CN103204984B - 用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料 - Google Patents

用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，是采用如下重量份数的组分制备的：混合多元酸100份，混合多元醇180～250份，第一溶剂0～15份，第二溶剂10～60份，二异氰酸酯20～30份，催化剂2～6份。本发明的于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，为聚氨酯和聚乙二醇改性的醇酸树脂，由其制成的油墨在雕刻凹版印刷中可直接用清水擦版，不蹭脏，不用表面活性剂；连结料配方环保，不含有碱，不含有可挥发物（VOC）。

Description

用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料
技术领域
本发明涉及雕刻凹版印刷油墨用连结料。
背景技术
在雕刻凹版油墨中，广泛使用豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、蓖麻油酸等植物油的脂肪酸，甘油、季戊四醇等多元醇，邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸等多元有机酸进行反应，所合成的连结料通常需要引入大量的挥发性有机溶剂。这些挥发性有机溶剂对后期印刷过程中油墨的传递转移、图案呈现、氧化渗透等有着深刻的影响。但是这些挥发性有机溶剂在连结料的反应过程中，油墨的轧制过程中，对员工的职业健康也有着潜在的影响。如何降低凹印油墨中挥发性有机溶剂的含量，是考察油墨是否是环境友好型产品的一个重要方面。
另一方面，随着全球各个地区对环境保护的法律和法规日益严苛，如欧盟地区的REACH，RoHS和GHS等。如何降低化学产品中有机性挥发溶剂的含量已成为一个刻不容缓的趋势。因此，如何降低连结料和油墨中有机挥发性溶剂的含量越来越受到人们的重视和关注。
第三，在雕刻凹版印刷过程中，在印版上多余的油墨需要使用含有碱性物质和表面活性剂的溶液进行清洗，引入了大量的废水，需要投入大量人力、物力和财力进行处理。这也是一个不可忽视的一个方面。如何降低废水处理的难度是不少研究者正在寻求突破的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，以克服现有技术存在的上述缺陷。
所述的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，是采用如下重量份数的组分制备的：
混合多元酸   100份
混合多元醇   180～250份
第一溶剂     0～15份
第二溶剂     10～60份
二异氰酸酯   20～30份
催化剂       2～6份
所述混合多元酸为桐油酸、亚麻油酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐的混合物，重量份数为：
亚麻油酸   100份
桐油酸    30～50份
间苯二甲酸   18～25份
邻苯二甲酸酐   30～40份
顺丁烯二酸酐   0～30份
所述混合多元醇为季戊四醇、甘油、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇和聚乙二醇400的混合物，重量份数为：
季戊四醇   100份
甘油       180-350份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇35～70份
聚乙二醇400   90～120份
所述第一溶剂选自甲基异丁基甲酮或二甲苯；
所述第二溶剂选自二乙二醇二乙醚和直链十二烷烃的混合物，重量份数为：二乙二醇二乙醚100份，直链十二烷烃240～310份；
所述的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、多亚甲基多苯基异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种以上；
所述催化剂选自二丁基二月桂酸锡、环烷酸钴、辛酸钴、油酸钾、三乙胺或辛酸亚锡中的一种以上；
优选的，是采用如下重量份数的组分制备的：
混合多元酸   100份
混合多元醇   190～210份
第一溶剂     0～12份
第二溶剂     10～45份
二异氰酸酯   25～29份
催化剂       3～5份
所述混合多元酸重量份数为：
亚麻油酸   100份
桐油酸   35～45份
间苯二甲酸   20～23份
邻苯二甲酸酐   35～40份
顺丁烯二酸酐   0～25份
所述混合多元醇重量份数为：
季戊四醇   100份
甘油200～300份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇40～65份
聚乙二醇400  100～120份
所述于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料的制备方法，包括如下步骤：
先将混合多元醇、混合多元酸、第一溶剂及催化剂混合，200～220℃，优选210℃下，反应2～4小时，优选3小时，生成醇酸树脂，其酸值低于12mgKOH/g，粘度低于5Pas/40℃；
然后加入第二溶剂，在75～85℃，优选80℃下，加入二异氰酸酯，然后升温至20～140℃，优选130℃，反应0.5～2小时，优选1小时，获得产品；
生成的聚氨酯改性醇酸树脂酸值低于12mgKOH/g，粘度低于10Pas/℃。
本发明制备的于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，不需要使用封端剂，制成的油墨在应用雕刻凹版印刷过程中，有效降低配方中的可挥发性物质的含量。擦版液中可以不使用氢氧化钠及磺化蓖麻油酸钠类型表面活性剂，直接采用清水擦版，有效的降低了废水处理的难度。
油墨样品按照ISO11890，色漆和清漆——挥发性有机化合物（VOC）含量的测定——第2部分：气相色谱法的标准测定挥发性有机化合物的含量，最后测得挥发性有机化合物含量为8-9%，符合绿色环保油墨产品的标准。
本发明的于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，为聚氨酯和聚乙二醇改性的醇酸树脂，由其制成的油墨在雕刻凹版印刷中可直接用清水擦版，不蹭脏，不用表面活性剂；连结料配方环保，不含有碱，不含有可挥发物（VOC）。
具体实施方式
实施例1
配方：（重量份）
混合多元酸   100份
混合多元醇   208份
第一溶剂     10份
第二溶剂     31份
二异氰酸酯   27份
催化剂      4份
所述混合多元酸重量份数为：
亚麻油酸   100份
桐油酸   44份
间苯二甲酸   22份
邻苯二甲酸酐   36份
顺丁烯二酸酐   13份
所述混合多元醇重量份数为：
季戊四醇   100份
甘油   287份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇48份
聚乙二醇400  119份
第二溶剂为二乙二醇二乙醚和直链十二烷烃的混合物，重量份数为：二乙二醇二乙醚100份，直链十二烷烃310份；
将先由季戊四醇、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇和聚乙二醇400三种多元醇，桐油酸、亚麻油酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐五种多元酸混合以及辛酸亚锡催化剂在第一溶剂甲基异丁基甲酮中210℃下，保温3小时反应，生成醇酸树脂，其酸值低于12mgKOH/g，粘度低于5Pas/40℃；
然后加入第二溶剂二，在80℃缓慢加入甲苯二异氰酸酯，然后升温至130℃保温1小时反应，生成的聚氨酯改性醇酸树脂酸值低于12mgKOH/g，粘度低于10Pas/40℃。
由此连结料制得的油墨样品按照《ISO11890，色漆和清漆——挥发性有机化合物（VOC）含量的测定——第2部分：气相色谱法的标准测定挥发性有机化合物的含量》标准进行检测，结果如下：
挥发性有机化合物含量为8.46%。
实施例2
配方：
混合多元酸   100份
混合多元醇   208份
第一溶剂     0份
第二溶剂     21份
二异氰酸酯   27份
催化剂       4份
混合多元酸重量份数为：
亚麻油酸   98份
桐油酸   45份
间苯二甲酸   23份
邻苯二甲酸酐   35份
顺丁烯二酸酐   13份
所述混合多元醇重量份数为：
季戊四醇   100份
甘油   297份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇45份
聚乙二醇400118份
第二溶剂为二乙二醇二乙醚和直链十二烷烃的混合物，重量份数为：二乙二醇二乙醚100份，直链十二烷烃240份；
将先由季戊四醇、2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇和聚乙二醇400三种多元醇，桐油酸、亚麻油酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐五种多元酸以及辛酸亚锡催化剂使用熔融法在210℃下，保温3小时反应，生成醇酸树脂，其酸值低于12mgKOH/g，粘度低于5Pas/40℃；
然后加入第二溶剂二乙二醇二乙醚和直链十二烷烃的混合物，在80℃缓慢加入甲苯二异氰酸酯，然后升温至130℃保温1小时反应，生成的聚氨酯改性醇酸树脂酸值低于12mgKOH/g，粘度低于10Pas/40℃。
由此连结料制得的油墨样品按照《ISO11890，色漆和清漆——挥发性有机化合物（VOC）含量的测定——第2部分：气相色谱法的标准测定挥发性有机化合物的含量》标准进行检测，结果如下：
挥发性有机化合物含量为8.59%。

Claims (4)

1.用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，其特征在于，是采用如下重量份数的组分制备的：
所述混合多元酸重量份数为：
所述混合多元醇为重量份数为：
季戊四醇         100份
甘油             180-350份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇 35～70份
聚乙二醇400      90～120份；
所述第一溶剂选自甲基异丁基甲酮或二甲苯；
所述第二溶剂选自二乙二醇二乙醚和直链十二烷烃的混合物，重量份数为：二乙二醇二乙醚100份，直链十二烷烃240～310份；
所述催化剂选自二丁基二月桂酸锡、环烷酸钴、辛酸钴、油酸钾、三乙胺或辛酸亚锡中的一种以上。
2.根据权利要求1所述的用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，其特征在于，所述的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料，其特征在于，是采用如下重量份数的组分制备的：
所述混合多元酸重量份数为：
所述混合多元醇重量份数为：
季戊四醇    100份
甘油        200～300份
2-乙基-2-羟甲基-1，3-丙二醇 40～65份
聚乙二醇400 100～120份。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用于水擦雕刻凹印油墨的聚氨酯改性亲水醇酸树脂连结料的制备方法，包括如下步骤：
先将混合多元醇、混合多元酸、第一溶剂及催化剂混合，200～220℃，反应2～4小时，生成醇酸树脂；
然后加入第二溶剂，在75～85℃，加入二异氰酸酯，然后升温至120～140℃反应0.5～2小时，获得产品。
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