CN110283539A - 一种紫外光固化覆膜胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紫外光固化覆膜胶及其制备方法，该紫外光固化覆膜胶按照质量份包括以下组分：聚氨酯丙烯酸酯低聚物20‑35份，第一紫外光固化单体10‑30份，第二紫外光固化单体35‑60份，光引发剂2‑6份；其中，第一紫外光固化单体的玻璃化转变温度为70‑150℃，第二紫外光固化单体的玻璃化转变温度为‑50‑50℃。该紫外光固化覆膜胶不仅透明性良好，而且粘结性强、干燥速度快，能够以低成本实现优质高光包装。

Description

一种紫外光固化覆膜胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种覆膜胶，尤其涉及一种紫外光固化覆膜胶及其制备方法，属于印刷技术领域。

背景技术

近些年来，随着生活水平提高，超市，货架上产品的包装类型、规格越来越多，其中，高光系列由于带有柔和安静的观感，因此包装领域占据一席之地，是高端产品包装首选，主要集中市场上高端矿泉水标签，日化产品标签、礼品包装盒等等。

目前，高光包装手段主要通过覆膜工艺和高光光油印刷工艺实现，但是，高光光油印刷工艺的光泽度不及覆膜工艺的光泽度，且高光光油不耐高强度的刮擦，耐溶剂性能也较差，因此覆膜工艺逐渐成为实现高光包装手段的主流工艺。

覆膜工艺可以通过两种工艺实现，一种是在印品上直接覆有胶膜的工艺，另一种是在印品上先采用覆膜胶进行涂布然后再覆膜的工艺。第一种工艺的成本较高，大约需要0.7-0.8元/平方米，而且一卷有胶膜的长度只有400-600米，因此在印刷时需要经常停机换卷，影响印刷效率；第二种工艺成本较低，只需要0.5-0.6元/平方米，且一卷覆膜长度为4000-5000米，不需频繁停机换卷，大大提高了印刷效率。因此，在印品上先采用覆膜胶进行涂布然后再覆膜的工艺是一种高效经济的高光包装手段。

但是，现有的覆膜胶往往难以同时兼顾透明光泽性和粘结性，并且干燥速度慢，因此在一定程度上制约了高光包装的发展和应用。

发明内容

本发明提供一种紫外光固化覆膜胶及其制备方法，该紫外光固化覆膜胶不仅透明性良好，而且粘结性强、干燥速度快，能够以低成本实现优质高光包装。

本发明提供一种紫外光固化覆膜胶，按照质量份包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物20-35份，第一紫外光固化单体10-30份，第二紫外光固化单体35-60份，光引发剂2-6份；

其中，第一紫外光固化单体的玻璃化转变温度为70-150℃，第二紫外光固化单体的玻璃化转变温度为-50-50℃。

如上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为双官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的粘度为30000-50000mPa.s。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量为1000-6000。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述聚氨酯丙烯酸酯的固含量≥99％，pH值为6-7。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述第一紫外光固化单体和/或第二紫外光固化单体为单官能团丙烯酸酯。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述第一紫外光固化单体的粘度为5-15mPa.s；

所述第二紫外光固化单体的粘度为100-200mPa.s。

上所述的紫外光固化覆膜胶，其中，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

本发明还挺一种上述任一所述的紫外光固化覆膜胶的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入至第一紫外光固化单体和第二紫外光固化体的混合物中，搅拌，得到中间物；

加热熔融光引发剂，随后将所述光引发剂加入所述中间产物，搅拌，过滤，得到所述紫外光固化覆膜胶。

如上所述的紫外光固化覆膜胶的制备方法，其中，所述加热熔融的温度为80-100℃。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的紫外光固化覆膜胶不仅流平性能良好而且粘结性强，能够在待印刷材料表面快速流平铺展并且在紫外光的照射下与BOPP膜、PE膜、PET膜等进行胶结，使产品具有优异的光泽度且透色性良好，从而呈现出优异的高光包装效果，提高产品包装的品质；

2、本发明的紫外光固化覆膜胶与薄膜胶结后，具有一定的耐刮性，当被刮过或划过后，表面不会出现痕迹，因此利用本发明紫外光固化覆膜胶进行的包装依旧能够在运输、仓储期保持良好呈现效果，从而显著延长产品包装的完好性；

3、本发明的紫外光固化覆膜胶干燥性能优异，能够在LED或汞灯的照射快速干燥，从而有助于覆膜效率的提高；

4、本发明的紫外光固化覆膜胶组成简单，制备成本低，适于工业上大规模的推广应用；

5、本发明的紫外光固化覆膜胶耐候性良好，能够长时间保持优异的透明度，不会发生黄变现象；

6、本发明的紫外光固化覆膜胶对使用条件无苛刻要求，能够适应于柔印、辊涂等工艺。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种紫外光固化覆膜胶，按照质量份包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物20-35份，第一紫外光固化单体10-30份，第二紫外光固化单体35-60份，光引发剂2-6份；

其中，第一紫外光固化单体的玻璃化转变温度为70-150℃，第二紫外光固化单体的玻璃化转变温度为-50-50℃。

通过上述原料组成可知，本发明的紫外光固化覆膜胶的组成简单且不含有任何活性稀释剂，通过对原料的改进使得本发明的紫外光固化覆膜胶在紫外光照射下依旧能够发生高强度的胶黏固化，从而保证了对覆膜的粘合能力，而且该紫外光固化覆膜胶透明性能良好，进一步有助于产品优异高光包装效果的呈现。

具体地，本发明将聚氨酯丙烯酸树脂低聚物作为粘结性主体树脂，为了在不影响紫外光固化覆膜胶流平性能的前提下进一步增强紫外光固化覆膜胶的粘结力，本发明对紫外光固化单体的种类进行了限定，发明人发现当具有上述两种玻璃化转变温度的紫外光固化单体进行匹配混合后，不仅能够保证聚氨酯丙烯酸酯低聚物在待覆膜材料表面的快速且均匀的延展，而且在紫外光照射下有助于聚氨酯丙烯酸酯低聚物粘结力的提高，从而能够完成待覆薄膜的高效粘结，提升产品的保证档次。

此外，第一紫外光固化单体和第二紫外光固化单体的混合还有助于提高紫外光固化覆膜胶的干燥能力，加快干燥速度，缩短了覆膜周期，使覆膜效率得到提高。

进一步地，可以选用双官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物作为粘结性主体树脂，其不仅具有优异的粘性，更能够提高紫外光固化覆膜胶的弹性，使其具有一定的耐刮性，使产品包装依旧能够在运输、仓储期保持良好呈现效果。

在一种实施方式中，粘度为30000-50000mPa.s(25℃)的聚氨酯丙烯酸酯低聚物能够进一步保证紫外光固化覆膜胶的粘结性能。

进一步地，聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量为1000-6000，能够增加聚氨酯丙烯酸酯低聚物在光固化单体的溶解度，便于其与光固化单体的混合。

此外，本发明还对聚氨酯丙烯酸酯低聚物的固含量以及pH值进行了限定，其中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物的固含量≥99％，pH值为6-7。

具体地，固含量能够保证聚氨酯丙烯酸酯低聚物的有效含量，从而保证聚氨酯丙烯酸酯低聚物在紫外光固化覆膜胶中功效最大化的实现；上述范围的pH值能够进一步增强聚氨酯丙烯酸酯低聚物与其他原料之间的互溶程度，从而有利于其功效的实施。

在具体实施方式中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物可以单不限于广州嵩达SD867、SD8602，中山千佑PU-410。

本发明除了通过玻璃化转变温度对紫外光固化单体进行限定外，还可以对紫外光固化单体的结构进行进一步限定。

在一种实施方式中，所述第一紫外光固化单体和/或第二紫外光固化单体为单官能团丙烯酸酯。从而能够降低覆膜胶固化时的收缩率，并且显著提高附着性。

进一步地，所述第一紫外光固化单体的粘度(25℃)为5-15mPa.s，所述第二紫外光固化单体的粘度(25℃)为100-200mPa.s。

通过对紫外光固化单体的粘度进行进一步地限定，能够使第一紫外光固化单体和第二紫外光固化单体更有利于改善紫外光固化覆膜胶的干燥能力和粘结能力。

在上述实施方式的基础上，基于第一紫外光固化单体以及第二紫外光固化单体功效的实施，进一步地，第一紫外光固化单体为分子量为100-200，固含量为≥99％的丙烯酸酯单体，例如可以但不限于日本兴人的ACMO、氰特的CTFA等；第二紫外光固化单体分子量为200-500，固含量≥99％的丙烯酸酯单体，例如可以但不限于美源的M1602、M164等。

进一步地，本发明对光引发剂进行了研究，当光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物时，不仅能够抑制紫外光固化覆膜胶的黄变以提升包装品质，还能进一步优化紫外光固化覆膜胶的干燥速度，从而提升覆膜效率。其中，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷起到深干和对LED灯敏感的作用，其有效吸收峰值为350-420nm；2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮起到表层干燥的作用，其有效吸收峰值为260-360nm。

优选地，当光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物时，2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷的质量份为1-3份，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的质量份为1-3份。

本发明还提供一种上述任一所述的紫外光固化覆膜胶的制备方法，包括以下步骤：

将聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入至第一紫外光固化单体和第二紫外光固化体的混合物中，搅拌，得到中间物；

加热熔融光引发剂，随后将所述光引发剂加入所述中间产物，搅拌，过滤，得到所述紫外光固化覆膜胶。

能够理解的是，上述制备方法中紫外光固化覆膜胶的原料比例与前述相同。

在制备之初，需要将第一紫外光固化单体与第二紫外光固化单体搅拌混合，制备紫外光固化单体的混合体系，其中，可以控制搅拌转速为300-500r/min，例如400r/min。随后，向上述紫外光固化单体的混合体系中加入聚氨酯丙烯酸酯低聚物，以300-500r/min的转速，例如400r/min搅拌均匀，得到中间物。

最后，将光引发剂的熔融物加入至中间物中，以700-1000r/min高速搅拌均匀使引发剂与树脂融合，得到本发明的紫外光固化覆膜胶。一般控制转速为800r/min，搅拌时间为10min左右。

上述对光引发剂的加热熔融的温度可以控制在80-100℃。

若光引发剂包括两种及其以上的化合物，则需要先将两种及其以上的引发剂混合后再进行加热熔融。

为了优化紫外光固化覆膜胶的涂覆性，还可以对上述制备得到的紫外光固化覆膜胶进行过滤(250目)，将其中杂质及可能的不溶物除去。

以下，通过具体实施例对本发明的紫外光固化覆膜胶及其制备方法进行详细介绍。

实施例1

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物(广州嵩达SD867)：20份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：20份

第二紫外光固化单体(美源M164)：56份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：2份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：2份

其中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物为双官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物，粘度(25℃)为30000-50000mPa.s，分子量为3500，固含量为≥99％，pH为6-7；

第一紫外光固化单体的玻璃化转变温度为147℃，粘度(25℃)为5-15mPa.s；

第二紫外光固化单体的玻璃化转变温度为-20℃，粘度(25℃)为100-150mPa.s。

本实施例的紫外光固化覆膜胶按照以下方法制备：

1、将第一紫外光固化单体和第二固化单体边搅拌(400r/min)边加入反应釜1中，搅拌均匀后，向其中加入聚氨酯丙烯酸酯低聚物，以400r/min搅拌均匀，得到中间物；

2、将2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮加入反应釜2中，在80℃下以400r/min搅拌至溶解，得到引发剂体系；

3、将引发剂体系加入中间物中，以800r/min搅拌10min，过滤(250目)，得到本实施例的紫外光固化覆膜胶1#。

实施例2

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：25份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：25份

第二紫外光固化单体(美源M164)：46份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：2份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：2份

本实施例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本实施例的紫外光固化覆膜胶为2#。

实施例3

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：20份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：25份

第二紫外光固化单体(美源M164)：51份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：3份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：1份

本实施例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本实施例的紫外光固化覆膜胶为3#。

实施例4

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：25份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：20份

第二紫外光固化单体(美源M164)：51份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：1份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：3份

本实施例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本实施例的紫外光固化覆膜胶为4#。

实施例5

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：22份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：23份

第二紫外光固化单体(美源M164)：51份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：2份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：2份

本实施例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本实施例的紫外光固化覆膜胶为5#。

实施例6

本实施例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：20份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：30份

第二紫外光固化单体(美源M164)：46份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：3份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：1份

本实施例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本实施例的紫外光固化覆膜胶为6#。

对照例1

本对照例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：20份

第一紫外光固化单体(兴人ACMO)：76份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：3份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：1份

本对照例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本对照例的紫外光固化覆膜胶为7#。

对照例2

本对照例的紫外光固化覆膜胶，包括以下质量份的原料：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物：20份

第二紫外光固化单体(美源M164)：76份

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷：3份

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：1份

本对照例的紫外光固化覆膜胶的原料种类及制备方法与实施1相同。本对照例的紫外光固化覆膜胶为8#。

试验例

取1-8#紫外光固化覆膜胶，用涂布厚度4μm的雕刻丝棒分别刮在8片相同的有底墨的面积为20㎝²的基材表面，然后用PET薄膜在上面压实，经过UV灯照射后，进行干燥性、粘结性、透明性、耐刮性以及黄变形的测试。

以下，对具体测试条件进行介绍。

1、干燥性

调节固化机速度，使紫外光照射PET薄膜，

若机器调制60米/分完成干燥，则干燥性能优异；

若机器调制40米/分完成干燥，则干燥性能良好；

若机器调制20米/分完成干燥，则干燥性能一般；

若机器调制10米/分完成干燥，则干燥性能较差；

2、粘结性

用3M胶带从侧面粘粘PET薄膜，停留30后迅速拉起：

若PET薄膜不发生脱落，则粘结性优异；

若PET薄膜发生脱落，则粘结性较差；

3、透明性

将紫外光固化覆膜胶刮在有颜色基材上面，观察对比透明情况。

刮在黑色底材上，过灯照干，倾斜45度角观察，黑色无明显变化则合格。若褐色发白或黄变则不合格。

4、耐黄变

放置50烘箱48小时，观察是否变黄。

表1

1#

2#

3#

4#

5#

6#

7#

8#

干燥性

良好

良好

良好

优异

优异

优异

优异

较差

粘结性

优异

优异

优异

优异

优异

优异

良好

优异

透明性

优异

优异

优异

优异

优异

优异

优异

优异

黄变性

优异

优异

优异

优异

优异

优异

一般

优异

由表1可知：本发明的紫外光固化覆膜胶不仅透明性良好，而且粘结性强、干燥速度快，因此能够以低成本实现优质高光包装。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种紫外光固化覆膜胶，其特征在于，按照质量份包括以下组分：

聚氨酯丙烯酸酯低聚物20-35份，第一紫外光固化单体10-30份，第二紫外光固化单体35-60份，光引发剂2-6份；

其中，第一紫外光固化单体的玻璃化转变温度为70-150℃，第二紫外光固化单体的玻璃化转变温度为-50-50℃。

2.根据权利要求1所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物为双官能团聚氨酯丙烯酸酯低聚物。

3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的粘度为30000-50000mPa.s。

4.根据权利要求3所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的分子量为1000-6000。

5.根据权利要求4所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物的固含量≥99％，pH值为6-7。

6.根据权利要求1-5任一所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述第一紫外光固化单体和/或第二紫外光固化单体为单官能团丙烯酸酯。

7.根据权利要求6所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述第一紫外光固化单体的粘度为5-15mPa.s；

所述第二紫外光固化单体的粘度为100-200mPa.s。

8.根据权利要求1所述的紫外光固化覆膜胶，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

9.权利要求1-8任一所述的紫外光固化覆膜胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚氨酯丙烯酸酯低聚物加入至第一紫外光固化单体和第二紫外光固化体的混合物中，搅拌，得到中间物；

加热熔融光引发剂，随后将所述光引发剂加入所述中间产物，搅拌，过滤，得到所述紫外光固化覆膜胶。

10.根据权利要求9所述的紫外光固化覆膜胶的制备方法，其特征在于，所述加热熔融的温度为80-100℃。