本发明涉及背涂材料技术领域，尤其涉及一种条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用。
背景技术：
条码碳带简称“碳带”，是条码打印机打印中重要的材料，主要采用热转印技术配套于条码打印机使用。在条码打印机打印头的热量和压力作用下，条码碳带上的文字和条码信息转移到标签上。
条码碳带结构上包括依次层叠设置的顶涂层、油墨层、内涂层、带基和背涂层。其中背涂层是指屠宰碳带背面的涂层，背涂层起到减少打印头磨损，减少静电产生，提高热传导的作用。
背涂层耐热性能和爽滑性能的优劣，不仅能影响打印头的寿命，还关系到打印的效果，耐热性差会导致打印出来的文件模糊、打印内容粘连；爽滑性差会导致打印条码时条码碳带容易断裂，而且打印噪声较大。
背涂层多采用背涂液在碳带背面固化的方式形成在碳带背面的保护膜，以此提高碳带的耐热性和爽滑性。但是现有技术中背涂液都含有机溶剂，容易造成大气污染。因此，开发水乳液型背涂材料成为迫切需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种条码碳带用背涂材料及其制备方法和应用，所述条码碳带用背涂材料为水乳液型，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，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20，a＝1～700，b＝0.1～50，c＝1～300；r1为聚醚；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；
r为-ch2ch2oh、-ch2ch2ch2oh、-ch2ch2och2ch2oh、-ch2ch2och3、-ch2ch2och2ch2och3中的一种或几种；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝50000～70000，重均分子量mw＝70000～90000；
所述条码碳带用背涂材料的固含量为25～30％。
本发明还提供了上述技术方案所述的条码碳带用背涂材料的制备方法，包括以下步骤：
将含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、催化剂和水混合，进行乳化聚合反应，得到所述条码碳带用背涂材料；
所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油具有式ⅱ所示结构：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20；r1为聚醚；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；r2为甲基丙烯酰氧基丙基。
优选的，所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸二缩乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇甲醚酯和甲基丙烯酸二缩乙二醇甲醚酯中的一种或几种。
优选的，所述催化剂为双氧水、过氧化硫酸铵、过氧化尿素和过氧化硫酸钠中的一种或几种。
优选的，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的质量比为(1～3)：(1～4.5)：(1～4.5)。
优选的，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的总质量与水的质量比为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70～90℃，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。本发明所述的条码碳带用背涂材料具有优良的耐热性能与爽滑性能，所述材料中的乙二醇、丙二醇等连接结构与pet基材表面的羟基形成分子间力以及化学键，使得背涂材料的附着力良好。所述具有式ⅰ所示结构的化合物可存在于水乳体系中，能够避免有机溶剂对大气造成的污染。
具体实施方式
本发明提供了一种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，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20，a＝1～700，b＝0.1～50，c＝1～300；r1为聚醚；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；
r为-ch2ch2oh、-ch2ch2ch2oh、-ch2ch2och2ch2oh、-ch2ch2och3、-ch2ch2och2ch2och3中的一种或几种；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝50000～70000，重均分子量mw＝70000～90000；
所述条码碳带用背涂材料的固含量为25～30％。
在本发明中，当所述r为-ch2ch2oh、-ch2ch2ch2oh、-ch2ch2och2ch2oh、-ch2ch2och3、-ch2ch2och2ch2och3中的两种以上时，可以理解为所述具有式ⅰ结构的化合物中每个结构单元中的r可以相同可以不同。
在本发明中，所述条码碳带用背涂材料还优选包括在所述条码碳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条码碳带用背涂材料的制备方法，包括以下步骤：
将含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、催化剂和水混合，进行乳化聚合反应，得到所述条码碳带用背涂材料；
所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油具有式ⅱ所示结构：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；r2为甲基丙烯酰氧基丙基。
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，所述甲基丙烯酸酯优选为甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸二缩乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇甲醚酯和甲基丙烯酸二缩乙二醇甲醚酯中的一种或几种；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，所述催化剂优选为双氧水、过氧化硫酸铵、过氧化尿素和过氧化酸钠中的一种或几种；当所述催化剂为上述具体选择中的两种以上时，本发明对所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，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的质量比优选为(1～3)：(1～4.5)：(1～4.5)，更优选为(1.5～2.5)：(1.5～4.0)：(1.5～4.0)，最优选为(1.8～2.2)：(2.0～3.0)：(2.0～3.0)。
在本发明中，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的总质量与水的质量比优选为1：(2～4)，更优选为1：(2.5～3.5)，最优选为1：(2.8～3.2)；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70～90℃，更优选为75～85℃，最优选为78～82℃；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，所述乳化聚合反应完成后得到的产物体系无需进行后处理，即为所述条码碳带用背涂材料；所述条码碳带用背涂材料中具有式ⅰ所示结构的化合物的固含量优选为25％～30％，更优选为26％～28％。
本发明还提供了上述技术方案所述的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60g含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油(l＝15，m＝6，n＝100，a＝10，b＝0)、60g甲基丙烯酸乙二醇酯、60g甲基丙烯酸丙二醇酯、120g甲基丙烯酸、700g水和1g过氧化硫酸钠混合，进行乳化聚合反应(80℃，4h)，得到固含量为28％的条码碳带用背涂材料。
所述条码碳带用背涂材料中具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝57382，重均分子量mw＝71883。其中，a＝166～170，b＝0.6～0.7，c＝263～267，r为-ch2ch2oh和-ch2ch2ch2oh。
实施例2
将60g含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油(l＝8，m＝15，n＝150，a＝5，b＝12)、72g甲基丙烯酸乙二醇酯、72g甲基丙烯酸二缩乙二醇甲醚酯、115g甲基丙烯酸、760g水、0.5g过氧化尿素和0.4g双氧水混合，进行乳化聚合反应(80℃，4h)，得到固含量为27％的条码碳带用背涂材料。
所述条码碳带用背涂材料中具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝63837，重均分子量mw＝89805。其中，a＝184～188，b＝0.5～0.7，c＝266～270，r为-ch2ch2oh和-ch2ch2och2ch2och3。
实施例3
将75g含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油(l＝10，m＝10，n＝50，a＝0，b＝12)、80g甲基丙烯酸乙二醇甲醚酯、55g甲基丙烯酸乙二醇酯、95g甲基丙烯酸、820g水和0.6g过氧化硫酸铵混合，进行乳化聚合反应(80℃，4h)，得到固含量为26％的条码碳带用背涂材料。
所述条码碳带用背涂材料中具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝53738，重均分子量mw＝81852。其中，a＝171～175，b＝0.9～1.1，c＝192～196，r为-ch2ch2oh，-ch2ch2och3。
实施例4
将65g含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油(l＝5，m＝5，n＝20，a＝10，b＝10)、35g甲基丙烯酸乙二醇酯、50g甲基丙烯酸丙二醇酯、60g甲基丙烯酸、420g水、0.2g过氧化尿素和0.2g过氧化硫酸钠混合，进行乳化聚合反应(80℃，4h)，得到固含量为30％的条码碳带用背涂材料。
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝66307，重均分子量mw＝75826。其中，a＝192～196，b＝2.4～2.5，c＝220～224，r为-ch2ch2oh和-ch2ch2ch2oh。
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水，所述具有式ⅰ所示结构的化合物为：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20，a＝1～700，b＝0.1～50，c＝1～300；r1为聚醚；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；
r为-ch2ch2oh、-ch2ch2ch2oh、-ch2ch2och2ch2oh、-ch2ch2och3、-ch2ch2och2ch2och3中的一种或几种；
所述具有式ⅰ所示结构的化合物的数均分子量mn＝50000～70000，重均分子量mw＝70000～90000；
所述条码碳带用背涂材料的固含量为25～30％。
2.权利要求1所述的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：
将含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、催化剂和水混合，进行乳化聚合反应，得到所述条码碳带用背涂材料；
所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油具有式ⅱ所示结构：
其中，m＝1～20，n＝1～200，l＝1～20；r1为聚醚；所述聚醚的结构式为：ch2ch2ch2o(ch2ch2o)a(ch2ch2ch3o)bch3，其中，a＝0～20，b＝0～20；r2为甲基丙烯酰氧基丙基。
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乙二醇酯、甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸二缩乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇甲醚酯和甲基丙烯酸二缩乙二醇甲醚酯中的一种或几种。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为双氧水、过氧化硫酸铵、过氧化尿素和过氧化硫酸钠中的一种或几种。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的质量比为(1～3)：(1～4.5)：(1～4.5)。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含有甲基丙烯酸基团的聚醚改性硅油、甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的总质量与水的质量比为1：(2～4)。
7.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。
8.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70～90℃，所述乳化聚合反应的时间为2～6h。
9.权利要求1所述的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条码碳带用背涂材料在印刷领域中的应用。
技术总结