一种高阻氧自粘性聚乙烯醇涂料及其制备方法
【专利说明】一种高阻氧自粘性聚乙烯醇涂料及其制备方法
[0001] 所述技术领域
[0002] 本发明为一种能适应各种基材膜涂布的高阻氧自粘性聚乙烯醇涂料及其制备方 法，属于新型环保高分子材料领域。
【背景技术】
[0003] 聚乙烯醇是目前为止发现阻氧性最好的材料之一，传统的聚乙烯醇涂布膜阻氧 性能在3cc/m2 ? 24h以内，并且传统的聚乙烯醇涂料需要预涂溶剂型或水性聚氨酯底胶 再面涂，这样的涂布工艺由于需要使用底胶，会造成环境污染，也对操作工人身体健康 有影响，同时大大地增加了生产成本。虽然当前出现了自粘性聚乙烯醇涂料（专利号： ZL201110230174. 3)，可以实现无需底涂，直接涂覆于基材上，但是其氧气阻隔性能和附着 力并不是很好，无法满足对氧气阻隔性能要求很高的食品的包装要求。现如今需要研宄出 一种新型的高阻氧聚乙烯醇涂料，将其用于涂布工艺无需涂底胶即可直接涂布于基材上， 不仅节约成本，有效地保证涂布工艺的环保性，并且阻氧性能优异，能够满足对阻氧性能要 求较高的食品的包装要求，涂层完全不脱落，能够很好的保证涂布薄膜产品的质量，不会出 现由于涂层脱落而产生的质量问题。这种涂料集高阻氧性能和自粘性于一体，将会成为一 种理想的高阻隔材料而广受欢迎。
【发明内容】
[0004] 为了解决聚乙烯醇涂料所存在的问题，本发明提供一种高阻氧自粘性聚乙烯醇涂 料，该涂料通过环氧树脂与N-甲基烯丙基胺的联合使用，不但可以极大地提高涂料与基材 薄膜的附着力，而且在很大程度上优化了其涂布后的阻氧性能。该涂料用于涂布工艺无需 底涂就可以直接涂布于基材上，涂布固化后涂层无脱落现象（如表1所述），经过印刷复合 之后，具有良好的剥离强度（如表2所述），优异的氧气阻隔性能（如表3所述）。
[0005] 本发明提供一种高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，所述的自粘性改性聚乙烯醇涂 料是由含有下述重量含量的原料配制成：1〇. 4~15%聚乙烯醇、0. 3~0. 8%N-甲基烯丙 基胺、1. 2~1. 5%环氧树脂、0. 008~0. 03%催化剂、0. 001~0. 004%消泡剂、83~88% 去离子水。
[0006] 所述的聚乙烯醇聚合度为1700,醇解度为99% ;
[0007] 所述的环氧树脂为溴化双酚A型环氧树脂；
[0008] 所述的催化剂为二甲苯磺酸、二甲基环己胺中的任意一种或任意组合；
[0009] 所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
[0010] 表1.常规聚乙烯醇与高阻氧自粘性聚乙烯醇涂布固化后的涂层脱落现象对比如 下
[0011]
[0012] 注：根据标准GB/T7707-2008检测。
[0013] 表2.常规聚乙烯醇与高阻氧自粘性聚乙烯醇复合后剥离强度数据对比如下
[0015] 注：复合结构为聚乙烯醇涂布膜//复合胶//CPP30,上胶量为2g/m2;检测方法按 照GBT10004-2008 标准。
[0016] 表3常规自粘性聚乙烯醇与高阻氧自粘性聚乙烯醇的透氧性能对比表
[0018] 注：上表中的涂布膜是以厚度为19um的双向拉伸聚丙烯薄膜为基材，涂布涂布量 为1.Og/m2聚乙烯醇涂料制得的涂布膜；检测标准为ASTMD3985。
[0019] 本发明还提供了一种上述高阻隔自粘性聚乙烯醇涂料的制备方法，该方法为：称 取10. 4~15 %的聚乙烯醇与83~88 %的去离子水混合搅拌，搅拌速度为70~130转/ 分钟，加热至94~99°C，恒温1~2小时后加入0. 001~0. 004%的消泡剂，降温至50~ 60°C，缓慢滴加0. 3~0. 8 %N-甲基烯丙基胺，滴加完毕后升温至70~75 °C恒温1~2小 时，再次加入0. 008~0. 03%的催化剂和1. 2~1. 5%的环氧树脂，恒温1. 5~2. 5小时，充 分搅拌，搅拌速度为100~150转/分，降至室温后过滤出料。得出的涂料经过上机涂布，基 材为B0PP薄膜或PET薄膜，涂布量为0. 7~0. 9g/m2,下机固化48小时，测试其氧气透过率 为0. 5~2. 5ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合 胶复合35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为1. 5~2. 5N/15mm。
【具体实施方式】
[0020] 实施例一：
[0021] 称取21kg聚乙稀醇与174kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为80转/分钟，加热至 97°C，恒温1小时后加入2g有机硅消泡剂，降温至60°C，缓慢滴加0. 6kgN-甲基烯丙基胺， 滴加完毕后升温至74°C恒温2小时，再次加入16g二甲苯磺酸和2. 4kg溴化双酚A型环氧 树脂，恒温2小时，充分搅拌，搅拌速度为140转/分，降至室温后过滤出料。得出的涂料经 过上机涂布，基材为B0PP薄膜，涂布量为0. 7g/m2,下机固化48小时，测试其氧气透过率为 1. 0ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合胶复合35 微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 2N/15mm。
[0022] 实施例二：
[0023] 称取24kg聚乙稀醇与172kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为100转/分钟，加热 至95°C，恒温1小时后加入4g有机硅消泡剂，降温至55°C，缓慢滴加0. 8kgN-甲基烯丙基 胺，滴加完毕后升温至75°C恒温2小时，再次加入20g二甲苯磺酸和2. 6kg溴化双酚A型环 氧树脂，恒温1. 5小时，充分搅拌，搅拌速度为120转/分，降至室温后过滤出料。得出的涂 料经过上机涂布，基材为BOPP薄膜，涂布量为0. 9g/m2,下机固化48小时，测试其氧气透过 率为0. 5ml/m2 ? 24h，胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合胶复合 35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 1N/I5mm。
[0024] 实施例三：
[0025] 称取26kg聚乙稀醇与170. 36kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为120转/分钟，加 热至96°C，恒温1. 5小时后加入4g有机硅消泡剂，降温至50°C，缓慢滴加lkgN-甲基烯丙 基胺，滴加完毕后升温至73°C恒温1. 5小时，再次加入30g二甲苯磺酸和2. 6kg溴化双酚A 型环氧树脂，恒温1. 5小时，充分搅拌，搅拌速度为110转/分，降至室温后过滤出料。得出 的涂料经过上机涂布，基材为BOPP薄膜，涂布量为0. 9g/m2,下机固化48小时，测试其氧气 透过率为0. 6ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合 胶复合35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 3N/15mm。
[0026] 实施例四：
[0027] 称取27kg聚乙稀醇与169kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为110转/分钟，加热 至94°C，恒温1小时后加入6g有机硅消泡剂，降温至55°C，缓慢滴加1. 2kgN-甲基烯丙基 胺，滴加完毕后升温至70°C恒温1小时，再次加入40g二甲基环己胺和2. 8kg溴化双酚A型 环氧树脂，恒温2小时，充分搅拌，搅拌速度为100转/分，降至室温后过滤出料。得出的涂 料经过上机涂布，基材为BOPP薄膜，涂布量为0. 8g/m2,下机固化48小时，测试其氧气透过 率为0. 7ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合胶复 合35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 4N/15mm。
[0028] 实施例五：
[0029] 称取28kg聚乙稀醇与167. 3kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为120转/分钟，加 热至98°C，恒温2小时后加入7g有机硅消泡剂，降温至60°C，缓慢滴加1. 4kgN-甲基烯丙 基胺，滴加完毕后升温至75°C恒温2小时，再次加入50g二甲基环己胺和2. 8kg溴化双酚A 型环氧树脂，恒温1. 5小时，充分搅拌，搅拌速度为120转/分，降至室温后过滤出料。得出 的涂料经过上机涂布，基材为BOPP薄膜，涂布量为0. 8g/m2,下机固化48小时，测试其氧气 透过率为0. 8ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合 胶复合35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 0N/15mm。
[0030] 实施例六：
[0031] 称取30kg聚乙稀醇与171kg去离子水混合搅拌，搅拌速度为120转/分钟，加热 至99°C，恒温2小时后加入8g有机硅消泡剂，降温至56°C，缓慢滴加1. 6kgN-甲基烯丙基 胺，滴加完毕后升温至74°C恒温1. 5小时，再次加入60g二甲基环己胺和3kg溴化双酚A型 环氧树脂，恒温2小时，充分搅拌，搅拌速度为100转/分，降至室温后过滤出料。得出的涂 料经过上机涂布，基材为BOPP薄膜，涂布量为0. 7g/m2,下机固化48小时，测试其氧气透过 率为0. 9ml/m2 ? 24h，用胶带剥离涂层没有脱离现象，继续用罗门哈斯的水性168复合胶复 合35微米的CPP膜，上胶量为2.Og/m2,固化48h，测其剥离强度为2. 5N/15mm。
【主权项】
1. 一种高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，其特征在于，所述的自粘性改性聚乙烯醇涂 料由含有下述重量含量的原料配制成：10. 4~15%聚乙烯醇、0. 3~0. 8% N-甲基烯丙基 胺、1. 2~1. 5%环氧树脂、0. 008~0. 03%催化剂、0. 001~0. 004%消泡剂、83~88%去 呙子水。2. 如权利要求1所述的高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，其特征在于，所述的聚乙烯 醇聚合度为1700,醇解度为99%。3. 如权利要求1所述的高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，其特征在于，所述的环氧树 脂为溴化双酚A型环氧树脂。4. 如权利要求1所述的高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，其特征在于，所述的催化剂 为二甲苯磺酸、二甲基环己胺中的任意一种或任意组合。5. 如权利要求1所述的高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，其特征在于，所述的消泡剂 为有机硅消泡剂。6. 如权利要求1所述的高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料的制备方法，其特征在于：称 取10. 4~15%的聚乙烯醇与83~88%的去离子水混合搅拌，搅拌速度为70~130转/ 分钟，加热至94~99°C，恒温1~2小时后加入0. 001~0. 004%的消泡剂，降温至50~ 60°C，缓慢滴加0. 3~0. 8% N-甲基烯丙基胺，滴加完毕后升温至70~75°C恒温1~2小 时，再次加入0. 008~0. 03 %的催化剂和1. 2~1. 5 %的环氧树脂，恒温1. 5~2. 5小时， 充分搅拌，搅拌速度为100~150转/分，降至室温后过滤出料。
【专利摘要】本发明提供一种高阻氧自粘性改性聚乙烯醇涂料，该涂料是由含有下述重量含量的原料配制成：10.4～15％聚乙烯醇、0.3～0.8％N-甲基烯丙基胺、1.2～1.5％环氧树脂、0.008～0.03％催化剂、0.001～0.004％消泡剂、83～88％去离子水。该涂料集高阻氧性能和自粘性于一体，用于涂布工艺无需涂底胶即可直接涂布于基材上，在很大程度上节约了成本，而且保证了涂布工艺的环保性。
【IPC分类】C09D129/04, C09D163/00, C09D7/12
【公开号】CN104962146
【申请号】CN201510385639
【发明人】黄宏存, 朱清梅, 袁业兴
【申请人】海南必凯水性涂料有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月3日