一种相纸用水性高光涂层和制备方法

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，特别涉及一种相纸用水性高光涂层。

背景技术

相纸，又被称为感光印纸、照相纸和印相纸，是传统文印行业中用来冲洗相片的一种材料，后来应用到喷绘行业就简称为相纸。相纸是喷绘设计效果图的首选材料。涂层是指承印物表面印刷的清漆，其作用是改变或提高图案色彩的相关性能。目前市场上有很多不同的相纸，不同的相纸衍生出不同涂层和复膜等性能不一的相纸产品。

复膜相纸的表面是PVC膜，能够获得高光泽度的膜面，但是吸墨性差，膜内含有氯元素，PVC在土壤中难以降解而且会产生有毒有害的物质和气体。因国家有禁塑要求，所以之前的高光复膜相纸不得不被高光低、防水性和高吸墨性涂层相纸取代。

中国专利CN104629608B披露了一种喷墨高光防水相纸的涂布液，该涂布液包括墨粉吸附剂、胶黏剂、增白剂、分散剂、消泡剂、中和剂和蒸馏水，胶黏剂为阳离子水性聚氨酯乳液。其缺点在于墨粉吸收剂中含有纳米氧化铝、纳米碳酸钙，用在涂层中会使其呈现乳白色，光泽度不高。阳离子水性聚氨酯乳液是通过异氰酸酯基团与多元醇的反应，合成预聚体；然后，采用叔胺基团的二元醇作为亲水扩链剂，进行预聚体扩链反应，引入叔胺基团；采用三乙胺为中和剂进行季铵化反应，制备出阳离子聚氨酯离聚体，将制备的阳离子聚氨酯离聚体与水混合搅拌乳化后形成阳离子水性聚氨酯乳液。形成的高分子结构中间孔隙比较大，并不能很好地阻挡水分子穿过，所以防水性不理想。

因此本发明提供一种涂层配方来解决以上问题。

发明内容

本发明的一个主要目的是为了提供一种相纸用水性高光涂层，具有高光泽度、高防水性和高吸墨性，得到的涂层相纸表面光亮，图案鲜艳清晰。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种相纸用水性高光涂层，由以下组分制成：

具体的，所述丙烯酸树脂为巴斯夫公司提供的JONCRYL-678水性固体丙烯酸树脂，所述氮丙啶选自帝斯曼(中国)有限公司提供的CX100氮丙啶交联剂。

具体的，所述水性聚胺酰酯树脂为广州三友化工股份有限公司提供的A-1501树脂。

具体的，所述气相二氧化硅为日本水泽化学工业株式会社提供的MIZUKASIL P-527气相二氧化硅，所述润湿剂为美国气体化学Surfynol 104E型润湿剂，所述消泡剂为瓦克公司提供的SD-670型消泡剂。

本发明的另一个主要目的是为了提供一种制备方法，能够得到相纸用水性高光涂层。

一种相纸用水性高光涂层的制备方法：步骤包括：

S1、氨化：取20-30质量份丙烯酸树脂和15-20质量份氨水和30-50质量份的水，常温环境，搅拌均匀，配制成pH值7.5-9的混合液A；

S2、分散：取3-8质量份乳化剂、8-15质量份水、15-35质量份甲基丙烯酸甲酯和10-15质量份苯乙烯，常温环境下搅拌均匀，配置成混合液B；

S3、一次交联：将混合液A加热到85±5℃，搅拌中将混合液B在8小时内滴入混合液B，滴完继续搅拌2-3小时，再在2小时内滴入3-8质量份双丙酮，期间补充氨水以保持pH值7.5-9，密封放置2-4小时，再降温到25±5℃，搅拌均匀，得到混合液C；

S4、填充：在混合液C中加入11-18质量份水性聚酰胺树脂，搅拌均匀后再加入3-5质量份气相二氧化硅、1-3质量份湿润剂和0.1-2质量份消泡剂，搅拌均匀，得到pH值在7.5-8.5之间的混合液D；

S5、二次交联：在混合液D中加入2-4质量份氮丙啶交联剂搅拌均匀，得到水性高光涂层。

具体的，所述氨化步骤中搅拌速度为3000转/分钟。

具体的，所述分散步骤中搅拌速度为200转/分钟。

具体的，所述一次交联步骤中在滴完混合液B之前搅拌速度为500转/分钟，滴完混合液B之后搅拌速度提升至800转/分钟。

具体的，所述填充步骤的搅拌速度为1000转/分钟，水性聚酰胺树脂的加入速度为1升/10秒。

具体的，所述二次交联步骤的搅拌速度为1000转/分钟，搅拌时间为10-15分钟。

本发明的有益效果在于：

本发明不仅通过丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯聚合物、水性聚酰胺树脂缠绕形成具有微孔的立体结构，而且还通过氮丙啶交联剂在丙烯酸树脂的分子内和分子间形成更多的交联连接，提高了防水性。微孔内填充气相二氧化硅、湿润剂和消泡剂提升了吸墨性和光泽度，制造的涂层相纸能够达到复膜相纸的光泽度、防水性和吸墨性，可完全取代。相对于其他涂层类产品又具有高光泽度的优点，图案鲜艳清晰。

具体实施方式

本发明中提到的丙烯酸树脂为巴斯夫公司提供的JONCRYL-678水性固体丙烯酸树脂，甲基丙烯酸甲酯由菏泽昌盛源科技有限公司生产，水性聚胺酰酯树脂为唐山三友化工股份有限公司提供的A-1501树脂，所述氮丙啶交联剂选自帝斯曼(中国)有限公司提供的CX100氮丙啶交联剂，所述气相二氧化硅为日本水泽化学工业株式会社提供的MIZUKASILP-527气相二氧化硅，所述润湿剂为美国气体化学Surfynol 104E型润湿剂，所述消泡剂为瓦克公司提供的SD-670型消泡剂。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1-6：

按照表1配方进行如下制备操作：

S1、氨化：取20-30质量份丙烯酸树脂和15-20质量份氨水和30-50质量份的水，常温环境，搅拌均匀，搅拌速度为3000转/分钟，配制成pH值7.5-9的混合液A。

本步骤主要是使丙烯酸中的羧基-COOH转变为酸根离子-COO

S2、分散：取3-8质量份乳化剂、8-15质量份水、15-35质量份甲基丙烯酸甲酯和10-15质量份苯乙烯，常温环境下搅拌均匀，搅拌速度为200转/分钟，配置成混合液B。

本步骤中不发生化学反应，单体的甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯都具有亲油性，能够与乳化剂的亲油部分基团相互吸引，帮助两者均匀分散在水中。

S3、一次交联：将混合液A加热到85±5℃，搅拌中将混合液B在8小时内滴入混合液B，搅拌速度为500转/分钟，滴完继续搅拌2-3小时，再在2小时内滴入3-8质量份双丙酮，搅拌速度为800转/分钟，期间补充氨水以保持pH值7.5-9，密封放置2-4小时，再降温到25±5℃，搅拌均匀，得到混合液C。

丙烯酸树脂是分子量10-15万的高分子物质，具有很长的分子链结构，当混合液B滴入混合液A时，乳化剂的亲水部分会与-COO

S4、填充：搅拌速度为1000转/分钟，在混合液C中以1升/10秒的速度加入11-18质量份水性聚酰胺树脂，搅拌均匀后再加入3-5质量份气相二氧化硅、1-3质量份湿润剂和0.1-2质量份消泡剂，搅拌均匀，得到pH值在7.5-8.5之间的混合液D。

水性聚酰胺树脂也为大分子物质，加入后能够提高固含量，而且与前面生成的分子链条形成缠绕结构，形成具有微孔的立体结构。气相二氧化硅、湿润剂和消泡剂则能够被吸入微孔内。气相二氧化硅是优良的油墨吸附剂，能够使涂层在喷涂油墨时很快得到干燥，颜色不会化开，图案就会更加清晰。湿润剂、消泡剂用来帮助涂层材料涂布均匀，达到表面镜面效果，而且能够使涂层表面有更高的光泽度。随着氨气挥发，pH降低，一些羧酸根离子会重新转换为-COOH。

S5、二次交联：搅拌速度为1000转/分钟，在混合液D中加入2-4质量份氮丙啶交联剂搅拌均匀，搅拌时间为10-15分钟，得到水性高光涂层。

因为丙烯酸树脂的分子本身存在很多-COOH，经过以上反应后长链会变成互相缠绕的团聚结构，氮丙啶交联剂中含有的-NC

将水性高光涂层材料涂在相纸表面，得到具有实施例1-6水性高光涂层的相纸：

表1：单位：wt％

注：含量中不满100wt％的部分由去离子水补足余量。

以PVC复膜相纸作为对照例1，CN104629608B中披露的防水相纸涂布液层作为对照例2，按照以下方法进行测试，测试结果见表2。

测试方法：

①光泽度测试：用60度角光泽仪测试光泽，观察读数；

②防水性测试：将涂有涂层的相纸表面滴入水珠放置12小时观察是否有水渗入纸张；

③附着力测试：将涂有涂层的产品用3M600胶带用2N的压力均匀的粘到涂层上，放置5分钟后用匀速度拉开胶带，观察是否掉色；

④吸墨性测试：用打印样同时打相片，用秒表计时看吸油墨速度。

表2：

由表2可知，实施例1-6制造的涂层相纸能够达到复膜相纸的光泽度，防水性和吸墨性均好于市场上复膜产品，可完全取代。相对于其他涂层类产品又具有高光泽度的优点。得到的涂层相纸表面光亮，图案鲜艳清晰。而且此涂层材料可在土壤中完全降解，不会有任何有毒有害物质产生，环保性更好。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。