一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及包装涂层技术领域，更具体地说，本发明涉及一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层及其加工工艺。


背景技术：

2.我国对包装的定义是：在流通过程中保护产品、方便储运、促进销售的辅助物等的总称。包装盒就是用来包装产品的盒，酒盒包装对于酒的销售起到了非常重要的作用，能够吸引消费者，增加产品附加值，满足消费者精神需求，巩固品牌与企业形象。在酒盒包装材料的选择上，纸质容器占据主要地位，皮质，木质，塑料，金属材料的使用比例较以往有所增加，竹、柳、草等天然材料使用较少。酒盒包装外部经常喷涂有抗污涂层，避免酒盒包装外部沾染污渍，保证酒盒包装的清洁度。
3.现有的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，耐老化性能不佳，在光时间光照之后容易发生变形损伤，导致抗污性能严重下降。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层及其加工工艺。
5.一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，按照重量百分比计算包括：32.60～33.20％的聚四氟乙烯、50.40～51.40％的去离子水、0.25～0.31％的消泡剂、2.10～2.60％的成膜剂、0.50～1.10％的流平剂，其余为复合填充剂。
6.进一步的，所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：18.80～19.40％的纳米氧化锌、8.80～9.40％的纳米二氧化钛、19.50～20.30％的丙烯腈、5.40～6.20％的纳米氧化铈、5.80～6.40％的纳米氮化硅、5.50～6.30％的偶联剂，其余为中空玻璃微珠。
7.进一步的，按照重量百分比计算包括：32.60％的聚四氟乙烯、50.40％的去离子水、0.25％的消泡剂、2.10％的成膜剂、0.50％的流平剂、14.15％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：18.80％的纳米氧化锌、8.80％的纳米二氧化钛、19.50％的丙烯腈、5.40％的纳米氧化铈、5.80％的纳米氮化硅、5.50％的偶联剂、36.20％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成。
8.进一步的，按照重量百分比计算包括：33.20％的聚四氟乙烯、51.40％的去离子水、0.31％的消泡剂、2.60％的成膜剂、1.10％的流平剂、11.39％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.40％的纳米氧化锌、9.40％的纳米二氧化钛、20.30％的丙烯腈、6.20％的纳米氧化铈、6.40％的纳米氮化硅、6.30％的偶联剂、32.00％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
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560按照重量份比1∶1复配制成。
9.进一步的，按照重量百分比计算包括：32.90％的聚四氟乙烯、50.90％的去离子水、0.28％的消泡剂、2.35％的成膜剂、0.80％的流平剂、12.77％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.10％的纳米氧化锌、9.10％的纳米二氧化钛、19.90％
的丙烯腈、5.80％的纳米氧化铈、6.10％的纳米氮化硅、5.90％的偶联剂、34.10％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成。
10.进一步的，所述成膜剂选用丙烯酸乳液、纯丙乳酸、苯丙乳酸以及氟碳乳酸中的一种或者两种；所述流平剂为氟碳类流平剂。
11.本发明还提供一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的加工工艺，具体加工步骤如下：
12.步骤一：称取上述重量份的聚四氟乙烯、去离子水、消泡剂、成膜剂、流平剂和复合填充剂；
13.步骤二：将步骤一中的复合填充剂加入到蒸汽动能磨中进行加工，得到混合料a；
14.步骤三：将步骤二中制得的混合料a和步骤一中二分之一重量份的去离子水进行混合，采用交错间歇式双频超声处理50～60分钟后，得到混合料b；
15.步骤四：对步骤三中制得的混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
16.步骤五：将步骤四中制得的复合纤维和步骤一中的聚四氟乙烯、消泡剂、成膜剂、流平剂以及剩余的去离子水进行混合，水浴超声处理20～30分钟后，得到混合料c；
17.步骤六：将混合料c采用静电喷涂工艺喷涂到酒盒包装外部，干燥形成酒盒包装印刷用高抗污保护涂层。
18.进一步的，在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1300～1800kg/h，蒸汽压力为：24～30bar，温度为：290～330℃；在步骤三中，双频超声频率为32～36khz 1.7～1.9mhz，32～36khz超声处理每次3～5分钟，1.7～1.9mhz声处理每次2～3分钟，双频超声处理的切换间隔1～2分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加10～12kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距8～10cm，纺丝液流速为0.9～1.3ml/h；在步骤五中，超声频率为1.4～1.6mhz，超声功率为300～500w，水浴温度为60～70℃。
19.进一步的，在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1300kg/h，蒸汽压力为：24bar，温度为：290℃；在步骤三中，双频超声频率为32khz 1.7mhz，32khz超声处理每次3分钟，1.7mhz声处理每次2分钟，双频超声处理的切换间隔1分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加10kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距8cm，纺丝液流速为0.9ml/h；在步骤五中，超声频率为1.4mhz，超声功率为300w，水浴温度为60℃。
20.进一步的，在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1550kg/h，蒸汽压力为：27bar，温度为：310℃；在步骤三中，双频超声频率为34khz 1.8mhz，34khz超声处理每次4分钟，1.8mhz超声处理每次2.5分钟，双频超声处理的切换间隔1.5分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距9cm，纺丝液流速为1.1ml/h；在步骤五中，超声频率为1.5mhz，超声功率为400w，水浴温度为65℃。
21.本发明的技术效果和优点：
22.1、采用本发明的原料配方所制备出的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，可有效提高酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的耐老化性能、防污性能和耐磨性能，且长时间高强度紫外线老化处理，可有效保证涂层的防污性能和耐磨性能；钛酸酯偶联剂可对纳米氧化锌进行表面处理，有效提高纳米氧化锌的耐老化性能，同时纳米氧化锌自身的抗污性能和自清洁功能，可有效提高涂层的防污杀菌效果；纳米二氧化钛可在硅烷偶联剂kh
–
560进行改性处理之后进行接枝丙烯腈，可有效加强纳米二氧化钛的耐老化性能，同时纳米二氧化钛
在光照条件下可抑制细菌生长和病毒的活性，进而有效加强涂层的防污性能；纳米氧化铈、纳米氮化硅，可有效加强涂层的耐磨性能和耐老化性能；中空微珠玻璃可有效提高涂层的透明度，同时中空玻璃微珠可为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氮化硅提供承载支架，保证上述纳米材料的稳定以及在涂层中的分布均匀性；
23.2、本发明在制备酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的过程中，在步骤二中，使用蒸汽动能磨对复合填充剂进行加工，可有效加强对复合填充剂的粉碎程度，同时对复合填充剂的原料进行共混处理，使得后续加工复合填充剂原料反应接触更加充分；在步骤三中，使用交错间歇式双频超声处理混合料a和去离子水，可有效促进钛酸酯偶联剂可对纳米氧化锌进行表面处理进程，促进硅烷偶联剂kh
–
560对纳米二氧化钛的改性处理进程，加速纳米二氧化钛和丙烯腈的接枝进程，使得反应产物和纳米粒子可快速负载到中空玻璃微珠上；在步骤四中，对混合料b进行静电纺丝，可有效加强改性纳米氧化锌、接枝丙烯腈的纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氮化硅和中空玻璃微珠的结合效果；在步骤五中，将复合纤维与其他原料进行共混水浴超声处理，可有效加强复合纤维在原料中的混匀效果，可有效保证涂层的耐老化性能、防污性能和耐磨性能。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1：
26.本发明提供了一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，按照重量百分比计算包括：32.60％的聚四氟乙烯、50.40％的去离子水、0.25％的消泡剂、2.10％的成膜剂、0.50％的流平剂、14.15％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：18.80％的纳米氧化锌、8.80％的纳米二氧化钛、19.50％的丙烯腈、5.40％的纳米氧化铈、5.80％的纳米氮化硅、5.50％的偶联剂、36.20％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成；
27.所述成膜剂选用丙烯酸乳液、纯丙乳酸、苯丙乳酸以及氟碳乳酸中的一种或者两种；所述流平剂为氟碳类流平剂；
28.本发明还提供一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的加工工艺，具体加工步骤如下：
29.步骤一：称取上述重量份的聚四氟乙烯、去离子水、消泡剂、成膜剂、流平剂和复合填充剂；
30.步骤二：将步骤一中的复合填充剂加入到蒸汽动能磨中进行加工，得到混合料a；
31.步骤三：将步骤二中制得的混合料a和步骤一中二分之一重量份的去离子水进行混合，采用交错间歇式双频超声处理50分钟后，得到混合料b；
32.步骤四：对步骤三中制得的混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
33.步骤五：将步骤四中制得的复合纤维和步骤一中的聚四氟乙烯、消泡剂、成膜剂、流平剂以及剩余的去离子水进行混合，水浴超声处理20分钟后，得到混合料c；
34.步骤六：将混合料c采用静电喷涂工艺喷涂到酒盒包装外部，干燥形成酒盒包装印刷用高抗污保护涂层。
35.在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1300kg/h，蒸汽压力为：24bar，温度为：290℃；在步骤三中，双频超声频率为32khz 1.7mhz，32khz超声处理每次3分钟，1.7mhz声处理每次2分钟，双频超声处理的切换间隔1分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加10kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距8cm，纺丝液流速为0.9ml/h；在步骤五中，超声频率为1.4mhz，超声功率为300w，水浴温度为60℃。
36.实施例2：
37.与实施例1不同的是，按照重量百分比计算包括：33.20％的聚四氟乙烯、51.40％的去离子水、0.31％的消泡剂、2.60％的成膜剂、1.10％的流平剂、11.39％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.40％的纳米氧化锌、9.40％的纳米二氧化钛、20.30％的丙烯腈、6.20％的纳米氧化铈、6.40％的纳米氮化硅、6.30％的偶联剂、32.00％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成。
38.实施例3：
39.与实施例1
‑
2均不同的是，按照重量百分比计算包括：32.90％的聚四氟乙烯、50.90％的去离子水、0.28％的消泡剂、2.35％的成膜剂、0.80％的流平剂、12.77％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.10％的纳米氧化锌、9.10％的纳米二氧化钛、19.90％的丙烯腈、5.80％的纳米氧化铈、6.10％的纳米氮化硅、5.90％的偶联剂、34.10％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成。
40.分别取上述实施例1
‑
3所制得的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与对照组一的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组二的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组三的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组四的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组五的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，对照组六的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，对照组七的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，对照组八的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，对照组一的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无聚四氟乙烯，对照组二的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无纳米氧化锌，对照组三的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无纳米二氧化钛，对照组四的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无丙烯腈，对照组五的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无纳米氧化铈，对照组六的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无纳米氮化硅，对照组七的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无偶联剂，对照组八的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比无中空玻璃微珠，分十一组分别测试三个实施例中制备的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层以及八个对照组的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，每30个样品为一组，进行测试；测试结果如表一所示：
41.表一：
[0042][0043][0044]
由表一可知，当酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的原料配比为：按照重量百分比计算包括：32.90％的聚四氟乙烯、50.90％的去离子水、0.28％的消泡剂、2.35％的成膜剂、0.80％的流平剂、12.77％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.10％的纳米氧化锌、9.10％的纳米二氧化钛、19.90％的丙烯腈、5.80％的纳米氧化铈、6.10％的纳米氮化硅、5.90％的偶联剂、34.10％的中空玻璃微珠；所述偶联剂为钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂kh
–
560按照重量份比1∶1复配制成时，可有效提高酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的耐老化性能、防污性能和耐磨性能，且长时间高强度紫外线老化处理，可有效保证涂层的防污性能和耐磨性能；实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的聚四氟乙烯和水可有效制成聚四氟乙烯涂层，具有防污、耐高低温、耐老化、耐磨特性；复合填料剂中的
纳米氧化锌和钛酸酯偶联剂进行复配，钛酸酯偶联剂可对纳米氧化锌进行表面处理，有效提高纳米氧化锌的耐老化性能，同时纳米氧化锌自身的抗污性能和自清洁功能，可有效提高涂层的防污杀菌效果；纳米二氧化钛可在硅烷偶联剂kh
–
560进行改性处理之后进行接枝丙烯腈，丙烯腈接枝到纳米二氧化钛外部，可有效加强纳米二氧化钛的耐老化性能，同时纳米二氧化钛在光照条件下可抑制细菌生长和病毒的活性，进而有效加强涂层的防污性能；纳米氧化铈耐高温性能佳，紫外吸收率达到99.6％，可进一步加强涂层的耐老化性能；纳米氮化硅，可有效加强涂层的耐磨性能，同时紫外线反射率在95％以上且吸收红外波段吸收率97％以上，可进一步提高涂层的耐老化性能；中空微珠玻璃可有效提高涂层的透明度，同时中空玻璃微珠可为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氮化硅提供承载支架，保证上述纳米材料的稳定以及在涂层中的分布均匀性。
[0045]
实施例4：
[0046]
本发明提供了一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，按照重量百分比计算包括：32.90％的聚四氟乙烯、50.90％的去离子水、0.28％的消泡剂、2.35％的成膜剂、0.80％的流平剂、12.77％的复合填充剂；所述复合填充剂按照重量百分比计算包括：19.10％的纳米氧化锌、9.10％的纳米二氧化钛、19.90％的丙烯腈、5.80％的纳米氧化铈、6.10％的纳米氮化硅、5.90％的偶联剂、34.10％的中空玻璃微珠；
[0047]
所述成膜剂选用丙烯酸乳液、纯丙乳酸、苯丙乳酸以及氟碳乳酸中的一种或者两种；所述流平剂为氟碳类流平剂；
[0048]
本发明还提供一种酒盒包装印刷用高抗污保护涂层的加工工艺，具体加工步骤如下：
[0049]
步骤一：称取上述重量份的聚四氟乙烯、去离子水、消泡剂、成膜剂、流平剂和复合填充剂；
[0050]
步骤二：将步骤一中的复合填充剂加入到蒸汽动能磨中进行加工，得到混合料a；
[0051]
步骤三：将步骤二中制得的混合料a和步骤一中二分之一重量份的去离子水进行混合，采用交错间歇式双频超声处理55分钟后，得到混合料b；
[0052]
步骤四：对步骤三中制得的混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
[0053]
步骤五：将步骤四中制得的复合纤维和步骤一中的聚四氟乙烯、消泡剂、成膜剂、流平剂以及剩余的去离子水进行混合，水浴超声处理25分钟后，得到混合料c；
[0054]
步骤六：将混合料c采用静电喷涂工艺喷涂到酒盒包装外部，干燥形成酒盒包装印刷用高抗污保护涂层。
[0055]
在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1300kg/h，蒸汽压力为：24bar，温度为：290℃；在步骤三中，双频超声频率为32khz 1.7mhz，32khz超声处理每次3分钟，1.7mhz声处理每次2分钟，双频超声处理的切换间隔1分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加10kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距8cm，纺丝液流速为0.9ml/h；在步骤五中，超声频率为1.4mhz，超声功率为300w，水浴温度为60℃。
[0056]
实施例5：
[0057]
与实施例4不同的是，在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1800kg/h，蒸汽压力为：30bar，温度为：330℃；在步骤三中，双频超声频率为36khz 1.9mhz，36khz超声处理每次5分钟，1.9mhz声处理每次3分钟，双频超声处理的切换间隔2分钟；在步骤四中，静电纺丝过
程中，施加12kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距10cm，纺丝液流速为1.3ml/h；在步骤五中，超声频率为1.6mhz，超声功率为500w，水浴温度为70℃。
[0058]
实施例6：
[0059]
与实施例4
‑
5均不同的是，在步骤二中，蒸汽动能膜的蒸汽耗量为：1550kg/h，蒸汽压力为：27bar，温度为：310℃；在步骤三中，双频超声频率为34khz 1.8mhz，34khz超声处理每次4分钟，1.8mhz超声处理每次2.5分钟，双频超声处理的切换间隔1.5分钟；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距9cm，纺丝液流速为1.1ml/h；在步骤五中，超声频率为1.5mhz，超声功率为400w，水浴温度为65℃。
[0060]
分别取上述实施例4
‑
6所制得的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与对照组九的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组十的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层、对照组十一的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层和对照组十二的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，对照组九的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比没有步骤二中的操作，对照组十的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比没有步骤三中的操作，对照组十一的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比没有步骤四中的操作，对照组十二的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层与实施例相比步骤五中没有超声处理的操作，分七组分别测试三个实施例中制备的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层以及四个对照组的酒盒包装印刷用高抗污保护涂层，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表二所示：
[0061]
表二：
[0062][0063]
[0064]
由表二可知，实施例6为本发明的较佳实施方式；在步骤二中，使用蒸汽动能磨对复合填充剂进行加工，可有效加强对复合填充剂的粉碎程度，同时对复合填充剂的原料进行共混处理，使得后续加工复合填充剂原料反应接触更加充分；在步骤三中，使用交错间歇式双频超声处理混合料a和去离子水，双频超声频率为34khz 1.8mhz，34khz超声处理每次4分钟，1.8mhz超声处理每次2.5分钟，双频超声处理的切换间隔1.5分钟，34khz超声在混合料a和去离子水中产生空化效应，可有效促进钛酸酯偶联剂可对纳米氧化锌进行表面处理进程，促进硅烷偶联剂kh
–
560对纳米二氧化钛的改性处理进程，加速纳米二氧化钛和丙烯腈的接枝进程，同时1.8mhz超声可有效加强原料和反应产物的分布均匀性，使得反应产物和纳米粒子可快速负载到中空玻璃微珠上；在步骤四中，对混合料b进行静电纺丝，可有效加强改性纳米氧化锌、接枝丙烯腈的纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氮化硅和中空玻璃微珠的结合效果，加强复合纤维的稳定性；在步骤五中，将复合纤维与其他原料进行共混65℃水浴1.5mhz超声处理，可有效加强复合纤维在原料中的混匀效果，可有效保证涂层的耐老化性能、防污性能和耐磨性能。
[0065]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0066]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。