鐘，分散3~5min，調節pH至8. 5~9. 5 ; (3) 將轉速調至300~400轉/分鐘，投入交聯劑，并分散3~5min，經檢測合格后過濾、包 裝即得產品。
[0021] 聚氨酯分散體由交替的軟硬段單元并帶少數被中和成鹽的羧基等側鏈嵌段共聚 物組成。軟段由聚醚、聚酯、二聚酸或聚碳酸酯多元醇組成，硬段由短鏈多元胺及異氰酸酯 擴鏈而成。聚合物涂膜性能主要取決于多元醇的類別和結構、羧基含量、預聚物分子量及軟 硬段的微相分離等。用二聚酸多元醇合成的水性聚氨酯潤濕性、柔韌性、展色性、薄膜粘附 性好，但受限于二聚酸的分離技術，現有高純二聚酸無法滿足量產要求；本發明采用的聚碳 酸酯型水性聚氨酯分散體中，聚碳酸酯型多元醇分子鏈含有脂肪族亞胺和碳酸酯基重復單 元，比聚醚型有更好的耐搓性和附著牢度，比聚酯型有更好的交聯強度及耐性，因而聚碳酸 酯型聚氨酯分散體比丙烯酸乳液、聚酯型聚氨酯分散體及聚醚型聚氨酯分散體綜合性能更 突出。
[0022] 流平劑能有效降低啞油的表面張力，快速潤濕印刷基材；pH穩定劑為能有效調節 并穩定體系PH值，無刺激性氣味；爽滑劑可以大幅降低涂層表面摩擦系數，使涂層表面具 備平滑及防粘性；抗刮劑抗指甲刮花，凍融穩定性好，不絮凝；增稠劑有締合作用，能提高 并穩定粘度，不影響產品的其它性能；防霉劑能使啞油在保質期內不霉變。
[0023] 傳統的氮丙啶類固化劑與聚氨酯分散體反應速度太快，不能在生產啞油時添加， 只能分為雙組份，在印刷時混合使用，操作程序繁雜，添加比例波動大，嚴重影響印刷品質 的穩定性；而聚碳化二亞胺則不同，當體系PH值控制在8. 5~9. 5內，聚碳化二亞胺幾乎不會 與連結料發生化學反應，當涂層干燥后，PH值下降，聚碳化二亞胺與聚氨酯中的羧基快速反 應，常溫24h，交聯反應率可達到90%，既能保證啞油的貯存穩定性，又不降低交聯固化強度 及涂膜耐性。
[0024] 本發明具有以下有益效果： 1綠色環保：本發明的高耐性水性啞光面油無論是在啞油生產還是印刷環節，不需要 添加任何有機溶劑，全程都沒有VOC排放，成膜物易降解，且降解產物對大氣、水質無二次 污染，更加環保安全。
[0025] 2耐磨抗刮：本發明的產品具有高固含、高粘度特性，涂層厚實飽滿、手感柔和、抗 刮耐磨、低光澤、高滑爽，克服溶劑型啞油不耐指刮的問題，適合高速自動包裝。
[0026] 3薄膜適印性強：本發明的產品對0ΡΡ、ΡΕΤ薄膜有良好的附著牢度，用3M810膠粘 帶，同一位置連續兩次測試不脫落，能完全替代溶劑型啞油用于塑料軟包裝。
[0027] 4熱封穩定：本發明的產品具有良好的熱封穩定性，在230°C、0. 28mPa、0. 8s條件 下熱封，不脫落不變色。
[0028] 5貯存穩定：本發明以聚碳化二亞胺為交聯劑，可延長貯存及使用期，避免添加氮 丙啶而產生的膠化結膏。
[0029] 6適用范圍廣：本發明的產品綜合耐性大幅提升，擴展了產品的應用范圍；耐水 解，適合液體包裝；耐香精、洗潔精、植物油、醫用酒精等化學品，適合醫用及化妝品；低摩 擦，適合快速自動包裝等。
[0030] 綜上所述，本發明的高耐性水性啞光面油兼有溶劑型啞油和水性啞油的優點，克 服了溶劑型啞油和水性啞油的缺點。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明： 以下實施例中的百分比，均指質量百分比。
[0032] 以下實施所用的聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體具有以下特征： 1) 固含量不低于40%，不含烷基份聚乙烯醚，自乳化法生產； 2) 分散在水中，無游離的異氰酸酯，VOC含量不大于0. 2%，無毒性； 3) 對OPP、PET膜有良好的附著牢度和物理機械性能，耐磨刮、抗撕裂； 4) 細滑的手感及自消光能力，具備低溫成膜性； 5) 干燥結膜后，與氮丙啶或聚碳化二亞胺類固化劑能化學交聯，耐高溫熱封、耐物理消 毒。
[0033] 實施例1 按照以下步驟制備高耐性水性啞光面油： (1) 先在投料剛中加入6. 6%去離子水，開啟攪拌機，轉速調至400轉/分鐘，在攪拌狀 態下分批緩慢投入0. 5%流平劑(磺基琥珀酸酯EFKA?WE3475)、0. 3%消泡劑（聚醚改性硅氧 烷F0AMSTAR?SL2210)、0. 1%防霉劑(碘代丙炔基氨甲酸丁酯)，投料完畢后調整轉速至1200 轉/分鐘，持續分散15min，并檢測消泡性能； (2) 將轉速調至400轉/分鐘，邊攪拌邊投入83. 2%聚碳酸酯型水性聚氨酯分散體 (STAHL U3211)、1.5%爽滑劑(