CN101519486B - 醇水溶聚氨酯树脂及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种醇水溶聚氨酯树脂，其是由如下重量百分含量的原料制备而成：聚醚多元醇18-23％、聚酯多元醇0-6％、二异氰酸酯2-9％、扩链剂0.5～5％、溶剂45-70％；该聚氨酯树脂可通过如下方法制得：聚酯多元醇和聚醚多元醇在二异氰酸酯的存在下在45℃～150℃之间反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变，加入扩链剂进行反应至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，加入溶剂稀释至挥发份为30％～55％，即得到醇水溶聚氨酯树脂；本发明与醇类溶剂的相容性非常好，稀释后的树脂体系状态稳定，表现为澄清透明、流动性良好，本发明对水具有一定的容忍度，减少了在油墨配制和使用过程中有机溶剂的排放量，采用本发明配制的油墨对PET、OPP、PE等薄膜印刷基材具有良好的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为印刷塑料基材的油墨中的一种成膜粘结剂，具体地说是涉及一种醇水溶聚氨酯树脂，本发明还涉及一种该醇水溶聚氨酯树脂的生产方法。
背景技术
现在国家已经明令禁止采用含有甲苯的油墨在食品软包装行业应用，从而使无苯油墨、水性油墨、醇溶性油墨得到很大发展。目前，水性凹印油墨作为甲苯类油墨的替代体系已经引起关注，但包装薄膜印刷中油墨的水性化一直存在重重阻力，原因是水性油墨的印刷品质达不到溶剂型油墨的印刷质量，因此在很大的程度上制约了水性聚氨酯树脂在凹版油墨上的使用。其他的溶剂型聚氨酯树脂在生产和应用过程中对溶剂的要求是绝对不含水分，而且使用的溶剂是有机溶剂，如苯类、酮类、酯类等溶剂，甚至根据不同需要，在油墨中加入适量溶解度好、挥发速度适中的中沸点溶剂。这对包装的内容物和操作工人的安全均存在一定的威胁，同时也污染了环境，又浪费了国家资源。
发明内容
本发明的第一个目的是要提供一种醇水溶聚氨酯树脂，该醇水溶聚氨酯树脂可以根据需求加入一定量的乙醇和纯净水的混合溶液进行稀释使用，经过稀释后的树脂体系状态稳定，仍表现为澄清透明、流动性良好。
本发明的第二个目的是要提供一种该醇水溶聚氨酯树脂的生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的醇水溶聚氨酯树脂是由如下重量百分含量的原料制备而成：聚醚多元醇18-23％、聚酯多元醇0-6％、二异氰酸酯2-9％、扩链剂0.5～5％、溶剂45-70％。
其中，聚醚多元醇为聚醚二醇或聚醚三醇，其分子量在200-8000之间，优选的分子量在400-4000之间。
聚酯多元醇为己二酸聚酯多元醇，其分子量在600-8000之间，优选的分子量在1000-6000之间。
本发明采用的二异氰酸酯是选自如下物质中的一种：甲苯二异氰酸酯、二甲苯甲烷二异氰酸酯、3-异氰酸酯基甲基-3，3，5-三甲基环己基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯，优选脂肪族的二异氰酸酯。
本发明采用的扩链剂包括醇类扩链剂和胺类扩链剂，其中，醇类扩链剂选自如下低分子量二元醇中的一种：1，4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇；胺类扩链剂中的胺至少有一种胺是二胺，优选异佛尔酮二胺，间二甲苯二胺，1，3双环(氨基乙基)环己烷。
本发明采用的溶剂为醇类溶剂，优选异丙醇和乙醇。
本发明的醇水溶聚氨酯树脂的生产方法是：原料聚酯多元醇和聚醚多元醇在二异氰酸酯的存在下在45℃～150℃之间进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入扩链剂进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入溶剂稀释至挥发份为30％～55％，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
本发明的有益效果是：本发明与醇类溶剂的相容性非常好，其中的溶剂体系是醇类溶剂体系，产品内部不含有任何的苯类、酮类、酯类等其他类型溶剂，产品可以根据需求加入一定量的乙醇和纯净水的混合溶进行稀释使用，经过稀释后的树脂体系状态稳定，仍表现为澄清透明、流动性良好。该产品对水具有一定的容忍度，这使得产品在使用的过程中可以应用水作为调节油墨干燥过程的溶剂之一，从而减少了在油墨配制和使用过程中的有机溶剂的排放量，属于环保产品之一。该产品对颜料具有较好的分散性，可作为油墨连接料应用于凹版油墨的配制，并能与醇溶型的NC等纤维素配合使用，所配制的油墨对PET、OPP、PE等薄膜印刷基材具有良好的附着力。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1
取分子量为800的己二酸聚酯多元醇6克和分子量为500的聚醚二醇23克与9克六亚甲基二异氰酸酯在45℃～150℃下进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入异丙醇23克，1，4-丁二醇和异佛尔酮二胺5克进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入50克异丙醇和乙醇溶剂进行稀释，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
实施例2
取分子量为2000的己二酸聚酯多元醇3克和分子量为2000的聚醚三醇21克与7克环己烷二亚甲基二异氰酸酯在45℃～150℃下进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入异丙醇21克，乙二醇和间二甲苯二胺4克进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入40克异丙醇和乙醇溶剂进行稀释，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
实施例3
取分子量为4000的己二酸聚酯多元醇3克和分子量为4000的聚醚三醇21克与6克3-异氰酸酯基甲基-3，3，5-三甲基环己基异氰酸酯在45℃～150℃下进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入异丙醇21克，一缩二乙二醇和1，3双环(氨基乙基)环己烷4克进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入34克异丙醇和乙醇溶剂进行稀释，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
实施例4
取分子量为6000的己二酸聚酯多元醇3克和分子量为6000的聚醚三醇20克与6克二甲苯甲烷二异氰酸酯在45℃～150℃下进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入异丙醇20克，1，6-己二醇和1，3双环(氨基乙基)环己烷2克进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入35克异丙醇和乙醇溶剂进行稀释，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
实施例5
取分子量为6000的聚醚二醇23克与6克二甲苯甲烷二异氰酸酯在45℃～150℃下进行反应，反应至体系内的(-NCO)含量稳定不变以后，加入异丙醇23克，1，6-己二醇和1，3双环(氨基乙基)环己烷2克进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入32克异丙醇和乙醇溶剂进行稀释，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
实施例6
取实施例1所得的醇(水)溶型聚氨酯树脂按照以下的配方制作成油墨，得到印刷用白色油墨组合物。
表1
| 物料成分 | 物料质量份 |
| 聚氨酯树脂 | 33 |
| 钛白粉 | 33 |
| 聚酮树脂 | 1.4 |
| 消光粉 | 0.3 |
| PE蜡 | 0.4 |
| 乙醇 | 26.6 |
| 异丙醇 | 4.3 |
| 玻璃珠(分散介质) | 60 |
油墨稀释剂为95％乙醇。
实施例7
试验本发明的醇(水)溶型聚氨酯树脂的再溶解性
使用涂布机在玻璃板上涂布实施例6得到的白色油墨组合物，在室温下放置10秒钟，将油墨表面半干燥之后，在混合溶剂(丁酮/乙酸乙酯/异丙醇)中浸渍，观察油墨膜的再溶解性。油墨膜再溶解的标识为●，油墨膜不溶解残留于玻璃板的标识为■。
试验本发明的醇(水)溶型聚氨酯树脂的附着力
使用涂布机在经表面处理的聚丙烯(OPP)、经表面处理的聚酯膜(PET)涂布实施例6得到的白色油墨组合物。在60℃干燥1分钟之后，用长度10cm的透明胶带黏贴在涂布面上，用手指头将其压平，是其与涂布面的部位紧密贴合，将其慢慢揭起全长的一半，然后与涂布面成直角的方向快速剥离另一半。观察涂布面状态，涂布面油墨残留80％以上的标识为●，涂布面油墨残留50％～80％的标识为■，涂布面油墨残留50％以下的标识为▲。
试验结果如表2
由表2可知，所配制的油墨对PET、OPP、PE等薄膜印刷基材具有良好的附着力。
Claims (10)
1.醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于该醇水溶聚氨酯树脂是由以下重量百分含量的原料通过如下方法制备而成：聚醚多元醇18-23％、聚酯多元醇0-6％、二异氰酸酯2-9％、扩链剂0.5～5％、溶剂45-70％，聚酯多元醇和聚醚多元醇在二异氰酸酯的存在下在45℃～150℃之间进行反应，反应至体系内的-NCO含量稳定不变以后，加入扩链剂进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入溶剂稀释至挥发份为30％～55％，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂，该醇水溶聚氨酯树脂作为油墨连接料应用于凹版油墨的配制，并能与醇溶型的NC纤维素配合使用，配制的油墨对PET、OPP或PE薄膜印刷基材具有良好的附着力。
2.根据权利要求1所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于聚醚多元醇为聚醚二醇或聚醚三醇，其分子量在200-8000之间。
3.根据权利要求2所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于所述聚醚二醇或聚醚三醇的分子量在400-4000之间。
4.根据权利要求1所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于聚酯多元醇为己二酸聚酯多元醇，其分子量在600-8000之间。
5.根据权利要求4所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于己二酸聚酯多元醇的分子量在1000-6000之间。
6.根据权利要求1所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于所述二异氰酸酯是选自如下物质中的一种：甲苯二异氰酸酯、二甲苯甲烷二异氰酸酯、3-异氰酸酯基甲基-3，3，5-三甲基环己基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯。
7.根据权利要求1所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于所述扩链剂包括醇类扩链剂和胺类扩链剂，其中，醇类扩链剂选自如下低分子量二元醇中的一种：1，4-丁二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、1，6-己二醇；胺类扩链剂为异佛尔酮二胺或间二甲苯二胺或1，3双环(氨基乙基)环己烷。
8.根据权利要求1所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于所述溶剂为醇类溶剂。
9.根据权利要求8所述的醇水溶聚氨酯树脂，其特征在于所述醇类溶剂为异丙醇或乙醇。
10.一种生产如权利要求1所述醇水溶聚氨酯树脂的方法，其特征在于：原料聚酯多元醇和聚醚多元醇在二异氰酸酯的存在下在45℃～150℃之间进行反应，反应至体系内的-NCO含量稳定不变以后，加入扩链剂进行反应，至体系物料的胺值达到0.1～0.8mgKOH/g，然后加入溶剂稀释至挥发份为30％～55％，即得到本发明的醇水溶聚氨酯树脂。
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Assignee: Zhongshan Xinhui Chemical Products Co., Ltd. Assignor: Ou Huaxin Contract record no.: 2011440000431 Denomination of invention: Alcohol/water-soluble urethane resin and production method thereof Granted publication date: 20110330 License type: Exclusive License Open date: 20090902 Record date: 20110510 |
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