[发明专利]塑料薄膜涂层用水性树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性树脂，具体涉及一种用于塑料薄膜涂层用的水性树脂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着塑料薄膜生产技术的提高，其在包装行业所占的比例越来越大，用于塑料薄膜涂层的树脂用量也随之不断增加。由于环保、安全、健康等方面的原因，水性树脂的用量在不断扩大。由于水对于塑料薄膜的溶剂化作用非常弱，而且树脂固化成膜温度受到塑料薄膜在较高温度下容易变形的限制，按常规方法制备的水性树脂作为塑料薄膜涂层用树脂，附着牢度较常规溶剂型树脂低，影响其在包装行业的广泛应用。

用于塑料薄膜涂层的水性树脂很大一部分是作为水性油墨的连结料和水性粘结剂的基础树脂使用的，而这两者通常是以印刷机和施胶机涂布于塑料薄膜上的。与一般塑料制品涂层用的水性树脂不同，为了保证机器的生产效率，不仅要求在塑料薄膜上有良好的附着牢度，而且要求树脂体系有良好的水释放性，具有较快的干燥速度。

由于塑料薄膜本身的特殊性，单一树脂类型很难满足这一要求，现大都采用树脂改性的方法来实现这一目的。在专利CN1155638C(专利号：ZL01115056.4)中采用环氧改性丙烯酸-聚氨酯得到环氧树脂、丙烯酸树脂和聚氨酯树脂互穿聚合物网络，该乳液具有三类树脂的各自的优点，最低成膜温度低，涂层耐水性、硬度、附着力耐溶剂性耐磨性优良，可用于水性油墨；在专利CN100400590C(专利号：ZL200510029694.2)中，采用纳米氧化物同羟基丙烯酸酯树脂共混技术得到高固低粘树脂，由于纳米粒子以初级粒子状态均匀分布在丙烯酸树脂涂层中，粒子与丙烯酸聚合物间的相互作用强，用作塑料涂层有较高的附着力，表现在耐摩擦性和耐刮伤性提高30％以上；在专利CN100540623C(专利号：ZL200610026686.7)中采用水性纳米复合聚酯树脂与水性封闭多异氰酸酯在室温或加热条件下进行双组分交联固化反应，得到的塑料涂层耐磨性可提高20-70％，表明附着力有很大提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简便、实用性强、性能优异的塑料薄膜涂层用水性树脂和塑料薄膜涂层用水性树脂制备方法。

本发明主要是采用水性聚丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯树脂乳液和水性聚酯树脂乳液三种不同类型树脂乳液进行三元共混，线性树脂间在共混过程中的相互缠绕，形成了乳液穿插聚合物网络(LIPN)，并通过共混缠绕在网络中接枝含有活性基团的化合物。

本发明所提供的水性树脂体系，在保留了水性聚丙烯酸树脂乳液附着牢度和机械强度高的优点外，还通过水性聚氨酯树脂乳液和水性聚酯树脂乳液的改性，克服了成膜较脆、耐水和耐酸碱性较差、干燥速度慢的缺点，同时具备了耐揉搓、耐划伤、耐水和耐酸碱、干燥度快的特点，并通过活性基团化合物同电晕后的塑料薄膜表面活性基团发生化学反应，进一步提高附着牢度。

本发明提供的技术方案是：制备一种用于塑料薄膜涂层用的水性树脂，其组成为：水性聚丙烯酸酯乳液60～70％，水性脂肪族聚氨酯树脂乳液10～20％，水性聚酯树脂乳液5～15％，含活性基团化合物3～5％，复合助剂2～3％。所用复合助剂包含流平剂、消泡剂、润湿剂、流变改性剂等成分。水性聚丙烯酸树脂乳液分子量在150000～200000，含固量在39～48％，粘度为100～300mPaS，PH＝7.5～8.5；水性聚氨酯树脂乳液分子量在15000～25000，含固量在31～38％，粘度为50～100mPaS，PH＝7.5～8.5；水性聚酯树脂乳液分子量在10000～20000，含固量在25～32％，粘度为60～100mPaS，PH＝7.5～8.5；活性基团化合物是聚醚胺化合物，分子量500～2000，伯胺值＞95％总胺。上述所说的复合助剂最好包括乳化剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、流变改性剂等成份。

本发明的塑料薄膜涂层用水性树脂制备方法，是按上述本发明的塑料薄膜涂层用水性树脂的组成，由水性聚丙烯酸树脂乳液、水性聚酯树脂乳液和水性聚氨酯树脂乳液三元共混，并通过共混缠绕接入含有活性基团的化合物，其组成为(重量百分比)：

水性聚丙烯酸树脂乳液  60～70％

水性聚氨酯树脂乳液    10～20％

水性聚酯树脂乳液      5～15％

含活性基团化合物      3～5％

复合助剂              2～3％；