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PET膜具有优异的机械性能、耐热性和高透光率,在保护膜基材、耐久性标签基材、数码打印基材等方面具有广泛应用。PET膜用作保护膜基材,由于其表面硬度偏低,因而需要进行硬化处理;PET膜用作耐久性标签基材,由于其本身对高性能紫外光固化标签油墨附着性较差,因而需要进行表面处理;PET膜用作数码喷墨打印耗材,由于需要改善对墨水的吸收性,因而需要涂布吸墨涂层。PET膜涂层是PET膜改性的一个重要途径,以往研究与应用实践中大多采用溶剂型涂料,生产过程环境污染较重。 本文围绕PET膜硬化涂层、PET膜可印刷底涂层和PET膜喷墨打印涂层三个应用方面,开展了PET膜用环保涂层的配方优化和涂层性能的研究,结合目前国内外涂料环保化的发展趋势,着重开展了紫外光固化涂料作为PET膜硬化涂层、PET膜可印刷底涂层的试验研究,开展了水性涂料作为PET膜喷墨打印涂料的试验研究。 本论文开展的主要工作及主要结果如下: 1、开展了PET膜UV硬化涂料的配制及涂层性能研究。对聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚物进行了筛选,探讨了预聚物结构对涂层附着力、硬度、柔韧性等性能的影响;并对活性稀释剂、光引发剂的种类、配比、用量等因素对涂层性能的影响规律进行了研究,获得了较适宜PET保护膜紫外光固化涂料配方:预聚物采用5#树脂,用量为总量的48%;活性稀释剂组成为m(TMPTA)∶m(TPGDA)=1∶1,其用量为总量的48%,光引发剂组成为m(Darocur1173)∶m(Irgacure184)=2∶1,其用量为总量的3.2%。经测试,制得的涂膜附着力达100%,硬度3H,柔韧性2mm,耐酒精摖拭大于150次,可满足PET保护膜硬化处理要求。 2、开展了PET膜可印刷底涂层的研究。研究了不同预聚物组合、配比对紫外光固化底涂层性能的影响,表明采用低官能度聚氨酯丙烯酸树脂预聚物的光固化底涂剂作为印刷底涂层效果最好。在实验范围内PET膜可印刷紫外光固化底涂层较适宜配方为:预聚物采用UA-1239树脂,用量为体系的49%; TMPTA用量为体系的14.7%,TPGDA用量为体系的32.1%;光引发剂组成为m(Darocur1173)∶m(Irgacure184)=2∶1,其用量为体系的4.2%。制得涂膜的附着力达100%,硬度HB,柔韧性2mm,耐酒精擦拭60次,耐二甲苯擦拭50次,对表面常用紫外光固化光油、紫外光固化油墨的附着力可达到95%以上,可满足PET膜印刷的应用要求。同时与双组分丙烯酸树脂-异氰酸酯底涂剂的性能进行了对比,在实验范围内,两种底涂剂均对提高PET膜上紫外光固化光油和紫外光固化油墨附着力有一定效果,但采用低官能度聚氨酯丙烯酸树脂预聚物的光固化底涂剂效果更好。 3、开展了PET膜水性喷墨打印涂层的实验研究。对喷墨打印涂层中各组分(聚乙烯醇、高分子树脂乳液、纳米氧化铝和阳离子聚合物固色剂)对涂层性能的影响进行了研究。实验结果表明,PVA-1788涂层吸墨速度明显快于PVA-1750和PVA-235的涂层,且涂层表观状况良好。高分子聚氨酯乳液与PVA-1788体系有良好相容性,乳液用量的增加可提高涂层耐水性,但乳液用量过高会导致吸墨性下降。氧化铝用量的增加,会提高涂层的耐磨性能、涂层附着力,但是用量过多会使涂层耐水性、透光率下降。阳离子聚合物固色剂用量的增加,可增强吸墨涂层的固色防水性能。在实验范围内,PET膜水性喷墨涂层较适宜配方为:胶黏剂采用PVA-1788与高分子树脂乳液(聚氨酯乳液PU-303B),其用量分别为体系的4.7%和28.2%;颜料采用氧化铝,其用量为体系的22.5%;阳离子聚合物固色剂采用聚二甲基二烯丙基氯化铵,其用量为体系的2.3%。