[发明专利]一种直接真空镀铝纸的电子束固化底涂层及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种真空镀铝纸的电子束固化底涂层及其制备方法，属于涂料技术领域。

 

背景技术

真空镀铝纸由于其对水和空气的良好阻隔性能以及其对金属材料铝的消耗极少和可降解、可回收利用等特性，已成为一种新型环保材料，广泛应用于香烟、食品、医药等产品的包装。

真空镀铝纸的生产工艺分为转移镀铝法和直接镀铝法两种，也就是人们常说的转移纸和直镀纸。转移法生产过程中，需要以PET或BOPP薄膜为载体，首先在薄膜上涂覆一层涂料，再进行真空镀铝，之后与纸张复合，长时间固化后再将薄膜剥离，即将真空镀铝层转移到纸上得到转移纸。直镀法是将在纸基材上涂布了涂层的材料通过真空镀铝工艺在其表面直接进行镀铝的方法。直接真空镀铝纸产品与传统的复膜式或转移式镀铝纸产品相比，前者既节约了原材料的消耗，又解决了环境污染，因此，已成为一种新型的环保型包装材料，广泛用于烟、酒及各种高档纸包装的精包装。但传统的溶剂型或水性涂料其本身存在许多固有的缺陷和不足，就其应用于直接真空镀铝膜（底涂料）而言，缺点如下：

1）基材的预涂层（底涂层）需要采用在烘箱内进行热干燥固化处理，固化时间长，因此热效率低、能耗高，且生产效率低。

2）虽然通过工艺设计可以使直接真空镀铝纸的涂料的挥发性有机化合物（VOC）指标控制在标准要求的范围之内，但其本身所含有的挥发性有机化合物仍然对环境和消费者健康造成潜在的威胁。

3）涂层中不能完全挥发的溶剂（或水分子），在常压下可能看不出这些物质对涂层的副作用，但在真空升温环境下，将逐渐逸出，从而影响到镀膜质量和性能。

4）涂层的耐温性和致密性对镀铝质量影响较大，普通热塑性涂层在这方面有明显的劣势。

发明内容

本发明的目的就在于克服已有技术存在的不足，提供一种能够解决常规热塑性涂层存在的固化时间长、热效率低、能耗高、挥发性有机化合物对环境和消费者健康造成潜在威胁等问题的直接真空镀铝纸用电子束固化底涂层及其制备方法。

电子束固化是以电子束(EB)为辐射源，诱导经特殊配制的固含量为100%的反应性液体快速转变成固体的过程。

本发明是通过以下技术方案来实现的：（除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数）                   

首先制备一种直接真空镀铝纸用电子束固化底涂料，然后将制得的涂料使用网线辊涂布于纸张上，经电子束固化后得到直接真空镀铝纸的电子束固化底涂层：

所述的直接真空镀铝纸用电子束固化底涂料，其特征在于含有以下质量份的原料：

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物30～60份、环氧丙烯酸酯预聚物20～50份、活性稀释剂10～50份、颜料或填料5～20份、流平剂0.05～1.0份和消泡剂0.02～0.5份；

所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物，其固体份100%，官能度为2～4，分子量（Mw）为2000～8000，粘度（涂-4杯，60℃）为60～120s；

所述的环氧丙烯酸酯预聚物，其固体份100%，官能度为2，分子量（Mw）为300～1200，粘度（涂-4杯，60℃）为20～80s；

所述活性稀释剂, 其选用1.6--己二醇二丙烯酸脂（HDDA）、三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）、二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）、新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯（EOEOEA）、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯（PO2-NPGDA）及丙烯酸异冰片酯（IBOA）中的一种或几种；

所述颜料或填料，其选用二氧化钛、滑石粉、云母粉、纳米碳酸钙及有机着色颜料中的一种或几种；

所述流平剂为BYK-359或性能相当的同类型流平剂，消泡剂为BYK-1790或性能相当的同类型消泡剂，均为100%的不挥发份。

上述直接真空镀铝纸用电子束固化底涂料，其有效成分为100%，粘度为(涂-4杯，25℃)60-120s，在纸张上的涂层厚度为2～8μm。

所述直接真空镀铝纸的电子束固化底涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）按所需各原料质量份称取原料备用；

（2）将活性稀释剂搅拌升温至50～60℃，加入颜料或填料，搅拌30min以上，分散均匀，再加入脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物、环氧丙烯酸酯预聚物，最后加入流平剂和消泡剂，搅拌均匀，过滤，即得到所需的直接真空镀铝纸用电子束固化底涂料；

（3）涂料的固化：