本發(fā)明涉及煙草包裝,更具體地說,本發(fā)明涉及一種提升煙草轉(zhuǎn)移紙耐擦性的轉(zhuǎn)移涂料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、煙草轉(zhuǎn)移紙作為一種用于煙草包裝和轉(zhuǎn)移的特種紙張,廣泛應(yīng)用于煙草工業(yè);現(xiàn)有的煙草轉(zhuǎn)移紙通常采用傳統(tǒng)的涂層工藝,通過在紙張表面涂覆一層保護(hù)涂層,以提高其耐磨性和耐用性;這些傳統(tǒng)涂層材料主要包括聚氨酯樹脂、丙烯酸酯樹脂和環(huán)氧樹脂,它們能夠提供一定的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性;此外,一些涂層中還會(huì)添加功能性填料和納米材料,以進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的綜合性能;
2、盡管現(xiàn)有技術(shù)在一定程度上提高了煙草轉(zhuǎn)移紙的耐磨性和耐用性,但仍存在一些顯著的缺陷和不足;傳統(tǒng)涂層材料在使用過程中容易受到機(jī)械損傷和磨損,一旦涂層被破壞,保護(hù)效果迅速下降,無法自我修復(fù),導(dǎo)致煙草轉(zhuǎn)移紙的使用壽命大幅縮短;其次,現(xiàn)有涂層技術(shù)在提升涂層硬度和耐磨性的同時(shí),往往會(huì)犧牲涂層的柔韌性和附著力,造成涂層在高應(yīng)力條件下易出現(xiàn)剝落和開裂現(xiàn)象;因此,現(xiàn)有技術(shù)在煙草轉(zhuǎn)移紙涂層的很多方面仍存在較大改進(jìn)空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本發(fā)明的實(shí)施例提供一種提升煙草轉(zhuǎn)移紙耐擦性的轉(zhuǎn)移涂料及其制備方法,通過在聚氨酯pu樹脂、丙烯酸酯樹脂和環(huán)氧樹脂組合的涂料中添加自修復(fù)微膠囊,實(shí)現(xiàn)涂層受損時(shí)自動(dòng)修復(fù)裂痕,延長涂層使用壽命,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種提升煙草轉(zhuǎn)移紙耐擦性的轉(zhuǎn)移涂料,所述轉(zhuǎn)移涂料包括以下組分及其重量百分比:
3、聚氨酯樹脂35-45%,丙烯酸酯樹脂15-25%,環(huán)氧樹脂10-15%,自修復(fù)微膠囊7-12%,溶劑10-20%,助劑2-5%,納米銀顆粒0.5-1%;
4、自修復(fù)微膠囊包括以下組分:
5、殼材料為聚乳酸-聚乙醇酸共聚物50-60%;
6、核材料為含有二氧化硅納米顆粒5-10%、聚二甲基硅氧烷30-40%、環(huán)氧樹脂20-30%和1-2%抗氧化劑維生素e的復(fù)合物;
7、穩(wěn)定劑為殼聚糖,3-5%;
8、乳化劑為聚乙二醇,1-3%;
9、增強(qiáng)劑為碳納米管,2-3%;
10、微膠囊通過雙乳液法制備,殼材料包覆核材料,形成直徑為0.5-2微米的微膠囊。
11、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述轉(zhuǎn)移涂料包括以下組分及其重量百分比:納米二氧化鈦1-3%,納米氮化硼1-2%,納米氧化鋯0.5-1.5%,聚甲基丙烯酸甲酯微球2-4%,三乙醇胺0.5-1%。
12、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述轉(zhuǎn)移涂料包括以下組分及其重量百分比:石墨烯0.5-1%,硼化鈦纖維1-2%,鈦酸鋇微球1-2%,聚四氟乙烯微粉0.5-1%,高密度聚乙烯微粒1-2%。
13、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述轉(zhuǎn)移涂料包括以下組分及其重量百分比:光引發(fā)劑1-2%,uv固化丙烯酸酯樹脂5-10%,吡咯烷酮0.5-1%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3-5%,二乙烯基苯1-2%。
14、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述轉(zhuǎn)移涂料包括以下組分及其重量百分比:有機(jī)硅樹脂5-10%,硅酸鈉溶膠3-5%,羥基硅油1-2%,硅烷偶聯(lián)劑0.5-1%,正硅酸乙酯2-3%,氧化鈦納米粒子0.5-1%。
15、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,一種提升煙草轉(zhuǎn)移紙耐擦性的轉(zhuǎn)移涂料的制備方法:
16、步驟1:制備自修復(fù)微膠囊
17、1.1溶解殼材料:將聚乳酸-聚乙醇酸共聚物50%至60%溶解在二氯甲烷中,攪拌均勻,形成plga溶液;
18、1.2制備核材料:將二氧化硅納米顆粒5%至10%、聚二甲基硅氧烷30%至40%、環(huán)氧樹脂20%至30%和維生素e1%至2%混合均勻,形成核材料;
19、1.3乳化初乳:將核材料緩慢加入plga溶液中,在高速攪拌下形成初乳,加入殼聚糖3%至5%和聚乙二醇1%至3%作為穩(wěn)定劑和乳化劑,繼續(xù)攪拌;
20、1.4形成微膠囊:將初乳逐滴加入到0.5%至1%聚乙烯醇水溶液中,持續(xù)攪拌進(jìn)行相分離,形成微膠囊;離心分離微膠囊,清洗并干燥,得到直徑為0.5至2微米的自修復(fù)微膠囊;
21、步驟2:制備納米材料增強(qiáng)基液
22、2.1分散納米材料:將納米二氧化鈦1%至3%、納米氮化硼1%至2%、納米氧化鋯0.5%至1.5%通過超聲分散法分散在乙醇中,形成納米材料分散液;
23、2.2混合基液:將納米材料分散液加入聚甲基丙烯酸甲酯微球2%至4%和三乙醇胺0.5%至1%,在高速剪切下混合均勻,形成納米材料增強(qiáng)基液;
24、步驟3:制備功能性填料基液
25、3.1混合填料:將石墨烯0.5%至1%、硼化鈦纖維1%至2%、鈦酸鋇微球1%至2%、聚四氟乙烯微粉0.5%至1%和高密度聚乙烯微粒1%至2%混合;
26、3.2制備基液:將上述填料混合物逐步加入步驟2.2所得納米材料增強(qiáng)基液中,邊加邊攪拌,形成功能性填料基液;
27、步驟4:制備表面硬化基液
28、4.1光引發(fā)劑加入:在功能性填料基液中加入光引發(fā)劑1%至2%、uv固化丙烯酸酯樹脂5%至10%、吡咯烷酮0.5%至1%、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯3%至5%和二乙烯基苯1%至2%,攪拌均勻,形成表面硬化基液;
29、步驟5:制備有機(jī)無機(jī)雜化基液
30、5.1有機(jī)無機(jī)混合:在表面硬化基液中加入有機(jī)硅樹脂5%至10%、硅酸鈉溶膠3%至5%、羥基硅油1%至2%、硅烷偶聯(lián)劑0.5%至1%、正硅酸乙酯2%至3%和氧化鈦納米粒子0.5%至1%,攪拌均勻,形成有機(jī)無機(jī)雜化基液;
31、步驟6:制備最終涂料
32、6.1加入自修復(fù)微膠囊:將步驟1中制備的自修復(fù)微膠囊7%至12%緩慢加入有機(jī)無機(jī)雜化基液中,低速攪拌,避免微膠囊破裂;
33、6.2混合涂料基液:將上述混合物與聚氨酯樹脂35%至45%、丙烯酸酯樹脂15%至25%和環(huán)氧樹脂10%至15%混合,攪拌均勻;加入納米銀顆粒0.5%至1%,繼續(xù)攪拌,形成最終的涂料;
34、步驟7:涂布與固化
35、7.1涂布工藝:將最終制備的涂料均勻涂布在煙草轉(zhuǎn)移紙表面,采用刮涂、噴涂或浸涂工藝,確保涂層均勻;
36、7.2固化工藝:涂布后的轉(zhuǎn)移紙?jiān)?0至100攝氏度條件下烘烤40至70分鐘,使涂料充分固化成膜,完成制備。
37、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn):
38、1、自修復(fù)涂層的耐擦性提升:通過在聚氨酯pu樹脂、丙烯酸酯樹脂和環(huán)氧樹脂組合的涂料中添加自修復(fù)微膠囊,實(shí)現(xiàn)涂層受損時(shí)自動(dòng)修復(fù)裂痕,延長涂層使用壽命,特別適用于煙草轉(zhuǎn)移紙?jiān)诩庸ず褪褂弥械臋C(jī)械損傷修復(fù);
39、2、納米材料增強(qiáng)涂層的高耐磨性:在涂料中加入納米二氧化鈦、納米氮化硼和納米氧化鋯,通過超聲分散技術(shù)均勻分布,顯著提升涂層的硬度和耐磨性,適用于高磨損條件下的煙草轉(zhuǎn)移紙,確保其在光照和高溫環(huán)境中表現(xiàn)優(yōu)異;
40、3、功能性填料涂層的多功能性能:通過添加石墨烯、硼化鈦纖維、鈦酸鋇微球、聚四氟乙烯ptfe微粉和高密度聚乙烯hdpe微粒,增強(qiáng)涂層的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電性和潤滑性,使涂層在高摩擦和復(fù)雜環(huán)境中表現(xiàn)出色,適用于煙草轉(zhuǎn)移紙的多功能應(yīng)用需求;
41、4、表面硬化涂層的快速固化與高硬度:在涂料中添加光引發(fā)劑、uv固化丙烯酸酯樹脂、吡咯烷酮、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯tmpta和二乙烯基苯,通過uv光照射快速固化,形成高硬度的表面涂層,適用于煙草轉(zhuǎn)移紙?jiān)诟吣p環(huán)境中的快速加工需求;
42、5、有機(jī)無機(jī)雜化涂層的高綜合性能:通過在涂料中引入有機(jī)硅樹脂、硅酸鈉溶膠、羥基硅油、硅烷偶聯(lián)劑、正硅酸乙酯teos和氧化鈦納米粒子,形成有機(jī)無機(jī)雜化結(jié)構(gòu),涂層具備高硬度、耐化學(xué)性和良好的柔韌性,特別適用于需要高耐用性和耐環(huán)境應(yīng)力的煙草轉(zhuǎn)移紙。