本发明涉及背涂材料技术领域，尤其涉及一种热转印条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用。
背景技术：
条码碳带是一种在聚脂薄膜的一面涂上油墨，另一面涂上防止打印头磨损润滑剂的新型条码打印耗材，它主要采用热转印技术配套于条码打印机使用，通过条码打印机打印头的热量和压力作用使碳带将相应的文字和条形码信息转移到标签上。已被广泛应用于包装、物流、制造、商业、服装、票据和图书等各个领域。
条码碳带简称碳带，是条码打印机打印时非常重要的材料，一般来说，碳带的好坏，除了决定打印头的寿命还关系到打印的效果。良好的碳带，能够保护打印头，产生的效果可以准确的附着在纸张上面，不容易扩散，也不容易脱落。
碳带一般由五层组成，顶涂层、油墨层、内涂层、带基和背涂层。
内涂层主要用来使打印的表面平滑，并使油墨从带基释放的一致性。油墨层是最主要的，用来打印并决定碳带的使用特性，如抗化学腐蚀和防磨擦等。带基是其它各层的载体，并决定热传导的性能。背涂层简单地说是涂在碳带背面的一层特殊涂层，它的作用主要是减少打印头磨损；减少静电产生和加强热传导。顶涂层主要是用来提高油墨在标签上的附着力，增强环境的抵抗力。
热转印条码碳带背涂材料，简称为条码碳带背涂材料，其主要的质量指标有爽滑性、耐温性、附着力和印噪音等。这些质量指标相互制约，相辅相成，特别是耐温性与附着力，耐温性能好则附着力差，附着力好则耐温性能差。目前尚未见到可以将耐温性能与附着力完美结合的技术、产品。因此，迫切需要开发耐温性能与附着力都很优异的技术、产品。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热转印条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用，所述热转印条码碳带用背涂材料具有良好的耐热性能与附着力、摩擦系数小和打印噪声小。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种热转印条码碳带用背涂材料，包括具有式ⅰ所示结构的化合物和有机溶剂，其特征在于，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～40，n1＝0～700,n2＝0～700，l1＝0～400，l2＝0～400，n1和n2不能同时为0，l1和l2不能同时为0；r1和r2独立地为烷基或硅烷基；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝60000～70000，重均分子量mw＝80000～90000。
本发明还提供了上述技术方案所述的热转印条码碳带用背涂材料的制备方法，包括以下步骤：
将甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、有机溶剂和催化剂混合，进行乳化聚合反应，得到所述热转印条码碳带用背涂材料；
所述甲氧基硅烷为烯丙基三甲氧基硅烷、烯丁基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
优选的，所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯中的一种或几种。
优选的，所述催化剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化丁酮和过氧化尿素中的一种或几种。
优选的，所述有机溶剂为甲苯、丁酮和环己酮中的一种或几种。
优选的，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的质量比为(1～4.9)：(1～5)：(0.1～0.5)。
优选的，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的总质量与有机溶剂的质量比为1：(2～4)。
优选的，所述催化剂的质量与所述混合得到的混合物的质量比为(0.01～0.1)：100。
优选的，所述乳化聚合反应的温度为80～110℃，所述乳化聚合反应的时间为2～6h。
本发明还提供了上述技术方案所述的热转印条码碳带用背涂材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的热转印条码碳带用背涂材料在印刷领域中的应用。
本发明提供了一种热转印条码碳带用背涂材料，包括具有式ⅰ所示结构的化合物。本发明通过在具有式ⅰ结构所示化合物中引入有机硅氧烷单体，解决了耐热性能与附着力不能兼顾的矛盾，使具有式ⅰ结构所示化合物具有较好的耐热性能和较好的附着力；同时，具有式ⅰ结构所示化合物还具有较好的爽滑性，所述爽滑性决定了打印噪音较低。同时，具有式ⅰ结构所示化合物中的甲氧基与羟基能够形成分子间力以及化学键，使得所述背涂材料与表面含有羟基的pet基材能够具有良好的附着力。
具体实施方式
本发明提供了一种热转印条码碳带用背涂材料，包括具有式ⅰ所示结构的化合物和有机溶剂，其特征在于，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～40，n1＝0～700,n2＝0～700，l1＝0～400，l2＝0～400，n1和n2不能同时为0，l1和l2不能同时为0；r1和r2为烷基或硅烷基；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝60000～70000，重均分子量mw＝80000～90000。
在本发明中，r1和r2独立地为烷基或硅烷基，所述烷基优选为c1～10的烷基或si1～3的硅烷基。在本发明的具体实施例中，所述r1具体优选为三甲基硅基或甲基；所述r2具体优选为丁基或甲基。
在本发明中，所述热转印条码碳带用背涂材料还包括在热转印条码带用背涂材料的制备过程中产生的杂质类物质；本发明对所述杂质类物质没有任何特殊的限定。
本发明还提供了上述技术方案所述的热转印条码碳带用背涂材料的制备方法，包括以下步骤：
将甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、有机溶剂和催化剂混合，进行乳化聚合反应，得到所述热转印条码碳带用背涂材料；
所述甲氧基硅烷为烯丙基三甲氧基硅烷、烯丁基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
在本发明中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明中，所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯中的一种或几种；当所述甲基丙烯酸酯为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述有机溶剂优选为甲苯、丁酮和环己酮中的一种或几种；当所述有机溶剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述催化剂优选为偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈(abvn)、偶氮二异丁酸二甲酯(aibme)、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化丁酮和过氧化尿素中的一种或几种；当所述催化剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。
在本发明中，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的质量比优选为(1～4.9)：(1～5)：(0.1～0.5)，更优选为(1.5～3.5)：(1.5～4.5)：(1.5～4.5)，最优选为(2～3)：(2～3.5)：(2～3.5)。在本发明中，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的总质量与有机溶剂的质量比优选为1：(2～4)，更优选为1：(2.5～3.5)，更优选为1：(2.8～3.2)。在本发明中，所述催化剂的质量与所述混合得到的混合物的质量比优选为(0.01～0.1)：100，更优选为(0.03～0.08)：100，最优选为(0.04～0.06)：100。
本发明对所述混合没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述乳化聚合反应的温度优选为80～110℃，更优选为85～105℃，最优选为90～100℃；所述乳化聚合反应的时间优选为2～6h，更优选为3～5h，最优选为4h。
在本发明中，所述乳化聚合反应的过程优选为：将部分所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、有机溶剂和催化剂的混合物加热至所述有机溶剂回流后，滴加剩余的混合物。本发明对部分混合物和剩余的混合物的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。本发明对所述滴加没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，将所述乳化聚合反应的过程分步进行可以保证反应顺利进行的同时控制反应能够平稳进行。
在本发明中，所述乳化聚合反应完成后得到的产物体系无需进行后处理，即为所述热转印条码碳带用背涂材料；所述热转印条码碳带用背涂材料的固含量优选为20％～30％，更优选为24％～28％。
本发明还提供了上述技术方案所述的热转印条码碳带用背涂材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的热转印条码碳带用背涂材料在印刷领域中的应用。本发明对所述应用的方法没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的热转印条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将135g甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，150g甲基丙烯酸三甲基硅酯，15g苯乙烯，700g甲苯和1gaibn混合均匀；取100g得到的混合物，加热至甲苯回流，引发反应后，控制在甲苯回流状态下滴加剩余的混合物，滴加完毕后保持加热回流的状态反应4h，得到固含量为28％的热转印条码碳带用背涂材料。
所述热转印条码碳带用背涂材料中的具有式ⅰ所示结构的聚合物的数均分子量mn＝62179，重均分子量mw＝83704。其中，m＝27～31，n1＝197～210，n2＝0，l1＝126～130，l2＝0；r1为三甲基硅基。
实施例2
将100g甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，35g烯丙基三甲氧基硅烷，15g苯乙烯，90g甲基丙烯酸甲酯，60g甲基丙烯酸丁酯，15g苯乙烯，400g甲苯，300g丁酮和1gabvn混合均匀；取100g得到的混合物，加热至甲苯回流，引发反应后，控制在甲苯回流状态下滴加剩余的混合物，滴加完毕后保持加热回流的状态反应4h，得到固含量为29％的热转印条码碳带用背涂材料。
所述热转印条码碳带用背涂材料中的具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝64225，重均分子量mw＝85146。其中，m＝27～31，n1＝187～193，n2＝86～92，l1＝92～96，l2＝42～46；r1为甲基，r2为丁基；
实施例3
将70g烯丙基三甲氧基硅烷，65g烯丁基三甲氧基硅烷，80g甲基丙烯酸三甲基硅酯，75g甲基丙烯酸甲酯，10g苯乙烯，700g环己酮和0.8gaibme混合均匀；取100g得到的混合物，加热至甲苯回流，引发反应后，控制在甲苯回流状态下滴加剩余的混合物，滴加完毕后保持加热回流的状态反应4h，得到固含量为27％的热转印条码碳带用背涂材料。
所述热转印条码碳带用背涂材料中的具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝61708，重均分子量mw＝83271。其中，m＝22～26，n1＝135～139，n2＝200～204，l1＝114～118，l2＝97～101；r1三甲基硅基，r2甲基；
实施例4
将139g烯丙基三甲氧基硅烷，154g甲基丙烯酸甲酯，7g苯乙烯，300g丁酮，600g环己酮，0.7gaibn混合均匀；取100g得到的混合物，加热至甲苯回流，引发反应后，控制在甲苯回流状态下滴加剩余的混合物，滴加完毕后保持加热回流的状态反应4h，得到固含量为24％的热转印条码碳带用背涂材料。
所述热转印条码碳带用背涂材料中的具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝63552，重均分子量mw＝84692。其中，m＝17～21，n1＝321～325，n2＝0，l1＝0，l2＝175～179；r1甲基；
测试例
将实施例1～4所述的条码碳带用背涂材料进行耐热性、附着力、摩擦系数和打印噪音的性能测试，测试结果和测试标准如表1所示：
表1实施例1～4所述条码碳带用背涂材料的测试标准和测试结果
由表1可知，将实施例1～4所述的热转印条码碳带用背涂材料作为生产热转印条码碳带的背涂原料制备热转印条码碳带，然后使用条码碳带打印机连续打印，至打印头出现胶状物影响打印为止，以连续打印张数作为附着力的评价标准，连续打印张数越多说明附着力越好，反之则说明附着力越差。同时，以不同能级、不同打印速度使用条码碳带打印机打印，以不出现打印模糊、碳带破裂等现象为标准，能级越高、速度越快，说明耐热性能优异，反之则说明耐热性能较差。同时，本发明所述的热转印条码碳带用背涂材料具有较小的摩擦系数和打印噪声。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种热转印条码碳带用背涂材料，其特征在于，包括具有式ⅰ所示结构的化合物和有机溶剂，其特征在于，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～40，n1＝0～700,n2＝0～700，l1＝0～400，l2＝0～400，n1和n2不能同时为0，l1和l2不能同时为0；r1和r2独立地为烷基或硅烷基；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝60000～70000，重均分子量mw＝80000～90000。
2.权利要求1所述的热转印条码碳带用背涂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、有机溶剂和催化剂混合，进行乳化聚合反应，得到所述热转印条码碳带用背涂材料；
所述甲氧基硅烷为烯丙基三甲氧基硅烷、烯丁基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲基硅酯中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化丁酮和过氧化尿素中的一种或几种。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、丁酮和环己酮中的一种或几种。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的质量比为(1～4.9)：(1～5)：(0.1～0.5)。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述甲氧基硅烷、甲基丙烯酸酯、苯乙烯的总质量与有机溶剂的质量比为1：(2～4)。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂的质量与所述混合得到的混合物的质量比为(0.01～0.1)：100。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乳化聚合反应的温度为80～110℃，所述乳化聚合反应的时间为2～6h。
10.权利要求1所述的热转印条码碳带用背涂材料或由权利要求2～8任一项所述的制备方法制备得到的热转印条码碳带用背涂材料在印刷领域中的应用。
技术总结