[发明专利]用于BOPP薄膜的水性亚光抗划痕涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料制备领域，具体涉及一种用于BOPP薄膜的水性亚光抗划痕涂料及其制备方法。

背景技术

BOPP薄膜是一种非常重要的软包装材料，具有无色、无嗅、无味、无毒、高拉伸强度、强韧性和良好的透明性，涂胶后覆在包装材料上能起到很好的防水、防撕裂等保护作用，特别是亚光的BOPP薄膜，覆在包装材料上能给人一种朴实的厚重感，色彩丰富而不张狂，非常受消费者喜爱。但是，使用亚光BOPP薄膜包覆的包装材料在运输和正常使用过程中常常因为与硬物体接触，在外力作用下产生划伤或/和划痕，影响包装材料的美观。

所谓的“划痕”和“划伤”在这里是指由机械或外力磨损所产生的物理变形。“耐划痕性”是指材料耐受由较小机械应力或摩擦力所引起的外观劣化的能力的量度。“抗划伤”是材料耐受能够导致更明显的、更深的或更宽的沟槽的更严重损坏的能力，两者的受损程度有较大区别，并且两者在现有技术领域中被认为是不同的。

发明内容

为克服现有的BOPP薄膜表面抗划伤能力差的缺陷，本发明的目的是提供一种用于BOPP薄膜的水性亚光抗划痕涂料。

本发明提供的用于BOPP薄膜的水性亚光抗划痕涂料，按重量份由以下成分组成：水性聚氨酯乳液：60～90份；消光粉：3～10份；抗划伤粉：3～10份；交联固化剂：10～15份；成膜助剂：1～5份；消泡剂：0.1～0.5份；润湿剂0.05～0.1份。

本发明所述的抗划痕涂料优选按重量份由以下成分组成：水性聚氨酯乳液：65～80份；消光粉：3～10份；抗划伤粉：3～10份；交联固化剂：10～12份；成膜助剂：1～2份；消泡剂：0.2～0.3份；润湿剂0.05～0.1份。

进一步优选地，按重量份由以下成分组成：水性聚氨酯乳液：78.75份；消光粉：5份；抗划伤粉：5份；交联固化剂：10份；成膜助剂：1份；消泡剂：0.2份；润湿剂0.05份。

所述抗划伤粉为有机硅树脂，其平均粒径为1.5～3μm。

所述有机硅树脂具有极好的抗水性、热稳定性和滑爽性、以及低内聚性、粒径分布窄，比重低，与无机粉末相比同有机聚合物具有更高的兼容性。本发明使用的有机硅树脂在水性聚氨酯乳液中易分散，使成膜后具有较硬的表面，从而起到抵抗外力的作用，使涂层具有抗划痕的能力。

所述有机硅树脂优选为聚硅氧烷交联球形微粉。

上述任一项技术方案中，所述的水性聚氨酯乳液、消光粉、交联固化剂、成膜助剂、消泡剂、润湿剂等，均可采用本领域常见的涂料添加剂。

本发明所使用的水性聚氨酯乳液是涂料的主要成膜物质，要求具有较高的羧基含量，对BOPP薄膜有一定的润湿能力，便于在BOPP薄膜上铺展及后续的交联固化反应。

优选地，所述水性聚氨酯乳液为脂肪族水性聚氨酯乳液；进一步优选固含量为30±1％，pH值为6～9。所述脂肪族水性聚氨酯乳液的成膜铅笔硬度为1～2H，具有很好的透明性和机械性能。

所述的消光粉为二氧化硅，其平均粒径为5～15μm；进一步优选二氧化硅含量为98～100％，吸油量为250～300g/100g，消光效果好。

本发明所使用的消光粉是气相法生产的纳米二氧化硅，成膜过程中浮在涂层表面，形成一种微观上凹凸不平的平面，产生漫反射，起到消光作用，同时降低涂层表面的摩擦系数。

所述成膜助剂为N-甲基吡咯烷酮、十二醇酯、乙二醇、二乙二醇单丁醚中的一种或多种。本发明的成膜助剂能够改善乳液的成膜性能，帮助成膜，成膜后成膜助剂挥发，不会影响涂膜的性能。

所述润湿剂为乙醇、异丙醇、改性或未改性聚硅氧烷中的一种或多种，优选聚醚改性的聚硅氧烷。本发明的润湿剂能够降低固体物料的表面张力，使水能铺展在固体物料表面上，提高固体物料在水性体系中的分散能力。

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乙醇、聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种。本发明的消泡剂能够消除因高速搅拌形成的小气泡，保证在施用过程中不会因为气泡影响涂层的表面外观。

所述交联固化剂为多官能氮丙啶交联剂、HDI三聚体或HDI-IPDI复合三聚体。本发明使用的交联固化剂于聚氨酯水性乳液中对其耐水、耐化学品、耐高温及在特殊底材上的附着力都有明显改善。

本发明还提供了所述水性亚光抗划痕涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在350～500r/min转速的搅拌下将水性聚氨酯乳液、成膜助剂、润湿剂和消泡剂混合5～10min；