用于高透PET防雾面罩的水性防雾涂层胶的制作方法

本发明属于防雾面罩薄膜领域，涉及一种用于高透pet防雾面罩的水性防雾涂层胶。

背景技术：

由于新冠疫情的全球流行，导致对高透pet防雾面罩薄膜的需求激增，特别是随着高透pet防雾面罩出口量越来越大，对高透明pet防雾面罩薄膜的性能提出了更高的要求，由于初期高透pet防雾面罩属于一次性防疫物资，市场上有很大的一部分生产厂商采用临时防雾剂在apet上进行涂布来实现防雾性，这类的临时防雾剂，防雾持续时间很短，附着力差，而且被轻轻擦拭，或被水冲洗后，防雾效果立刻消失，而且该种类型的防雾剂对透明pet基膜的增透性不好，很难达到国家的要求和出口的要求。apet基材的耐温性差，apet防雾面罩在出口到国外的运输过程中，夏天温度高的时候在集装箱中容易产生变形，导致客户无法正常使用。而pet基材耐高温，不易变形，市场上对有更高持续防雾性和增透性的pet基膜有很大需求。cn201910316846.9一种防雾膜中，包括改性pet基材层以及涂布在基材层上的防雾涂层，所述防雾涂层中包括：40～50份丙烯酸，15～25份氨基甲酸酯，2～5份溴化锂，2～3份抗冻剂和0.4～1份分散剂；防雾涂层中为溶剂性体系，且其中还需要丙烯酸和溴化锂配合在薄膜基材表面形成三维网状表面层，提高结合度和防雾性能。201810957419.4第一聚氨酯丙烯酸酯：10-15份；第二聚氨酯丙烯酸酯：10-15份；光引发剂：2-4份；中空粒子：1-30份；偶联剂：1-3份；溶剂：30-50份。亲水性聚氨酯丙烯酸酯光固化反应后具有亲水性，使涂料层具有较低的表面张力，使水在涂料层表面的润湿角降低，但其中涉及大量有机溶剂，不利于环保要求，且还需要额外加入氧化锆或氧化钛来提高了防雾薄膜的光学透过率。cn201910015310.3一种亲水性防雾膜及其制备方法。高分子树脂乳液1-5份、润湿剂0.2-0.7份、聚丙烯酰胺0.3-0.7份、助溶剂0.02-0.08份、去离子水50-70份、硅酸乙酯20-50份、交联聚乙烯吡咯烷酮0.2-0.6份、消泡剂0.1-0.5份。其中未涉及防雾性能以及透光率等性能研究。

因此如何得到一种水性体系的防雾涂料，不仅与基材结合力强，能显著达到长久的防雾效果，涂覆后还能进一步改善pet基体的透光率。

技术实现要素：

为了解决背景技术中的问题，本发明通过在高透明的pet基材的双面涂布配制的防雾涂料，从而得到起到持续防雾、耐刮擦和具有增透效果的防雾涂层，最终制备得到高透明pet防雾薄膜。

本发明采用的技术方案如下：

一种高透低雾pet基材表面涂覆水防雾膜，具体的防雾膜胶水由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物(或称为防雾剂)70～80％；

水性高分子树脂20～30％；

水性基材润湿剂0.1～0.5％；

上述所有组分之和等于100％；

进一步，亲水性防雾聚合物选自水性丙烯酸体系防雾聚合物或者其它亲水性防雾聚合物。作为优选，亲水性防雾聚合物选自：亲水性防雾聚合物swx-079r或亲水性防雾聚合物swc-651，购买厂家为：化咖(上海)贸易有限公司。

进一步，水性高分子树脂选自水性丙烯酸高分子树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂中的一种或几种混合。作为优选：水性高分子树脂选自水性丙烯酸高分子树脂s-1040、水性聚氨酯树脂ws-555、水性聚酯树脂wb-900中的一种或几种混合。

优选后的亲水性防雾聚合物(或者防雾剂)和水性高分子树脂协同后才能保证pet基体的防雾性，以及还能起到对基材的光学性能以及保证很好搭配后道uv胶印油墨。

进一步，水性基材润湿剂为tegowet-500或dynol604。

防雾涂层胶水的制备方法为：先加入亲水性防雾聚合物和其它类型水性高分子树脂，再加入水性基材润湿剂和水性交联剂，室温下以搅拌机500转/分钟搅拌20分钟即可，搅拌后加入水稀释到涂布粘度12～14秒(涂4杯)，得到水性防雾膜胶水。

进一步，水性交联剂为水性氨基树脂，水性碳化二亚胺，水性噁唑啉，水性封闭性固化剂中的一种；水性交联剂为亲水性防雾聚合物+水性高分子树脂总质量分数的1～5％。

作为优选后的高透低雾pet基材表面涂覆水防雾膜胶水配方为：

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r80％

水性聚酯树脂wb-90019.5％

水性基材润湿剂0.5％；

经过优选后的配方得到防雾膜胶水使用后的有益效果为：①能提高pet基材的光学透过率；②降低pet防雾面罩薄膜的雾度以及提高防雾性能，覆pe膜后防雾性仍然很好；③与基体的附着力强，能耐无尘布擦拭1000次；④与后道uv胶印油墨的结合力强；⑤水性胶水的再溶性好，不容易糊辊。

水性防雾膜胶水的使用方法：

将上述配制后的的防雾胶水用水开稀到8～12％的固含量，用微凹涂布的方法把防雾胶水涂于pet基材(250μm)双面，涂覆后烘干温度为120～140℃，烘干时间为50～70秒，烘干后得到单面胶层干膜厚度为100纳米～200纳米之间。

作为优选：可采用bopet来替换apet，使得防雾面罩的耐热性可以超过100摄氏度，消除了防雾面罩在集装箱运输过程中不耐热的形变风险。可使用纳米材料来作为bopet表层的防粘连母料，大大提高了pet基膜的透光率，同时降低了雾度。

由于高透pet防雾面罩薄膜是双面防雾，所以本发明设计得到的水性防雾膜胶水是符合双面涂布工艺水性防雾胶水，由于在涂布烘干过程中为防止粘连，这就要求涂布烘干时间很短，这就要求用于防雾膜胶水的亲水性聚合物和其它类型水性高分子树脂必须要干的快，否则容易粘辊。而本发明选择的亲水性防雾聚合物和优选后的水性高分子树脂制备的水性防雾胶水，固含量10％，则能满足快速干燥、收卷的要求。且对pet附着力好。

本发明的防雾膜胶水涂布的时水性胶水为无泡或低泡，这样使粘度稳定性好，否则会影响pet防雾膜的表观质量。水性胶水的再溶性也很重要，否则容易堵塞网纹辊，连续化生产过程中易产生涂布缺陷。采用高温120～140摄氏度交联水性高分子树脂大幅提高胶膜的强度和抗粘连性。精密微凹涂布，精确控制胶层厚度，避免由于胶层厚度不均导致的防雾性下降和彩虹纹产生。

与现有技相比，本发明的有益效果为：

使用高交联性亲水性聚合物，与基体表面有亲水基团结合，提高了亲水涂层的抗刮擦性，耐水性，耐湿热性具有高透明度，可应用于光学产品。由于是水性产品，减少了对车间操作人员的危害，降低对环境的影响。本发明通过采用高温交联亲水性聚合物，大幅提高防雾涂层的耐热性和耐高温高湿性能,采用优化的搭配，克服了使用临时防雾剂不能很好搭配后道uv胶印油墨的缺陷。项目采用精密微凹涂布，精确控制胶层厚度，避免由于胶层厚度不均导致的防雾性下降和彩虹纹的产生。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明的技术特征，但本发明的保护范围并非限于下列实施例。

实施例中的原料来源如下：

亲水性防雾聚合物swx-079r，购买厂家为：化咖(上海)贸易有限公司；

水性丙烯酸高分子树脂s-1040，购买厂家为：云南鑫煌新材料有限公司；

水性聚氨酯树脂ws-555，购买厂家为：广州旺三科技有限公司；

水性聚酯树脂wb-900，化咖(上海)贸易有限公司。

实施例一

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r80％；

水性丙烯酸高分子树脂s-104019.5％；

水性基材润湿剂0.5％；

工艺过程：

先加入亲水性防雾聚合物swx-079r(防雾剂)和水性丙烯酸高分子树脂s-1040，再加入水性基材润湿剂tegowet-500，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性聚合物+水性丙烯酸高分子树脂)总重量1～5％的水性氨基树脂交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet基材上(透光率为89％)，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

透光率为89％的高透pet基材可以用粒径小于0.1纳米，折光指数为1.64的纳米硫酸钡用作透明无色的成核助剂，再搭配一定量大粒径的二氧化硅开口剂(平均粒径d507-7.5um)，采用常规工艺制备出透光率为89％的高透低雾pet薄膜基材，或采用市售的透光率为89％的高透pet基材。

将实例一中制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如表1：(实施例采用的pet基材、检测方法以及检测条件等均相同，区别仅在于pet防雾膜的制备不同，未涂覆胶水前，原pet基材的透光率均为89％)。

其中序号6与uv胶印油墨的附着力的检测：检测方法为：在pet防雾膜表面直接涂覆日本虎头牌uv161蓝色胶印油墨，固化后进行涂层附着力检测。

表1

实施例二

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r80％

水性聚氨酯树脂ws-55519.5％

水性基材润湿剂0.5％

工艺过程：先加入亲水性防雾聚合物swx-079r和水性聚氨酯树脂ws-555，再加入水性基材润湿剂tegowet-500，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性防雾聚合物+水性聚氨酯树脂)总质量分数1～5％的水性氮丙啶交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet上，pet的透光率为89％，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

对实例二制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如下：

实施例三

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r80％

水性聚酯树脂wb-90019.5％

水性基材润湿剂0.5％

工艺过程：

先加入亲水性防雾聚合物swx-079r和水性聚酯树脂wb-900，再加入水性基材润湿tegowet-500，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性防雾聚合物+水性聚氨酯树脂)总质量分数1～5％的水性噁唑啉交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet膜上，pet基材的透光率为89％，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

对以上实例中制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如下：

实施例四

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r60％

水性丙烯酸高分子树脂s-104039.5％

水性基材润湿剂0.5％

工艺过程：

先加入亲水性防雾聚合物swx-079r和其水性丙烯酸高分子树脂s-1040，再加入水性基材润湿剂tegowet-500，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性防雾聚合物+水性丙烯酸高分子树脂)总质量分数1～5％的水性碳化二亚胺交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet膜上，pet基材的透光率为89％，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

对以上实例中制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如下：

实施例五

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾聚合物swx-079r60％

水性聚氨酯树脂ws-55539.5％

水性基材润湿剂0.5％

工艺过程：先加入亲水性防雾聚合物swx-079r和水性聚氨酯树脂ws-555，再加入水性基材润湿剂(tegowet-500)，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性防雾聚合物+水性聚氨酯树脂)总质量分数1～5％的水性氮丙啶交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet膜上，pet基材的透光率为89％，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

对以上实例中制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如下：

实施例六

防雾膜胶水，按重量百分比计，由以下原料组成：

亲水性防雾剂swx-079r60％

水性聚酯树脂wb-90039.5％

水性基材润湿剂0.5％

工艺过程：

先加入亲水性防雾剂swx-079r和水性聚酯树脂wb-900，再加入水性基材润湿剂tegowet-500，过滤除去杂质颗粒和泡沫。涂布前加入(亲水性防雾聚合物+水性聚氨酯树脂)总质量分数1～5％的水性封闭型交联剂，用水稀释到涂布粘度13秒左右(涂4杯)，即得水性防雾膜胶水。

干燥工艺：将水性防雾膜胶水用水开稀到10％的固含，然后用10μ丝棒刮涂在250μm的电晕处理pet膜上，pet基材的透光率为89％，放入150℃的烘箱中烘干，烘干时间为60秒，得到干膜厚度为100纳米左右的防雾涂层，然后冷却至室温进行性能测试。

对以上实例中制备的pet防雾膜进行性能测试的结果如下：

从以上各例的测试结果可以看出，实施例一-三相比，各组分配比相同，亲水性防雾聚合物swx-079r选择相同，主要区别在于：水性丙烯酸高分子树脂的选择不同。

实施例一选择水性丙烯酸高分子树脂s-1040后发现与后道uv胶印油墨的附着效果不佳。

实施例二胶水的再溶性不佳，容易糊辊。

实施例三的各项测试结果符合要求。

实施例四-六分别在实施例一-三的基础上减少了亲水性防雾聚合物，而等质量增加的水性高分子树脂的用量。

其中实施例四制备的防雾涂层相比于实施例一增透效果降低，防雾pet薄膜的雾度、防雾性、耐无尘布擦拭性能均有所降低，而与uv胶印油墨的附着力得到提高。

实施例五的各项测试结果符合要求，在胶水再溶性测试中再溶性不好，容易糊辊。

实施例六的透光率效果明显降低。因此选用实施例三的方案为最佳实施例，作为本发明最终方案。

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