一種紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水性丙烯酸酯涂料領域，公開了一種BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料及其制備方法和應用。該涂料包含丙烯酸酯預聚物和光引發(fā)劑。本發(fā)明的BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的丙烯酸酯預聚物中引入乙氧基，具有較低的收縮率、較好的柔韌性和流動性；結構中的水性基團，可使成膜后極性較小，保證水性涂料的鋪展性，且避免使用有機溶劑溶解預聚物而造成的污染和危害；引入可進行紫外光固化的反應性基團，經(jīng)紫外光的照射后聚合物發(fā)生交聯(lián)，可在不添加小分子助劑的情況下有效提高體系的內聚力，延長使用壽命，高效、節(jié)能、環(huán)保，既可作為涂料，也可作為粘結劑使用，有利于BOPP薄膜在印刷、制袋等領域的應用。
【專利說明】一種紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于水性丙烯酸酯涂料領域，特別涉及一種BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜具有無色、無味、無毒、透明度高、拉伸強度高、沖擊強度高等特點，廣泛應用于食品、服裝、醫(yī)藥、化工等領域，是近年來發(fā)展很快的一種包裝材料。BOPP中有剛性分子鏈，且極性基團少，導致它的極性小、表面能低，環(huán)保涂料中用到水等極性大的溶劑，導致涂料樹脂與薄膜的結合性能很差。紫外光固化技術是利用光引發(fā)劑在紫外光照射下，引發(fā)不飽和單體進行聚合、接枝、交聯(lián)等化學反應從而達到迅速固化的一種新興技術。由于具有固化時間短、設備簡單、能量利用率高、固化溫度低、不污染環(huán)境等特點，被廣泛應用于涂料、黏合劑和油墨等領域。由于溶劑型涂料對材料的結合性能較好，目前普遍使用溶劑型紫外光固化涂料，但有機溶劑有安全隱患，污染環(huán)境。為了降低光固化體系的粘度、增加流動性和增大固化材料的內聚力，體系中通常添加活性稀釋劑，但活性稀釋劑會對人的皮膚、粘膜和眼睛有刺激性；光固化體系主要是自由基光聚合，因氧阻聚，聚合不完全，在固化涂層中仍殘留活性稀釋劑，故傳統(tǒng)光固化材料不適于食品衛(wèi)生產(chǎn)品的包裝材料的印刷和涂裝。由于小分子稀釋劑的存在，固化過程中的材料的體積收縮較大，導致紫外光固化涂料不能有效的發(fā)揮作用。用來涂布紫外光固化涂料的涂布設備和容器需要有機溶劑清洗，對生產(chǎn)人員的健康造成不利影響。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料。本發(fā)明涂料中的(甲基)丙烯酸酯預聚物中引入乙氧基，具有較低的收縮率、較好的柔韌性和流動性；結構中適量的水性基團，可使成膜后極性較小，保證水性涂料在BOPP塑料薄膜上的鋪展性，且避免使用有機溶劑溶解預聚物而造成的污染和危害；引入可進行紫外光固化的反應性基團，使得到的體系中含有不飽和碳碳雙鍵可以進行紫外光固化。
[0004]本發(fā)明另一目的在于提供一種上述BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法。
[0005]本發(fā)明再一目的在于提供上述BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料作為粘結劑的應用。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn):
[0007]一種BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料，包含丙烯酸酯預聚物和光引發(fā)劑。
[0008]所述丙烯酸酯預聚物具有如下結構:
[0009]
【權利要求】
1.一種紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料，其特征在于:包含丙烯酸酯預聚物和光引發(fā)劑；所述的丙烯酸酯預聚物具有如下結構:
2.根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料，其特征在于:所述光引發(fā)劑和丙烯酸酯預聚物的質量比為(I~5): 100。
3.根據(jù)權利要求1所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料，其特征在于:所述的光引發(fā)劑指a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、α，α - 二乙氧基苯乙酮、2_羥基_2_甲基-1-苯基-1-丙酮、異丙基苯基-2-羥基-2-甲基丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯甲酮、2-甲基-1-(4-甲巰基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮、2-苯基-2，2- 二甲氨基-1-(4-嗎啉苯基)-1- 丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰膦酸二乙酯和二苯甲酮中的至少一種。
4.一種根據(jù)權利要求1~3任一項所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟:把(甲基)丙烯酸、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、部分引發(fā)劑混合均勻，加熱反應，再加入剩余引發(fā)劑繼續(xù)反應；加入催化劑，阻聚劑，(甲基)丙烯酸縮水甘油酯，升溫反應，得到丙烯酸酯預聚物M ;用堿性溶液中和丙烯酸酯預聚物M，得到丙烯酸酯預聚物N ;加入光引發(fā)劑，得到BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料。
5.根據(jù)權利要求4所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于:所述的(甲基)丙烯酸烷基酯指(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、丙烯酸異戊酯和(甲基)丙烯酸己酯中的至少一種。
6.根據(jù)權利要求4所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于:所述的引發(fā)劑指偶氮二異丁腈、偶氮二異戊腈、偶氮二異庚腈和偶氮二環(huán)己基甲腈中的至少一種；所述的催化劑指四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、芐基三乙基溴化銨、溴化三丁基芐胺、三辛基溴化銨、三辛基甲基氯化銨和四丁基氟硼酸銨中的至少一種；所述的阻聚劑指對苯二酚、對苯醌、甲基氫醌、對羥基苯甲醚、2-叔丁基對苯二酚和2，5- 二叔丁基對苯二酚中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求4所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于:所用(甲基)丙烯酸、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、引發(fā)劑、催化劑、阻聚劑和(甲基)丙烯酸縮水甘油酯的質量比為(10~40): (50~80): (10~30):(3~4): (0.5~I): (0.2~0.5): (5~20);所述部分引發(fā)劑的量占引發(fā)劑總質量的·60 ~75%。
8.根據(jù)權利要求4所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于:所述的加熱反應指在75~80°C下500~1000r/min攪拌反應0.5h ;所述的加熱反應在通氮氣的環(huán)境中進行；所述的繼續(xù)反應指反應10~15h ;所述的升溫反應指在102~110°C反應4~5h ;所用堿性溶液和丙烯酸酯預聚物M的質量比為(5~10): 100。
9.根據(jù)權利要求4所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料的制備方法，其特征在于:所述的堿性溶液通過把2~5重量份堿性試劑溶于10重量份水中制備得到；所述的堿性試劑指氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰和氨水中的至少一種。
10.根據(jù)權利要求1~3任一項所述的紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料作為粘結劑的應用，其特征在于由以下方法實現(xiàn):把BOPP用紫外光固化水性丙烯酸酯聚合物涂料涂覆在BOPP上，風干后，置于紫外燈下處照射固化；所述紫外燈的波長·范圍為200~400nm。
【文檔編號】C08F220/14GK103589264SQ201310513772
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權日:2013年10月25日
【發(fā)明者】劉偉區(qū), 王紅蕾 申請人:中國科學院廣州化學研究所