水性环保纸品仿复膜涂层制剂及其制备工艺

摘要

本发明公开了一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂及其制备工艺，所述涂层制剂包括组分和重量分数：包括基料A、基料B，蜡乳液，去离子水，所述的基料A为占体系的重量分数为20～60％，浓度(W/W)20～60％的丙烯酸酯聚合物溶液；基料B为占体系的重量分数为10～60％，浓度(W/W)20～60％的水性丁苯胶乳液、水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂中的一种或者几种混合物；蜡乳液占体系的重量分数为2～10％，去离子水占体系的重量分数为3～20％。本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂，可以直接涂覆于纸质印刷品表面，形成一层保护涂层，替代传统的油性或者水性复膜，使得涂饰印刷品既能满足复膜的需要，又能满足环保及安全性能方面的需要。

权利要求

1.一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂，其特征是：包括基料A、基料B，蜡乳液，去离子水，所述的基料A为浓度(W/W)20～60％的丙烯酸酯聚合物溶液，基料B为浓度(W/W)20～

60％的水性丁苯胶乳液、水性聚酯树脂、水性醇酸树脂中的一种或者几种混合物；其中基料A占体系的重量分数为20～60％，基料B占体系的重量分数为10～60％，蜡乳液占体系的重量分数为2～10％，去离子水占体系的重量分数为3～20％；所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂还包括：占体系重量分数的1～5％的成膜助剂，所述的成膜助剂为丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或者几种混合物；

占体系重量分数的3～6％的助溶剂，所述助溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇中的一种或者几种混合物；

占体系重量分数为1～5％的增稠剂，所述增稠剂为浓度(W/W)20～60％的聚丙烯酸钠溶液、或者缔合型聚氨酯溶液、或者聚乙烯醇溶液；

重量分数为1～5％的添加剂，所述添加剂包括消泡剂、流平剂、防腐剂、乳化剂、防霉剂或者触变剂中的一种或者几种；所述的消泡剂为有机硅消泡剂，流平剂为改性聚二甲基硅氧烷。

2.如权利要求1所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂，其特征是：所述的蜡乳液为聚乙烯蜡乳液，或者聚丙烯蜡乳液，或者棕榈蜡乳液。

3.如权利要求1或者2所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂，其特征是：所述水性环保纸品仿复膜涂层制剂通过氨水(NH3·H2O)将反应体系的pH值调整为7～

9。

4.一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂的制备工艺，包括如下步骤：(A)在反应釜中加入去离子水、氨水(NH3·H2O)及助溶剂，高速搅拌并升温至40～

55℃，分批加入水溶性固体丙烯酸树脂，再升温至55～65℃，恒温1～2h，得到基料A；

步骤(B)：在丙烯酸树脂溶液中继续加入适量的去离子水，以及十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸的混合溶液，搅拌15～25min；

(C)在搅拌状态下向体系中加入蜡乳液；

(D)在搅拌状态下加入浓度(W/W)20～60％的基料B，所述基料B为水性丁苯胶乳液、水性聚酯树脂、水性醇酸树脂中的一种或者几种混合物；

步骤(E)：在搅拌状态下加入成膜助剂及添加剂：所述添加剂包括消泡剂、流平剂和防霉剂；

(F)将体系的pH值调整为7～9；

步骤(G)：加入增稠剂调节至施涂所需的粘度，用滤布过滤包装入罐。

5.权利要求1或者2所述水性环保纸品仿复膜涂层制剂用于纸质印刷品表面进行涂覆装饰。

说明书

水性环保纸品仿复膜涂层制剂及其制备工艺

技术领域

[0001] 本发明属于仿复膜涂层制剂技术领域，尤其是涉及一种在丙烯酸酯聚合物基础上进行改性的高性能仿复膜涂层制剂及其该仿复膜涂层制剂的制备方法。

背景技术

[0002] 传统的纸塑复膜即为在塑料薄膜上涂上粘合剂，与纸质印刷品经加热、加压后使之粘合在一起，形成纸塑合一的产品。经复膜后的纸质印刷品，由于表面覆盖有一层薄而且透明的塑料薄膜，使得印刷品表面光亮平滑，图案鲜艳亮丽，富有立体感而且持久不变色。复膜技术在纸质印刷品(如手挽袋、书籍封面、高级包装、精美画册等)领域应用广泛。

[0003] 传统的纸塑复膜的粘胶剂为油性粘胶剂，由于油性粘胶剂里面含有甲苯、二甲苯等化合物，其毒性很大，对操作工人的健康也会造成很大的伤害；在对印刷品的烘干过程中，甲苯、二甲苯等大量挥发，容易引起爆炸或者火灾，其安全性隐患也相当突出。印刷品表面覆盖的塑料薄膜，几乎无法降解，长期使用，对环境也将造成相当大的污染。

[0004] 随着科技的不断进步，人们对安全、环保以及审美上的要求越来越高，逐渐出现了水性纸塑复膜胶，该复膜胶是将塑料薄膜通过水性粘胶粘附在印刷品的表面，克服了传统的溶剂型复膜胶易燃易爆、毒害大等缺点。尽管水性纸塑复膜胶有着这些优势，仍然存在一些现有技术中无法克服的缺陷：如该复膜胶不能像纸质印刷品一样实现回收再利用，大量使用该复膜胶，始终还是需要与传统的BOPP(双向拉伸聚丙烯塑料薄膜)、PP(聚丙烯薄膜)、PE(聚乙烯薄膜)、PVC(聚氯乙烯薄膜)粘结一体，仍会造成白色污染，满足不了日益提高的环保要求；该复膜胶的粘结性能、脱墨等性能很难满足精美印刷品的需要。

发明内容

[0005] 本发明的目的之一在于提供一种在丙烯酸酯聚合物基础上进行改性的高性能的水性环保纸品仿复膜涂层制剂，将该涂层制剂通过机器直接涂覆于纸质表面，形成一层保护涂层，替代传统油性或者水性的复膜，解决现有技术中复膜无法回收以及塑料层无法完全降解的缺陷，使得涂饰印刷品既能满足复膜的需要，又能完全满足环保及安全性能方面的要求。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂，包括基料A、基料B，蜡乳液，去离子水，所述的基料A为浓度(W/W，重量/重量)20～60％的丙烯酸酯聚合物溶液，基料B为浓度(W/W)20～60％的水性丁苯胶乳液、水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂中的一种或者几种混合物；其中基料A占体系的重量分数为20～60％，基料B占体系的重量分数为10～60％，蜡乳液占体系的重量分数为2～10％，去离子水占体系的重量分数为3～20％。

[0008] 更优的方案是：所述方案通过氨水(NH3·H2O)将反应体系的pH值调整为7～9。

[0009] 更优的方案是：所述的体系还包括重量分数为1～5％的增稠剂，重量分数为1～5％的添加剂，所述添加剂包括消泡剂、流平剂、防腐剂、乳化剂、防霉剂或者触变剂等。

[0010] 更优的是：所述的蜡乳液为聚乙烯蜡乳液，或者聚丙烯蜡乳液，或者棕榈蜡乳液；所述增稠剂为浓度(W/W)20～60％的聚丙烯酸钠溶液、或者缔合型聚氨酯溶液、或者聚乙烯醇溶液。

[0011] 更优的方案是：所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂还包括占体系重量分数的3～6％的助溶剂，所述助溶剂优选为乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇等低级醇中的一种或者几种混合物。

[0012] 更优的方案是：所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂还包括占体系重量分数的1～5％的成膜助剂，所述的成膜助剂优选为丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚中的一种或者几种混合物。

[0013] 更优的是：所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂还包括占体系重量分数的1～5％的其它添加，所述其它添加剂包括消泡剂、流平剂、防霉或者防腐剂、乳化剂等；消泡剂优选为有机硅消泡剂，流平剂优选为改性聚二甲基硅氧烷。现有技术中惯常使用的防霉及防腐剂均可作为本方案的添加剂。

[0014] 本发明的目的之二在于提供一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂的制备工艺，采用如下技术方案：

[0015] (1)在反应釜中加入去离子水和氨水(NH3·H2O)及异丙醇，高速搅拌(转速为500～1500rpm)并升温至40～55℃，分批加入固体水溶性丙烯酸树脂，再升温至55～
65℃，恒温1～2h，得到丙烯酸树脂溶液(基料A)；

[0016] (2)在丙烯酸树脂溶液中继续加入适量的去离子水，以及十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸的混合溶液，搅拌(转速为500～1500rpm)15～25min；

[0017] (3)在搅拌状态下向体系中加入聚乙烯蜡乳液，或者聚丙烯蜡乳液，或者棕榈蜡乳液；

[0018] (4)在搅拌状态下加入浓度(W/W)20～60％的水性丁苯胶乳液、水性聚酯树脂、水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂中的一种或者几种混合物(基料B)；

[0019] (5)在搅拌状态下加入占整个体系重量分数1～5％的其它添加剂：消泡剂和、流平剂和防霉剂等；

[0020] (6)在搅拌状态下加入占整个体系重量分数3～6％助溶剂和占体系重量分数的1～5％的成膜助剂，并通过添加氨水(NH3·H2O)将体系的pH值调整为7～9；

[0021] (7)加入重量分数为1～5％增稠剂调节至施涂所需的粘度，用滤布过滤包装入罐。

[0022] 本发明的目的之三在于提供一种水性环保纸品仿复膜涂层制剂的用途，将本发明目的之一所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂或者本发明目的之二所述制备工艺制备的水性环保纸品仿复膜涂层制剂用于纸质印刷品表面进行涂覆装饰制得的涂层。

[0023] 本发明与现有技术相比，具有如下优势和有益效果：

[0024] 本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂组分中不含挥发性有毒溶剂，涂覆于待涂饰印刷品表面后光泽度高，耐磨性能好、抗爆裂性强、附着力佳，在高温时不会出现反粘，低温时也不会出现发脆等缺陷，其效果远远超过BOPP(双向拉伸聚丙烯塑料薄膜)、PP(聚丙烯薄膜)、PE(聚乙烯薄膜)、PVC(聚氯乙烯薄膜)等传统复膜。

[0025] 本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂可以直接在纸张印刷机上连线上油，直接在印刷品表面成型，完全避免了人工与机械另一道工序产生的人工浪费以及纸张啤边浪费、机械以及电力的损耗等，大大提升了加工效率。本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂，直接涂覆于待涂饰印刷品表面，完全杜绝使用BOPP(双向拉伸聚丙烯塑料薄膜)、PP(聚丙烯薄膜)、PE(聚乙烯薄膜)、PVC(聚氯乙烯薄膜)等传统复膜，成本至少节约在60％以上。

[0026] 据不完全统计，我国的印刷包装厂超过万家，每月累计使用的复膜和胶水超过数十万吨，造成了极为严重的白色污染，而且造成了极大的成本浪费。如在印刷品复膜过程中，使用本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂替代，将减少超过万吨的污染物，且将每月节约超过亿元的成本。

[0027] 总之，本发明所述的水性环保纸品仿复膜涂层制剂填补了一项世界空白，由于有着无与伦比的环保性能，而且使用方便快捷，对复膜领域将会带来一场环保革命，使得传统的复膜技术真正成为过去。

具体实施方式

[0028] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0029] 实施例1 水性环保纸品仿复膜涂层制剂的制备

[0030] (1)在反应釜中加入去离子水550kg和氨水(NH3·H2O)100kg以及异丙醇50kg，高速搅拌(转速为500～1500rpm)并升温至40～55℃，分批加入分子量为2000～5000的水溶性丙烯酸树脂300kg，再升温至55～65℃，恒温1～2h，得到丙烯酸树脂溶液(基料A)；

[0031] (2)取步骤(1)制备得到的基料400kg丙烯酸树脂乳液中继续加入去离子水100kg，以及十二烷基硫酸钠10kg、磺基琥珀酸5kg的混合溶液，搅拌(转速为500～
1500rpm)15～25min；

[0032] (3)在搅拌状态下向体系中加入聚乙烯蜡乳液40kg；

[0033] (4)在搅拌状态下加入浓度(W/W)40％的水性聚酯树脂(基料B)300kg；

[0034] (5)在搅拌状态下加入添加剂：有机硅消泡剂10kg，改性聚二甲基硅氧烷流平剂20kg，，二丙二醇丁醚50kg，30kg氨水(NH3·H2O)将体系的pH值调整为7～9；

[0035] (6)加入30kg增稠剂调节至施涂所需的粘度，用滤布过滤包装入罐。

[0036] 实施例2 水性环保纸品仿复膜涂层制剂的制备

[0037] (1)在反应釜中加入去离子水450kg、氨水(NH3·H2O)130kg、正丁醇70kg，高速搅拌(转速为500～1500rpm)并升温至40～55℃，分批加入分子量为12000～18000的水溶性丙烯酸树脂350kg，再升温至55～65℃，恒温1～2h，得到丙烯酸树脂溶液(基料A)；

[0038] (2)取步骤(1)制备得到的基料500kg丙烯酸树脂乳液中继续加入去离子水40kg，以及十二烷基硫酸钠10kg、磺基琥珀酸5kg的混合溶液，搅拌(转速为500～1500rpm)15～25min；

[0039] (3)在搅拌状态下向体系中加入聚乙烯蜡乳液50kg；

[0040] (4)在搅拌状态下加入浓度(W/W)25％的水性聚氨酯树脂(基料B)300kg；

[0041] (5)在搅拌状态下加入添加剂：有机硅消泡剂5kg，改性聚二甲基硅氧烷流平剂15kg，丙二醇丁醚30kg，氨水(NH3·H2O)20kg将体系的pH值调整为7～9；