[发明专利]光固化氯化聚丙烯-聚氨酯低聚物BOPP用水性复合涂层材料及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于聚合物涂层材料领域，具体涉及一种光固化氯化聚丙烯-聚氨酯低聚物BOPP用水性复合涂层材料及其制备方法和应用。

背景技术

双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)塑料薄膜是目前最为常用的包装原料。包装离不开印刷，而印刷的过程是油墨在BOPP上进行光固化的过程。但由于BOPP薄膜表面能低，无极性，印刷油墨在BOPP薄膜上铺展困难，油墨对薄膜的粘结力不好。目前印刷行业常用的解决办法是涂层法(即在薄膜表面涂布一层某种高分子溶液，然后在涂层上再涂布油墨进行印刷)。

涂层起到了粘结BOPP薄膜基材与油墨的作用，因此涂层材料必须对BOPP和油墨均具有较强的粘结力。目前用于BOPP的涂层材料有聚丙烯酸酯类，聚氨酯类，氯化聚丙烯类等。

聚氨酯常用作水性树脂或大分子乳化剂，容易水性化，聚氨酯用作BOPP涂层材料，具有极性较大，表面能较高等特点，油墨在聚氨酯涂层材料上铺展效果较好。但聚氨酯对非极性的PP附着力较差；常用的聚氨酯涂层材料分子量都比较大，油墨分子不易渗透到涂层材料中，涂层与油墨粘结力不高。氯化聚丙烯(CPP)对聚烯烃薄膜具有优良的粘结力，是常用的涂层材料。但CPP极性低，表面能低，一般只溶于毒性较大的烃类溶剂(如苯、甲苯等)，不符合环保要求。目前多以丙烯酸酯类、马来酸酐等作为接枝改性单体，使之水性化，制备成乳液。但改性后的CPP乳液稳定性以及附着力还不满足要求，较大程度影响其应用性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种光固化氯化聚丙烯-聚氨酯低聚物BOPP用水性复合涂层材料，同步实现提高涂层与BOPP之间，涂层与油墨之间粘结力的目的。

本发明另一目的在于提供一种上述光固化氯化聚丙烯-聚氨酯低聚物BOPP用水性复合涂层材料的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

光固化氯化聚丙烯-聚氨酯低聚物BOPP用水性复合涂层材料，该复合涂层材料由以下按重量份数计的组分制备而成：

所述光固化水性改性氯化聚丙烯型水乳液是将具有如式(1)所示结构式的光固化水性改性氯化聚丙烯涂层聚合物20～40重量份溶解于溶剂中，中和至中性，加入水60～100重量份，搅拌分散，除去溶剂制备得到；

其中R为H或CH₃，n为1～8之间的自然数。

所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；

所述光固化水性改性氯化聚丙烯涂层聚合物按照以下方法制备得到：在容器中加入氯化聚丙烯20～40重量份和溶剂A 60～100重量份，搅拌30min，升温至95～110℃，加入丙烯酸或甲基丙烯酸1～4重量份、N-乙烯基吡咯烷酮1～2重量份、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯1～4重量份和引发剂1～3重量份，反应6～9h；在85～100℃下，加入丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5～2重量份、催化剂0.1～1重量份和阻聚剂0.1～1重量份，继续反应4～6h，得到光固化改性氯化聚丙烯涂层聚合物。

所述氯化聚丙烯的含氯质量百分数为20～40％；

所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸己酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种；

所述甲基丙烯酸烷基酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种；

所述溶剂A为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；

所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二叔丁基中的至少一种；

所述催化剂为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、苄基三乙基溴化铵、溴化三丁基苄胺、三辛基甲基氯化铵和四丁基四氟硼酸铵中的至少一种；

所述阻聚剂为对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚和2,5-二叔丁基对苯二酚中的至少一种。

所述水性聚氨酯低聚物型水乳液是取具有如式(2)所示结构式的水性聚氨酯低聚物的丙酮溶液20～40重量份，中和至中性，加入水60～100重量份，搅拌分散后，除去丙酮制备得到；

其中R₁为m为17～34之间的自然数，n为14～28之间的自然数；

R₂为