分享一种高阻隔性紫外光固化光油及其制备方法

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2020-09-16 20:27 出处:网络
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一种高阻隔性紫外光固化光油及其制备方法
本发明公开一种高阻隔性紫外光固化光油及其制备方法。其中,所述高阻隔性紫外光固化光油,以质量百分比计,按质量份数计,包括以下组分:45?80份的低聚物、0.1?5份的纳米材料、1?3.5份的光引发剂、2?6份的增稠剂、2?8份的助剂、5?15份的异丙醇和2?15份的水。本发明所提供的高阻隔性紫外光固化光油光泽度好,氧气渗透率相对传统紫外光固化光油下降了80.74%,CO2 渗透率下降了79.7%,水渗透率下降了30.5%,可以用于对阻隔性要求高的食品、药品及化妆品等的包装。

一种高阻隔性紫外光固化光油及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高阻隔纳米涂层材料领域,尤其涉及一种高阻隔性紫外光固化光油及 其制备方法。

[0002] 塑料成型加工过程中不可避免会产生各种缺陷,导致表面光泽度较低,美观程度 较差。所以多数常规塑料制品耐刮伤、耐溶剂、防老化,阻隔性等性能不高,需要对塑料表面 进行装饰和保护。紫外光固化涂料可以为塑料赋予耐磨擦、不易划伤、高光泽和美观等性 能。但紫外光固化涂料在阻隔性能上还是不能很好的满足化妆品、食品和药品的要求。
[0003] 因此,现有技术还有待于改进和发展。



[0004] 鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种高阻隔性紫外光固化光油 及其制备方法,旨在解决现有的紫外光固化涂料阻隔性能有待改进的问题。
[0005] 本发明的技术方案如下: 一种高阻隔性紫外光固化光油,其中,按质量份数计,包括以下组分:45-80份的低聚 物、0.1-5份的纳米材料、1-3.5份的光引发剂、2-6份的增稠剂、2-8份的助剂、5-15份的异丙 醇和2-15份的水。
[0006] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其中,所述的低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯 丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和丙烯酸树脂的一种或几种的混 合物。
[0007] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其中,所述的纳米材料选自石墨烯、氧化石墨 烯、功能化石墨烯、功能化氧化石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙脱土、纳米蛭石、纳 米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛酸钾、碳纳米管和碳纳米颗粒的一种或几种的混合物。
[0008] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其中,所述的光引发剂是由819DW与芳基烷基酮 类化合物两种光引发剂组成。
[0009] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其中,所述的增稠剂是聚氨酯缔合型增稠剂。
[0010] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其中,按质量份数计,所述的助剂包括流平剂 0.2-0.4份、消泡剂1.0-2.0份、分散剂0.2-0.5份、润湿剂0.2-0.5份、固化促进剂0.3-0.5份 和附着力促进剂1.0-3.5份。
[0011] 所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的附着力促进剂为氯化聚丙 稀。
[0012] -种如上所述的高阻隔性紫外光固化光油的制备方法,其中,包括步骤: A、 先把纳米材料加入水和异丙醇中,边超声处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液; B、 再加入一部分低聚物,边超声处理边搅拌一段时间; C、 再加入助剂和一部分增稠剂; D、 再缓慢滴加光引发剂; E、 最后加入剩余的低聚物,再加入剩余的增稠剂混合均匀,制得高阻隔性紫外光固化 光油。
[0013] 所述的制备方法,其中,所述步骤D中,在搅拌条件下滴加光引发剂。
[0014] 所述的制备方法,其中,所述步骤A中,在5-85Γ的温度条件下进行超声和搅拌。
[0015] 有益效果:本发明所提供的高阻隔性紫外光固化光油光泽度好,氧气渗透率相对 传统紫外光固化光油下降了80.74%,CO2渗透率下降了79.7%,水渗透率下降了 30.5%,可以 用于对阻隔性要求高的食品、药品及化妆品等的包装。

[0016] 图1为本发明的高阻隔性紫外光固化光油其阻隔原理图。

[0017] 本发明提供一种高阻隔性紫外光固化光油及其制备方法,为使本发明的目的、技 术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0018] 本发明所提供的一种高阻隔性紫外光固化光油,按质量份数计,包括以下组分: 45-80份的低聚物、0.1-5份的纳米材料、1-3.5份的光引发剂、2%-6份的增稠剂、2-8份的助 剂、5-15份的异丙醇和2-15份的水。
[0019] 采用上述配方的高阻隔性紫外光固化光油光泽度好,氧气渗透率相对传统紫外光 固化光油下降了 80.74%,CO2渗透率下降了 79.7%,水渗透率下降了 30.5%,特别适合于对阻 隔性要求尚的食品、药品及化妆品等的包装。
[0020] 进一步,所述的低聚物优选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚 醚丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和丙烯酸树脂的一种或几种的混合物。
[0021 ]进一步,所述的纳米材料优选自石墨稀、氧化石墨稀、功能化石墨稀、功能化氧化 石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙脱土、纳米蛭石、纳米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛 酸钾、碳纳米管和碳纳米颗粒的一种或几种的混合物。
[0022]进一步,所述的光引发剂优选为由819DW与芳基烷基酮类化合物两种光引发剂组 成。
[0023] 进一步,所述的增稠剂优选为聚氨酯缔合型增稠剂。
[0024] 进一步,所述的助剂优选包括如下组分:流平剂、消泡剂、分散剂、润湿剂、附着力 促进剂。
[0025] 进一步,按质量份数计,所述的助剂优选为:流平剂0.2-0.4份、消泡剂1.0-2.0份、 分散剂0.2-0.5份、润湿剂0.2-0.5份、固化促进剂0.3-0.5份和附着力促进剂1.0-3.5份。也 就是说,所述的助剂也是按照上述比例配制而成的。
[0026]进一步,所述的附着力促进剂优选为氯化聚丙烯。
[0027]本发明还提供一种如上所述的高阻隔性紫外光固化光油的制备方法,其包括步 骤: Sl、先把纳米材料加入水和异丙醇中,边超声处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液; 52、 再加入一部分低聚物,边超声处理边搅拌一段时间; 53、 再加入助剂和一部分增稠剂; 54、 再缓慢滴加光引发剂; 55、 最后加入剩余的低聚物,再加入剩余的增稠剂混合均匀,制得高阻隔性紫外光固化 光油。
[0028] 具体来说,本发明先把纳米材料加入水和异丙醇中(可以在乳化剂中进行),(在5-85 °C条件下)边超声处理边搅拌一段时间(例如1~2小时),得到纳米材料悬浮液;然后在所 述纳米材料悬浮液中加入一部分水性低聚物,同样是边超声处理边搅拌一段时间;再加入 助剂(例如依次加入消泡剂、流平剂、分散剂,附着力促进剂)及一部分增稠剂,(在高速搅拌 下)缓慢滴加光引发剂,最后加入剩余的低聚物,再加剩余的增稠剂调剂体系粘度,制得高 阻隔性紫外光固化光油,将制得的高阻隔性紫外光固化光油通过紫外光固化。
[0029] 本发明制得的高阻隔性紫外光固化光油,光泽度好,氧气渗透率相对传统的紫外 光固化光油下降了 80.74%,CO2渗透率下降了 79.7%,水渗透率下降了 30.5%,特别适合于 对阻隔性要求尚的食品、药品及化妆品等的包装。
[0030] 实施例1 按质量份数计,把0.1份氧化石墨烯加入2份水和5份异丙醇中,在5°C条件下边超声处 理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅拌2小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸酯,超 声搅拌一段时间,再依次加入TEGO Glide 100流平剂0.2份、TEGO Foamex 810水性消泡 剂1.0份、TEGO Dispers 760W润湿分散剂0.2份、TEGO Wet 270基材润湿剂0.2份、E-808水 性附着力促进剂1.3份(正丁醛苯胺缩合物)及1份聚氨酯缔合型增稠剂,在搅拌下缓慢滴加 0.6份819DW与0.4份芳基烷基酮类化合物(二者均为光引发剂),然后加入67份的聚氨酯丙 烯酸酯,再加1份聚氨酯缔合型增稠剂调剂体系粘度,进入乳化机中,在室温下,调节乳化机 转速为8000转每分钟,乳化30分钟,制得(水性)高阻隔性紫外光固化光油。
[0031] 实施例2 按质量份数计,把0.2份氧化石墨烯加入5份水和8份异丙醇中,在15°C条件下边超声处 理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅拌1.8小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸酯, 超声搅拌一段时间,再依次加入1.2份TEGO Foamex 810水性消泡剂、0.3份TEGO Glide 100流平剂、0.3份TEGO Dispers 760W润湿分散剂、0.4份TEGO Wet 270基材润湿剂、1.8份 E-808水性附着力促进剂及1份聚氨酯缔合型增稠剂,在高速搅拌下缓慢滴加1.2份819DW与 〇. 8份芳基烷基酮类化合物,然后加入58.8份的聚氨酯丙烯酸酯,再加1份聚氨酯缔合型增 稠剂调剂体系粘度,进入乳化机中,在室温下,调节乳化机转速为8000转每分钟,乳化30分 钟,制得(水性)高阻隔性紫外光固化光油。
[0032] 实施例3 按质量份数计,把1.5份氧化石墨烯加入10份水和12份异丙醇中,在35°C条件下边超声 处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅拌1.5小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸 酯,超声搅拌一段时间,再依次加入1.4份TEGO Foamex 810水性消泡剂、0.3份TEGO Glide 100流平剂、0.4份TEGO Dispers 760W润湿分散剂、0.4份TEGO Wet 270基材润湿剂、2.9份 E-808水性附着力促进剂及2份聚氨酯缔合型增稠剂,在搅拌下缓慢滴加1.5份819DW与1份 芳基烷基酮类化合物,然后加入45.6份的聚氨酯丙烯酸酯,再加1份聚氨酯缔合型增稠剂调 剂体系粘度,进入乳化机中,在室温下,调节乳化机转速为8000转每分钟,乳化30分钟,制 得(水性)高阻隔性紫外光固化光油。
[0033] 实施例4 按质量份数计,把2.5份氧化石墨烯加入15份水和12份异丙醇中,在65°C条件下边超声 处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅拌1.2小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸 酯,超声搅拌一段时间,再依次加入1.6份TEGO Foamex 810水性消泡剂、0.4份TEGO Glide 100流平剂、0.5份TEGO Dispers 760W润湿分散剂、0.4份TEGO Wet 270基材润湿剂、2.9份 E-808水性附着力促进剂及2份聚氨酯缔合型增稠剂,在搅拌下缓慢滴加1.8份819DW与1.2 份芳基烷基酮类化合物,然后加入37.7份的聚氨酯丙烯酸酯,再加2份聚氨酯缔合型增稠剂 调剂体系粘度,进入乳化机中,在室温下,调节乳化机转速为8000转每分钟,乳化30分钟, 制得(水性)高阻隔性紫外光固化光油。
[0034] 实施例5 按质量份数计,把5份氧化石墨烯加入15份水和15份异丙醇中,在85°C条件下边超声处 理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅拌1小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸酯,超 声搅拌一段时间,再依次加入2份TEGO Foamex 810水性消泡剂、0.4份TEGO Glide 100流 平剂、0.5份TEGO Dispers 760W润湿分散剂、0.5份TEGO Wet 270基材润湿剂、2份E-808水 性附着力促进剂及2份聚氨酯缔合型增稠剂,在搅拌下缓慢滴加2份819DW与1.5份芳基烷基 酮类化合物,然后加入30.1份的聚氨酯丙烯酸酯,再加4份聚氨酯缔合型增稠剂调剂体系粘 度,进入乳化机中,在室温下,调节乳化机转速为8000转每分钟,乳化30分钟,制得(水性) 高阻隔性紫外光固化光油。
[0035] 实施例6 按质量份数计,把对应份数(分别为〇份、〇. 1份、〇. 2份、0.5份、1份、1.5份)的氧化石墨 烯加入10份水和8份异丙醇中,在45°C条件下边超声处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液(搅 拌1.5小时),然后加入20份(水溶性)聚氨酯丙烯酸酯,超声搅拌一段时间,再依次加入TEGO Glide 100流平剂 0.3份、TEGO Foamex 810 水性消泡剂1.0份、TEGO Dispers 760W润湿 分散剂0.3份、TEGO Wet 270基材润湿剂0.4份、E-808水性附着力促进剂2.5份及1份聚氨 酯缔合型增稠剂,在搅拌下缓慢滴加1.0份819DW与0.5份芳基烷基酮类化合物,然后加入剩 余份数的聚氨酯丙烯酸酯,再加1份聚氨酯缔合型增稠剂调剂体系粘度,进入乳化机中,在 室温下,调节乳化机转速为8000转每分钟,乳化30分钟,制得(水性)高阻隔性紫外光固化光 油。例如当氧化石墨烯份数为0份时,则剩余份数的聚氨酯丙烯酸酯为54份;当氧化石墨烯 份数为〇. 1份时,则剩余份数的聚氨酯丙烯酸酯为53.9份;当氧化石墨烯份数为0.2份时,则 剩余份数的聚氨酯丙烯酸酯为53.8份,依次类推。
[0036] 表一为实施例6中不同氧化石墨烯添加量,其他条件不变的情况下,得到的高阻隔 性紫外光固化光油的氧气渗透系数。
[0037] 表一
随着GO(即氧化石墨烯)含量的增加,待测材料的氧气渗透系数逐渐下降。不加氧化石 墨稀的紫外光固化光油的氧气渗透系数为5.30 XHT15 cm3cm/(cm2· s Ta),当GO含量为 0 · lwt%时,下降到了2 · 95 X 10-15 cm3cm/(cm2. s. Pa),当GO 含量为0 · 2wt%时,下降到了2 · 01 X10-15 cm3cm/(cm2,s,Pa),当GO 含量为0.5wt%时,下降到了 1.02X10-15 cm3cm/(cm2-s. Pa),如图1所示,由于GO的纳米片层结构10致使氧气20的渗透路径发生变化,形成了弯曲 的渗透路径,因此,GO添加后,氧气渗透率有了大幅度降低,当GO含量提高到0.5wt%时, 氧气渗透系数下降到1.02 X HT15 cm3cm/(cm2· S · Pa),比不加氧化石墨稀的紫外光固化光油 的氧气渗透系数降低了80.74%。
[0038]表二为实施例6中不同氧化石墨烯添加量,其他条件不变的情况下,得到的高阻隔 性紫外光固化光油的CO2渗透系数。
不加氧化石墨烯的紫外光固化光油的二氧化碳渗透系数为3.493 X HTi4CI^Cm/(cmz· 8-?3);当60含量为0.]^%时,二氧化碳渗透系数下降到了3.421\10-14〇113〇11/(〇11 2-8· Pa);当GO含量为O · 2wt%时,二氧化碳渗透系数下降到了3.082 X 10-14 cm3cm/(cm2· s 'Pa); 当GO含量为0.5wt%时,二氧化碳渗透系数下降到了2.325X 10-14 cm3cm/(cm2's'Pa);当 GO含量为lwt%时,CO2渗透系数下降到了 1.512X10-14 cm3cm/(cm2's'Pa);当GO的含量 为1.5wt%时,C02渗透系数下降到了0.708ΧΚΓ 14 cm3cm/(cm2's'Pa),此时CO2渗透系数下 降了 79.7%。当氧化石墨烯增多时,与图1的原理图类似,气体分子必须沿着"曲折路径"绕 过这些纳米片层结构才能穿透所有的GO隔离层,这时"曲折路径"效应便变得越来越明显, 所以涂层的阻隔性能呈现出明显提升。
[0040]应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可 以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。

1. 一种高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,按质量份数计,包括以下组分:45-80份 的低聚物、〇. 1-5份的纳米材料、1-3.5份的光引发剂、2-6份的增稠剂、2-8份的助剂、5-15份 的异丙醇和2-15份的水。2. 根据权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的低聚物选自环 氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、胺改性丙烯酸酯和丙烯酸树 脂的一种或几种的混合物。3. 根据权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的纳米材料选自 石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯、功能化氧化石墨烯、累托石、纳米蒙脱土、有机改性蒙 脱土、纳米輕石、纳米高岭土、纳米蛇纹石、纳米钛酸钾、碳纳米管和碳纳米颗粒的一种或几 种的混合物。4. 根据权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的光引发剂是由 819DW与芳基烷基酮类化合物两种光引发剂组成。5. 根据权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的增稠剂是聚氨 酯缔合型增稠剂。6. 根据权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,按质量份数计,所述 的助剂包括流平剂0.2-0.4份、消泡剂1.0-2.0份、分散剂0.2-0.5份、润湿剂0.2-0.5份、固 化促进剂0.3-0.5份和附着力促进剂1.0-3.5份。7. 根据权利要求6所述的高阻隔性紫外光固化光油,其特征在于,所述的附着力促进剂 为氯化聚丙烯。8. -种如权利要求1所述的高阻隔性紫外光固化光油的制备方法,其特征在于,包括步 骤: A、 先把纳米材料加入水和异丙醇中,边超声处理边搅拌到得到纳米材料悬浮液; B、 再加入一部分低聚物,边超声处理边搅拌一段时间; C、 再加入助剂和一部分增稠剂; D、 再缓慢滴加光引发剂; E、 最后加入剩余的低聚物,再加入剩余的增稠剂混合均匀,制得高阻隔性紫外光固化 光油。9. 根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述步骤D中,在搅拌条件下滴加光引 发剂。10. 根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A中,在5-85Γ的温度条件 下进行超声和搅拌。
C09D5/33GK105860823SQ201610342701
2016年8月17日
2016年5月23日
陈寿, 黄杰良, 张玲, 江洪, 涂建国, 孙耀明
深圳八六三计划材料表面技术研发中心, 深圳市通产丽星股份有限公司, 深圳市嘉卓成科技发展有限公司

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