CN115044282B - 一种食品罐外用安全叠压无迁移uv光油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属包装印刷领域，更具体地，本发明涉及一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油及其制备方法。食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，按重量份计，制备原料包括55‑75份改性环氧丙烯酸酯树脂、10‑30份反应单体、5‑10份光引发剂、2‑5份蜡剂、0.3‑1份其他助剂。本申请中UV光油，印刷成膜工艺简单无需烘烤，UV固化成膜能耗低，环境友好低VOC排放。

Description

一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属包装印刷领域，更具体地，本发明涉及一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油及其制备方法。
背景技术
三片罐印刷使用先印刷后制罐的方式，印刷后会有一段印刷片内外壁叠压的过程。UV光油在化工桶和喷雾罐外部印刷上已经趋于成熟稳定，各项理化性能没有问题，但是由于化工桶和喷雾罐盛装的不是食品，并不会有叠压造成的迁移风险的顾虑，在研发此类光油时并没有对光引发剂、三聚氰胺、双酚A等有害物质迁移风险提出管控要求，若直接用于食品罐外壁，往往达不到食品罐的食品安全包装要求。而UV印刷往往具有效率高，能耗低等优点。因此，研发出一种能用于食品罐外壁的低迁移UV光油十分符合市场及客户需求。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，按重量份计，制备原料包括55-75份改性环氧丙烯酸酯树脂、10-30份反应单体、5-10份光引发剂、2-5份蜡剂、0.3-1份其他助剂。
在一种实施方式中，按重量份计，所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油的制备原料包括60份改性环氧丙烯酸酯树脂、20份反应单体、8份光引发剂、3份蜡剂、0.6份其他助剂。
在一种实施方式中，所述改性环氧丙烯酸酯树脂为脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂。
优选的，所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂的的粘度为55000-65000mPa.S，更优选粘度为60000mPa.S。
本申请中粘度指的是25℃下的粘度。
本申请中脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂使得本申请中UV光油具有较快的固化速率，同时漆膜柔韧性佳，耐一定的黄变性，耐刮擦性，同时与食品罐外壁的附着力好。
在一种实施方式中，所述反应单体为甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯，重量比为1：（5-8），更优选为1:6。
在一种实施方式中，所述光引发剂包括（a）分子量为900-1000道尔顿的光引发剂A和（b）光引发剂B，重量比为（1-3）：1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮的复合物。
优选的，所述光引发剂A为JRCURE-1508光引发剂。
本申请中JRCURE-1508光引发剂购自佛山市捷柯新材料有限公司。
优选的，2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮的重量比为2:1。
本申请中2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮，CAS号106797-53-9。光引发剂A和光引发剂B的重量比为（0.3-0.8）：1，优选重量比为0.6:1。
申请人意外的发现，本申请中使用分子量接近1000道尔顿的光引发剂A，和重量比为（1-3）：1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮的复合物的复合，保证在印刷制罐过程中的平片叠压后的制罐工艺中无迁移风险。
在一种实施方式中，所述蜡剂为改性聚乙烯蜡。
优选的，所述改性聚乙烯蜡为Ceridust 3251，购自上海凯茵化工有限公司。
本申请中Ceridust 3251的使用，使得该UV光油具有很好的滑爽度和耐磨性能，在保持优异的混溶性和分散性的同时，赋予漆膜极低的磨擦系数。
本申请中其他助剂的种类不做特别限定，本领域技术人员可做常规选择，可以列举的有消泡剂、流平剂等。
优选的，所述消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，重量比为（1-3）：1，优选重量比为2:1，使得具有优异的消泡能力。
优选的，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，利用其高表面活性，使得助剂可掺入到聚合物中，锚定在涂层表面，改善表面滑爽，耐溶剂，耐候，抗粘连以及减少积尘。同时可降低漆膜表面张力，改善润湿性。
优选的，破泡聚合物为BYK-141破泡聚合物，购自深圳市宝安区新桥腾宇贸易商行。
优选的，聚硅氧烷溶液为B-296，购自广东中联邦精细化工有限公司。
优选的，所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷在25℃的粘度为100-500cPs，型号为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，购自上海科拉曼试剂有限公司。
优选的，消泡剂和流平剂的重量比为2:3。
本申请中通过特定的脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂，同时结合本申请中光引发剂A和光引发剂B，避免了带来三聚氰胺和双酚A的迁移风险。此外，本申请中脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂，结合甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯，保证了UV光油固化彻底。
本发明第二个方面提供了一种所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油的制备方法，包括下面步骤：
（1）依次将脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂、70-80wt%的反应单体、蜡剂加入投料缸中，混合；
（2）继续添加其他助剂，搅拌均匀；
（3）使用剩下的反应单体溶解好光引发剂后，添加到投料缸中，继续搅拌均匀。
本申请在UV光油的制备过程中全程避光。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本申请中UV光油，印刷成膜工艺简单无需烘烤，UV固化成膜能耗低，环境友好几乎零VOC排放。使用该UV光油外涂印刷后叠压内涂，反向迁移到内壁的迁移量，符合食品安全迁移量在检出限内未检出的要求，可以解决UV光油光引发剂迁移的食品安全性问题。
具体叠压后样板迁移量如下（样板处理条件：水，100℃，30min）：
1）光引发剂迁移量：检出限0.01ppm未检出；
2）三聚氰胺迁移量：检出限0.01ppm未检出；
3）双酚A迁移量：检出限0.01ppm未检出。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
实施例1
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，按重量份计，制备原料包括60份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂（粘度为60000mPa.S，购自江阴摩尔化工新材料有限公司）、20份反应单体、8份光引发剂、3份蜡剂（Ceridust 3251）、0.6份其他助剂（重量比为2:3的消泡剂和流平剂）。
光引发剂为重量比为0.6:1的光引发剂A和光引发剂B，其中，光引发剂A为JRCURE-1508光引发剂，购自佛山市捷柯新材料有限公司。引发剂B为重量比为2:1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
消泡剂为重量比为2:1的BYK-141破泡聚合物（购自深圳市宝安区新桥腾宇贸易商行）和聚硅氧烷溶液B-296（购自广东中联邦精细化工有限公司）。
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，购自上海科拉曼试剂有限公司。
反应单体为重量比为1:6的甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯。
该UV光油的制备方法如下：
（1）依次将脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂、75wt%的反应单体、蜡剂加入投料缸中，混合；
（2）继续添加其他助剂，搅拌均匀；
（3）使用剩下的反应单体溶解好光引发剂后，添加到投料缸中，继续搅拌均匀。
实施例2
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，按重量份计，制备原料包括55份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂（粘度为60000mPa.S，购自江阴摩尔化工新材料有限公司）、10份反应单体、5份光引发剂、2份蜡剂（Ceridust 3251）、0.3份其他助剂（重量比为2:3的消泡剂和流平剂）。
光引发剂为重量比为0.3:1的光引发剂A和光引发剂B，其中，光引发剂A为JRCURE-1508光引发剂，购自佛山市捷柯新材料有限公司。引发剂B为重量比为1:1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
消泡剂为重量比为1:1的BYK-141破泡聚合物（购自深圳市宝安区新桥腾宇贸易商行）和聚硅氧烷溶液B-296（购自广东中联邦精细化工有限公司）。
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，购自上海科拉曼试剂有限公司。
反应单体为重量比为1:5的甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯。
该UV光油的制备方法同实施例1。
实施例3
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，按重量份计，制备原料包括75份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂（粘度为60000mPa.S，购自江阴摩尔化工新材料有限公司）、30份反应单体、10份光引发剂、5份蜡剂（Ceridust 3251）、1份其他助剂（重量比为2:3的消泡剂和流平剂）。
光引发剂为重量比为0.8:1的光引发剂A和光引发剂B，其中，光引发剂A为JRCURE-1508光引发剂，购自佛山市捷柯新材料有限公司。引发剂B为重量比为3:1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
消泡剂为重量比为3:1的BYK-141破泡聚合物（购自深圳市宝安区新桥腾宇贸易商行）和聚硅氧烷溶液B-296（购自广东中联邦精细化工有限公司）。
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷351，购自上海科拉曼试剂有限公司。
反应单体为重量比为1:8的甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯。
该UV光油的制备方法同实施例1。
实施例4
一种热固型光油，型号为水性丙烯酸树脂S-80，购自广州文嘉化工有限公司。
实施例5
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，光引发剂为重量比为0.6:1的光引发剂C和光引发剂B，其中光引发剂C为光引发剂819，购自上海德予得贸易有限公司；引发剂B为重量比为2:1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
实施例6
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，光引发剂为重量比为0.6:1的光引发剂D和光引发剂B，其中光引发剂D为光引发剂OXE01，购自武汉曙尔生物科技有限公司。
实施例7
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，改性环氧丙烯酸酯树脂替换为丙烯酸酯树脂，型号为RX-30，购自广州市敬益新材料有限公司。
实施例8
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，光引发剂为光引发剂A，光引发剂A为JRCURE-1508光引发剂，购自佛山市捷柯新材料有限公司。
实施例9
一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，光引发剂为光引发剂B，引发剂B为重量比为2:1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
性能评估
1.附着力：用百格法测试漆膜附着力，用3M胶带45度角上拉，掉5%以内为附着力佳，为1级附着力，随着掉漆面积变大，附着力依次为2级，3级，4级，直至5级最差。
2.耐蒸煮性：将样片一半浸入水中，蒸煮100度，30分钟后观察漆膜表面光泽是否下降，附着力是否变差。
3.光引发剂迁移量（模拟条件：水，100℃，30min）：参考GB 5009.156-2016 食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则，测试反向叠压后的铁片，0.01ppm的检出限未检出，即N.D.。
4.三聚氰胺迁移量（模拟条件：水，100℃，30min）：根据食品接触材料国家标准GB/T31604.15-2016的测试方法，测试反向叠压后的铁片，0.01ppm的检出限未检出，即N.D.。
5.双酚A迁移量（模拟条件：水，100℃，30min）：根据食品接触材料国家标准GB/T31604.10-2016的测试方法，测试反向叠压后的铁片，0.01ppm的检出限未检出，即N.D.。
6.VOC值：按照国家标准GB 30981-2020工业防护涂料中有害物质限量的要求，对产品进行VOC测试，符合标准≦200g/l的要求。
测试结果见表1。
Figure 23063DEST_PATH_IMAGE001
Figure 209325DEST_PATH_IMAGE002

Claims (7)

1.一种食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，按重量份计，制备原料包括55-75份脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂、10-30份反应单体、5-10份光引发剂、2-5份蜡剂、0.3-1份其他助剂；所述光引发剂包括（a）分子量为900-1000道尔顿的光引发剂A和（b）光引发剂B，光引发剂B为重量比为（1-3）：1的2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮和2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮的复合物；光引发剂A和光引发剂B的重量比为（0.3-0.8）：1；
所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂的粘度为55000-65000mPa.S；所述其他助剂为消泡剂和流平剂；所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，所述脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂的粘度为60000mPa.S。
3.根据权利要求2所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，所述反应单体为甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯。
4.根据权利要求3所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，甲基丙烯酸甲酯和二丙二醇二丙烯酸酯的重量比为1：（5-8）。
5.根据权利要求4所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，所述蜡剂为改性聚乙烯蜡。
6.根据权利要求5所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油，其特征在于，所述消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，重量比为（1-3）：1。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述食品罐外用安全叠压无迁移UV光油的制备方法，其特征在于，包括下面步骤：
（1）依次将脂肪酸改性环氧丙烯酸酯树脂、70-80wt%的反应单体、蜡剂加入投料缸中，混合；
（2）继续添加其他助剂，搅拌均匀；
（3）使用剩下的反应单体溶解好光引发剂后，添加到投料缸中，继续搅拌均匀。
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