適用于無溶劑膠復合的塑料油墨及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,包括油墨主體連接料、鈦白粉、填料、聚乙烯蠟、醇酯類溶劑和硅烷偶聯劑,所述油墨主體連接料由醇酯溶性聚氨酯樹脂液和三元氯醋樹脂組成,并且油墨中還含有一定量的聚環(huán)氧化物樹脂液。此外,本發(fā)明還提供了制備該油墨的方法。本發(fā)明的油墨可以改善和避免印品在無溶劑膠復合時油墨與無溶劑膠產生的不良反應,解決復合產品發(fā)暗、復合產品出現白點的問題。同時可以避免有機溶劑的揮發(fā),節(jié)約了使用成本的同時可以達到環(huán)保的要求。此外,本發(fā)明的油墨在較高溫度下不產生顏色變化。
【專利說明】
適用于無溶劑膠復合的塑料油墨及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于印刷油墨領域,涉及一種適用于無溶劑膠復合的塑料油墨及其制備方 法,更具體涉及一種用醇酯性聚氨酯樹脂和三元氯醋樹脂作為油墨主體連接料的適合無溶 劑膠復合的塑料油墨及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前,國內市場食品軟包裝企業(yè)的復合還是以干式復合為主。但隨著經濟的快速 發(fā)展和各方面條件的逐漸成熟,國內無溶劑復合和無溶劑聚氨酯膠黏劑面臨前所未有的機 遇。特別是新國家標準GB/T10004-2008"包裝用塑料復合你膜、袋干法復合、擠出復合"出 臺,并于2009年8月1日開始實施后(溶劑殘留總量< 5mg/m2,苯類溶劑不得檢出)越來越多 的軟包裝企業(yè)開始關注無溶劑復合,并有一些企業(yè)開始引進無溶劑復合生產線。隨著這些 引進無溶劑復合生產線在軟包裝企業(yè)的成功使用,不單是環(huán)保、衛(wèi)生,同時給企業(yè)帶來了實 實在在的經濟效益。帶動了周圍的軟包裝企業(yè)也開始引進無溶劑復合生產線。
[0003] 無溶劑復合以其復合機速快、沒有溶劑殘留、成本低而被許多企業(yè)大量采用。但是 由于無溶劑膠的分子量低,在300米/分以上復合工藝下,無溶劑膠在與油墨膜層粘合過程 中,容易造成多種質量問題,從而導致復合產品大批量的報廢,造成經濟損失。主要原因一 是油墨膜層不夠致密容易被無溶劑膠水中的低分子滲透溶解;二是印刷過程油墨中的有機 溶劑揮發(fā)不徹底導致溶劑殘留量偏高,加劇無溶劑膠水中的低分子對墨膜的侵蝕,導致復 合產品發(fā)暗、鋁層外露、出現白點。三是油墨主體連接料會在較高溫度下產生顏色變化,尤 其是在較高溫度(例如大于200°C)下三元氯醋樹脂易降解,產生黃色的含鹵化合物。四是酯 醇類溶劑與傳統的塑料油墨連接料的相溶效果不好,因此這類油墨含有大量苯酮類溶劑, 苯酮類溶劑帶有毒性和刺激性氣味,使用時容易污染空氣,長期吸入影響大腦中樞神經,對 人體健康造成極大危害。
[0004] 針對上述需求和問題,本發(fā)明提供了一種用醇酯性聚氨酯樹脂和三元氯醋樹脂作 為油墨主體連接料的適合無溶劑膠復合的塑料油墨。
【發(fā)明內容】
[0005] 為了解決上述技術問題,本發(fā)明提供了一種用醇酯性聚氨酯樹脂和三元氯醋樹脂 作為油墨主體連接料的適合無溶劑膠復合的塑料油墨及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明采用以下技術方案:一種聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,包括油墨主體 連接料、鈦白粉、填料、聚乙烯蠟、醇酯類溶劑和硅烷偶聯劑,其特征在于,所述油墨主體連 接料由醇酯溶性聚氨酯樹脂液和三元氯醋樹脂組成,并且油墨中還含有一定量的聚環(huán)氧化 物樹脂液。
[0007] 根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述醇酯溶性聚氨酯樹脂液的平均 分子量為28000,粘度1200mpa ? s,固含量為32%;以質量百分比計算,所述醇酯溶性聚氨酯 樹脂的含量為20-30 %。
[0008] 所述醇酯溶性聚氨酯樹脂液按照如下方法制備:
[0009] (1)將己二酸和乙二醇投入反應釜,緩慢升溫至150°C脫水。當脫除水分達到理論 值后,繼續(xù)升溫并進行真空縮聚,逐漸增加體系的真空度,5h內達到-O.IMPa,控制釜內溫度 為250°C,待釜內樹脂液酸值<10mg KOH/g后降溫至160°C ;撤掉真空,加入一定量的鄰苯二 甲酸酐進行部分羧基化,逐步升溫反應至酸值為25-40mgK0H/g后降溫至120°C;加入丙二 胺,于120°C條件下反應3h,再加入乙醇胺反應3h,降溫后得到數均分子量為1700-2800的端 羥基酰胺聚酯;
[0010] (2)氮氣保護下,將計量好的異佛爾酮二異氰酸酯勻速加入裝有端羥基酰胺聚酯 的反應釜中,升溫至90°C,勻速攪拌反應10h,降溫至40°C以下后加入醋酸乙酯稀釋至固含 量為60%,靜置8h后測量-NC0的含量;
[0011] (3)將一定量的異佛爾酮二胺投入反應釜中,并加入醋酸乙酯和異丙醇稀釋,在快 速攪拌下加入酰胺改性聚氨酯預聚體進行擴鏈,達到合適粘度和胺值后出料。
[0012] 根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述三元氯醋樹脂為羧基改性氯乙 烯-醋酸乙烯-馬來酸酐三元氯醋樹脂,平均分子量為18000~32000。所述三元氯醋樹脂是 研磨料,在油墨制造研磨階段對顏料起到保護作用,它對溶劑的釋放性能比較好,利于油墨 的快速干燥和油墨的成膜。以質量百分比計算,所述三元氯醋樹脂的含量為15-30%。
[0013] 在具體的實施方式中,所述三元氯醋樹脂可采用潘高化工的VAMA、VAM、VMA、VMC、 HVAMA、VAH、V0H、VAF、VAF-P、LC-10、LC-30 與 LC-13 的系列產品,陶氏牌號為VMCH、VMCC、 VAGH、VAGD、VAGF、VAGC、VROH、VYHH、VYHD與VYNS的系列產品,瓦克化學VinnolH40、 VinnolE15、VinnolE45M、VinnolP15M與VinnolH60的系列產品,信越公司SolbinA、SolbinC 與SolbinCN的系列產品。
[0014]根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述聚環(huán)氧化物樹脂液為環(huán)氧氯丙 烷和雙酚A反應得到的樹脂液;其環(huán)氧當量為180-200g/eq,環(huán)氧百分比為20-25%,環(huán)氧基 含量為5000-5500mmol/kg。所述聚環(huán)氧化物樹脂液可在市場上購得。在一個優(yōu)選的實施方 式中,所述聚環(huán)氧化物樹脂液為美國陶氏公司生產的DER331。以質量百分比計算,所述聚環(huán) 氧化物樹脂液的含量為1-2 %。
[0015]根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述填料選自滑石粉和碳酸鈣。填 料主要是給予油墨以骨架作用,構建油墨成膜骨架,便于溶劑快速釋入。優(yōu)選地,滑石粉和 碳酸鈣的平均顆粒直徑為200_2000nm。以質量百分比計算,所述填料的含量為2-8%。
[0016]根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述聚乙烯蠟主要是提高油墨印刷 品的爽滑性,可在市場上購得。以質量百分比計算,所述聚乙烯蠟的含量為〇. 1-1 %。
[0017] 根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述醇酯類溶劑為醇類溶劑和酯類 溶劑的組合。其中,醇類溶劑包括,但不限于,甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇和異丁醇 等;酯類溶劑包括醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯和醋酸異丁酯等。在一個 優(yōu)選的實施方式中,所述醇酯類溶劑由異丙醇、醋酸正丙酯和醋酸乙酯組成。優(yōu)選地,以質 量百分比計算,所述異丙醇、醋酸正丙酯和醋酸乙酯的含量分別為5-20%、5-30%和5-20% 〇
[0018] 根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述鈦白粉可在市場上購得,鈦白 粉用于制造白色油墨時油墨顏色的調配。以質量百分比計算,所述鈦白粉的含量為20- 35%〇
[0019]根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,所述硅烷偶聯劑可在市場上購得, 以質量百分比計算,所述硅烷偶聯劑的含量為〇. 1-1 %。
[0020] 另一方面,本發(fā)明還提供了一種制備根據前述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨 的方法,包括如下步驟:
[0021] 第一步,按照油墨配方,稱取一次分散料三元氯醋樹脂、聚環(huán)氧化物樹脂液于分散 拉缸中,在200轉/分攪拌下,慢慢加入鈦白粉、填料、聚乙烯蠟,轉速升至1500轉/分,高速分 散10-15分鐘。
[0022]第二步,稱取研磨料:配方中40%的醋酸正丙酯、異丙醇于第一步的物料缸中,在 200轉/分攪拌5分鐘,上研磨機進行研磨到細度< 20um。
[0023]第三步,將配方中余下的物料:聚氨酯樹脂液、硅烷偶聯劑、醋酸乙酯、60%醋酸正 丙酯,加入第二步的物料中,在1200轉/分條件下分散10分鐘,調整粘度上機研磨過濾芯裝 桶。
[0024]與現有技術相比,本發(fā)明的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨搭配使用了醇酯溶性 聚氨酯樹脂液和三元氯醋樹脂以及聚環(huán)氧化物樹脂液,可以最大程度的改善和避免印品在 無溶劑膠復合時油墨與無溶劑膠產生的不良反應,解決復合產品發(fā)暗、復合產品出現白點 的問題,保證了產品質量。同時可以避免有機溶劑(V0C)的揮發(fā),節(jié)約了使用成本的同時可 以達到環(huán)保的要求。此外,本發(fā)明的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨的三元氯醋樹脂不易 降解,因此在較高溫度下不產生顏色變化。
【具體實施方式】
[0025]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述
[0026]在本發(fā)明中,若非特指,所有百分比均為重量單位,所有分子量均為數均分子量, 所有設備原料均可從市場購得或是本行業(yè)常用的,下述實施例中的方法,如無特別說明,均 為本領域常規(guī)方法。
[0027] 實施例1 醇酯溶性聚氨酯樹脂液 30% 三元氯醋樹脂 15% 鈦白粉 25% 填料 5%
[0028] DER331 1% 聚乙烯蠟 謂 醋酸正丙酯 10% 異丙醇 5%: 醋酸乙酯 8%
[0029] 硅烷偶聯劑: 0.5%
[0030] 實施例2 醇酯溶性聚氨酯樹脂液 20%: 三元氯醋樹脂 20% 鈦白粉 30%: 填料 5% DER331 1%
[0031] 聚乙烯蠟 醋酸正丙酯 10% 異丙醇 5% 醋酸乙酯 溉 硅烷偶聯劑: 0.5%
[0032] 實施例3 醇酯溶性聚氨酯樹脂液 2:01 三元氯醋樹脂 30% 鈦白粉 20% 填料 5% DER331 m
[0033] 聚乙烯蠟 0.9% 醋酸正丙酯 9% 異丙醇 5% 醋酸乙酯 8% 娃'院偶聯劑: 0. 1%
[0034] 比較例1 醇酯溶性聚氨酯樹脂液 3? 三元氯醋樹脂 15%
[0035] 鈦白粉 2? 填料 5% 聚乙烯蠟 0.5% 醋酸正丙酯 10% 異丙醇 6%
[0036] 醋酸乙酯 8% 硅烷偶聯劑: 0:.感
[0037] 比較例2 醇酯溶性聚氨酯樹脂液 20% 三元氯醋樹脂 30% 鈦白粉 填料 5% DER331 3%
[0038] 聚乙烯蠟 0.9% 醋酸正丙酯 8% 異丙醇 5% 醋酸乙酯 鄉(xiāng) 娃焼偶聯劑: 1%
[0039] 實施例1-3和比較例1-2的油墨經檢測和應用,其結果如下表:
[0040] 表 1
[0043] 從表1可以看出,本發(fā)明實施例1-3的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨搭配使用了 醇酯溶性聚氨酯樹脂液和三元氯醋樹脂以及聚環(huán)氧化物樹脂液,可以最大程度的改善和避 免印品在無溶劑膠復合時油墨與無溶劑膠產生的不良反應,解決復合產品發(fā)暗、復合產品 出現白點的問題,保證了產品質量。同時可以避免有機溶劑(V0C)的揮發(fā),節(jié)約了使用成本 的同時可以達到環(huán)保的要求。此外,本發(fā)明的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨的三元氯醋 樹脂不易降解,因此在較高溫度下不產生顏色變化。
[0044] 本發(fā)明還可有其它多種實施例,在不背離本發(fā)明及其實質的情況下,本領域的技 術人員根據發(fā)明作出相應的改變和變形,但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要 求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨,包括油墨主體連接料、鈦白粉、填料、聚乙烯 蠟、醇酯類溶劑和硅烷偶聯劑,其特征在于,所述油墨主體連接料由醇酯溶性聚氨酯樹脂液 和三元氯醋樹脂組成,并且油墨中還含有一定量的聚環(huán)氧化物樹脂液。2. 根據權利要求1所述的油墨,其中,所述醇酯溶性聚氨酯樹脂液的平均分子量為 28000,粘度1200mpa · s,固含量為32%;以質量百分比計算,所述醇酯溶性聚氨酯樹脂的含 量為 20-30 %。3. 根據權利要求1所述的油墨,其中,所述三元氯醋樹脂為羧基改性氯乙烯-醋酸乙烯-馬來酸酐三元氯醋樹脂,平均分子量為18000~32000;以質量百分比計算,所述三元氯醋樹 脂的含量為15-30%。4. 根據權利要求1所述的油墨,其中,所述聚環(huán)氧化物樹脂液為環(huán)氧氯丙烷和雙酚A反 應得到的樹脂液;其環(huán)氧當量為180_200g/eq,環(huán)氧百分比為20-25%,環(huán)氧基含量為5000-5500mmol/kg;以質量百分比計算,所述聚環(huán)氧化物樹脂液的含量為1-2%。5. 根據權利要求1所述的油墨,其中,所述填料選自滑石粉和碳酸鈣;以質量百分比計 算,所述填料的含量為2-8 %。6. 根據權利要求1所述的油墨,其中,以質量百分比計算,所述鈦白粉的含量為20-35%〇7. 根據權利要求1所述的油墨,其中,以質量百分比計算,所述聚乙烯蠟的含量為0.1-8. 根據權利要求1所述的油墨,其中,所述醇酯類溶劑由異丙醇、醋酸正丙酯和醋酸乙 酯組成;以質量百分比計算,所述異丙醇、醋酸正丙酯和醋酸乙酯的含量分別為5-20%、5_ 30 % 和 5-20 %。9. 根據權利要求1所述的油墨,其中,以質量百分比計算,所述硅烷偶聯劑的含量為 0·Η%〇10. -種制備權利要求1-9任一項所述的聚氨酯型無溶劑膠復合專用油墨的方法,包括 如下步驟: 第一步,按照油墨配方,稱取一次分散料三元氯醋樹脂、聚環(huán)氧化物樹脂液于分散拉缸 中,在200轉/分攪拌下,慢慢加入鈦白粉、填料、聚乙烯蠟,轉速升至1500轉/分,高速分散 10-15分鐘。 第二步,稱取研磨料:配方中40%的醋酸正丙酯、異丙醇于第一步的物料缸中,在200 轉/分攪拌5分鐘,上研磨機進行研磨到細度< 20um。 第三步,將配方中余下的物料:聚氨酯樹脂液、硅烷偶聯劑、醋酸乙酯、60%醋酸正丙 酯,加入第二步的物料中,在1200轉/分條件下分散10分鐘,調整粘度上機研磨過濾芯裝桶。
【文檔編號】C08G18/75GK105820649SQ201610293581
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】吳秉禎, 王治飛, 洪鋒, 汪健, 吳土華, 羅良萍, 吳君, 方紅霞
【申請人】黃山新力油墨科技有限公司