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标题: 醇溶聚氨酯树脂在塑料软包装油墨中的应用 [打印本页]

作者: 清泥 时间: 2009-4-10 18:03
标题: 醇溶聚氨酯树脂在塑料软包装油墨中的应用

醇溶聚氨酯树脂在塑料软包装油墨中的应用

概述

塑料软包装用油墨我国从七十年代上海油墨厂生产74型塑料凹印油墨开始至今已经有三十多年的发展历史。近十年来，我国软包装行业的发展已接近和达到欧美、日本等发达国家的能力和水平。包装用油墨的技术和应用也得到全面提升，特别是近两年以来，我国食品包装行业全面展开QS认证及油墨行业环保认证的实施，软包装用油墨的应用已要求全面向环保、安全卫生的标准转换。无苯、无酮、醇溶、水性环保绿色包装用油墨的应用已进入与国际标准接轨的新时期。
众所周知油墨是由有色体（如颜料、染料等）、连结料，填（充）料、附加料等物质组成的均匀混合物；能进行印刷，并在被印刷物体上干燥；是有颜色、具有一定流动性的浆状胶粘体。其中，连结料是一种胶粘状流体，其作用是将粉状的颜料等物质混合连接起来，使之分散后形成具有一定流动度的浆状胶粘体，印刷后在被印物体表面干燥固定下来。油墨的流变性、粘度、干性以及印刷性能等主要取决于连结料的质量，可以这样认为，连结料是油墨的心脏，而树脂则是连结料的关键。（高品质的油墨源于高品质的连接料！）由于聚氨酯树脂的柔韧性、粘结性、对颜料的分散性都很优异，因而聚氨酯树脂应用于油墨工业，充当连结料树脂。还由于聚氨酯材料具有极好的低温性能，高光泽、保光性，及其应用性能具有较广泛的可调性，满足各种不同的要求。因此，聚氨酯材料在油墨中应用日趋广泛，成为最重要的树脂原料之一。
目前用于制造油墨的聚氨酯树脂，大多使用的溶剂为酮类和酯类溶剂。这两类溶剂的溶解力非常强，但是由于还不能做到环保绿色油墨，且价格贵成本高，使用范围受到一定限制。近几年发展起来的醇/酯、醇溶或醇/水溶的聚氨酯树脂为制造环保绿色油墨提供了适用的聚氨酯树脂连结料。我公司研制的LJ系列醇溶聚氨酯树脂已成功的应用在制造软包装凹印油墨，得到了用户的认可和好评，为这一领域的发展作出了重要贡献。
二、油墨用聚氨酯树脂
1．聚氨酯化学
   所谓聚氨酯树脂是分子链中含有（-NHCOO-）或/和异氰酸酯基类的树脂。其是现代聚合物化学的分支之一。最早由德国O.Bayer 和他的同事们的科学工
作，在本世纪三十年代中期建立起他的基本原理。在此后的期间，聚氨酯化学显露出丰富的内容和多样性。已成功地开发出各种类型的产品，
用含有醇羟基的化合物将有机异氰酸酯转化成氨基甲酸酯（carbamic acid easters）
                                    O
                                    ‖
   R–N = C = O  +  H–O–R’→ R– N = C – O- R’
   异氰酸酯          醇    |    氨酯（Urethane）
                                 H

         R–烷基-、芳基、  R’= 烷基-
这样的氨基甲酸酯类化合物被称作氨酯（Urethane尿烷），而后对于所有在分子中含有一些氨酯基团的物质都命名为聚氨酯（Polyurethanes）。
2．油墨用聚氨酯树脂
   油墨用聚氨酯树脂早在六十年代末期，日本就开发出来，如连结料中一组分含羟值10至150范围的醇酸树脂，纤维素衍生物和增塑剂等，另一组分含NCO，两组分的溶剂分别是丁酮和醋酸乙酯，使用时按一定比例相混即可印刷的油墨。国内近几年也开发出双组分聚氨酯油墨。
   油墨所用的聚氨酯树脂一般由聚酯或聚醚多元醇与多异氰酸酯反应而成，分子量约数万，这类树脂目前仍以酯、酮或酯/酮的混合溶剂为主要溶剂。油墨用的聚氨酯树脂有双组分反应型和非反应型单组分。121℃以上蒸煮袋必须使用双组分反应型，在使用时一定要加入固化剂，搅拌均匀方可印刷。用于油墨的双组分反应型聚氨酯树脂的溶剂仍然以酯或酮为主。目前耐高温醇溶聚氨酯还在研制中。油墨用的醇溶聚氨酯树脂现仍以单组分居多。
双组分聚氨酯树脂是由两组聚氨酯预聚体组成的，其化学结构简示如下。

（1）.主组份一般为聚酯聚氨酯预聚物（一般均含有活泼基团-0H，是制造油墨的连接料树脂，经常单独被使用。）：

OCN一R一NCO 十 H0～OH ——→ H0～O一C－N--R--N--C--O～OH
                                       ‖ ∣ ∣ ‖
                                       O  H    H  O
（二异氰酸酯）（聚酯多元醇）       （聚酯聚氨酯预聚物）

（2）．主组分也有聚醚聚氨酯预聚物：

OCN-R-NCO + H-(-OR'-)n-OH ——→ OCN-R-N-C-(-OR'-)n-O-C-N-NCO

∣‖ ‖∣

H O O H

  （二异氰酸酯）（聚醚多元醇）       （聚醚聚氨酯聚异氰酸酯）
（3）．另一组份（也称为固化剂），为聚异氰酸酯预聚物，（一般含有NCO基团）（此固化剂是在印刷前加到油墨中）：
   OCN-R-NCO 十  0H～R”-0H ——→ OCN-R-N-C-0-R”-0-C-N-R-NCO
                                       ∣‖       ‖∣
                                    H O       O H
（二异氰酸酯）（多元醇）          （聚异氰酸酯预聚物）
  注:  以上式中 R、R\、R”为烃基或苯基。

作者: 清泥 时间: 2009-4-10 18:05
三、醇溶聚氨酯树脂
醇溶聚氨酯树脂与其它领域所用的聚氨酯树脂有着本质的不同，同上述的油墨用树脂也有很大的区别。为了能溶于醇并提高膜强度，与塑料或其它基材的粘结性及颜料的分散性，一般在聚氨酯树脂中引入了脲键，即形成聚氨酯——脲树脂。油墨用醇溶聚氨酯树脂现仍以单组分非反应型为主。
1．油墨用醇溶聚氨酯树脂具有的基本性能：
（1）最基本的是醇溶性，考虑到与颜料、其它树脂的相容性，及适应油墨对溶剂挥发性等方面的要求，聚氨酯树脂应能溶于醇（乙醇或异丙醇）或以醇为主的混合溶剂[通常是乙醇（70％以上）/乙酯（小于30％）的混合溶剂]。而通常的聚氨酯树脂是不能溶于乙醇或异丙醇及含醇的混合溶剂的；
（2）聚氨酯树脂溶于混合溶剂形成的粘度较低，而成膜后其强度较高；
（3）醇溶聚氨酯树脂对光滑表面的基材有良好的粘接性。

（

4）醇溶聚氨酯树脂制造的油墨为单组分溶剂挥发型聚氨酯油墨，这种油墨具有使用方便、性能稳定的优点，更能适应各种印刷方式的要求。主要用在塑料复合包装方面。日本聚氨酯油墨发展到七十年代即以单组分为主。

（5）醇溶聚氨酯树脂，几乎检测不出异氰酸酯（可视为“0” ），是一种高性能环保型聚氨酯树脂。

（6）醇溶聚氨酯树脂以液态形式供应，因此无须对其进行研磨，加工操作相当方便。

（7）树脂可在很宽的色料范围配制各种印刷油墨，并有很好的稳定性。

2．醇溶聚氨酯树脂的应用
以我公司生产的LJ-175X系列醇溶聚氨酯树脂为例，介绍醇溶聚氨酯树脂的应用。
LJ-175X系列树脂是一非反应型单组分醇溶聚氨酯树脂。是我公司参照国际的先进技术自主研发的新产品，并选用优质的进口原料生产，产品质量优、稳定。LJ-175X系列树脂能用于配制柔版/凹版印刷油墨。适当配合其它树脂，能在多种塑料薄膜.：如双相拉伸聚丙烯、聚乙烯、聚酯、尼龙等底材获得优异的附着力及柔韧性。用LJ-175X系列树脂制的油墨有很好的流平性，印刷适应性，可广泛应用于表印及里印复合印刷。

LJ-175X系列产品规格

型号	LJ-1751A	LJ-1751C	LJ-1751		LJ-1753	LJ-1755	LJ-1757
类别	非反应型单组分聚氨酯
外观	浅黄色，透明粘稠液体
固体分（％）	31±2	31±2	43±2	43±2		45±2	50±2
稀释溶剂	醇	醇	醇	醇、酯混合		醇	醇
粘度mpas/20℃	200～600	600～1200		300～800		400～1000
NCO值（％）	＜0.005

一般性质
LJ-175X系列聚氨酯树脂不含苯、酮类溶剂，可以完全用醇作稀释剂，几乎检测不出异氰酸酯，是一种高性能环保型聚氨酯树脂。LJ-175X系列聚氨酯树脂具有弹性好、柔顺度持久、抗磨耐损性强等特点。因LJ-175X系列树脂含大量的氨酯键以及酯键、脲键、脲基甲酸酯键等活性基团，因而LJ-175X系列树脂对多数基材有良好的附着力。另一方面，因氨酯键、脲键、脲基甲酸酯键之间存在大量的氢键，分子内聚力非常高，涂膜具优越的机械耐磨性和柔韧性。同时具有优越的涂布性能和高光泽等性能。同时LJ-175X系列树脂对颜料有优异的润湿性，
有利于各种不同颜料的分散，延长涂料混配物的储存寿命，提高干燥成膜后的光泽性，是配制无苯、无酮环保型凹版油墨的首选连结料树脂。
应用
LJ-175X系列树脂很适合作为印刷油墨的粘结料使用，制造醇溶型复合及表印油墨，照相凹版印刷油墨、柔性版及网版印刷油墨的配制使用。LJ-175X系列树脂有良好的分散、润湿和流平性能，所配制的凹版印刷油墨也具有很好的印刷适应性，适合高、中、低速的印刷。如果适当的拟定配方，所配成的油墨对各种有机基材如聚烯烃、尼龙、聚酯等薄膜有优异的附着力。它们对于包装用的胶印和凹印油墨是非常理想的粘结料。

作者: 清泥 时间: 2009-4-10 18:05
四、醇溶聚氨酯油墨的配制

基本配方

醇溶聚氨酯油墨同其它的溶剂性油墨相同，主要由色料、树脂（连接料）、
溶剂和添加助剂组成。只是由于醇溶聚氨酯树脂的特性，在做色墨时需要匹配其它的干性树脂（或称为硬树脂），因为通常聚氨酯树脂不适用于研磨，且容易产生热粘连。
塑料软包装用醇溶油墨的基本配方：

名称	重量（％）	名称	重量（％）
色料	8～35%	溶剂	40～70%
醇溶聚氨酯树脂	15～30%	添加剂	0～5%
匹配树脂	5～15％	其它	0～5％

2．色料的选择
形成不同品种的油墨颜色，以有机颜料（或部分染料），碳黑，钛白粉为主体。色料档次的差异，决定了油墨的档次，高档次的色料以进口为主，比如BASF，DIC，汽巴等国际知名品牌。
但必须注意颜料的耐碱性，（特别是在硝化纤维素存在时）可能会引起体系的粘度增大，甚至会发生凝聚。

溶剂的选用

由于塑料油墨以挥发性干燥方式印刷，溶剂的选择和配合直接影响油墨的稳定性。目前的塑料油墨绝大多数使用有机溶剂：苯类，酯类，酮类等，使用过程中对环境带了很大的负面影响。
LJ-175X系列树脂（除LJ－1753外，LJ－1753用醇（100）与酯（15～20）的混合溶剂）是可以完全用醇类溶剂稀释（如：乙醇、异丙醇等）。酯类溶剂（如：醋酸丁酯、醋酸乙酯、等）也具有很强的溶解性，是LJ-175X系列树脂经常使用的溶剂。另外酮类溶剂（如：丙酮、环己酮、甲乙酮等）也是LJ-175X系列树脂的良溶剂，但由于某些酮类溶剂毒性较大，且容易残留难闻的气味，建议尽量不使用酮类溶剂。

树脂的选择

树脂（连接料）是色料的载体，起到把粉末状的颜料等固体颗粒混合连结起来，并使相粘连的颜料最终能够附着在印品上。树脂搭配的好坏对印刷适性，稳定性有直接的影响。由于醇溶聚氨酯树脂的特性，在做色墨时需要匹配其它的干性树脂（或称为硬树脂），因为通常聚氨酯树脂不适于研磨，且容易产生热粘连。
LJ-175X系列树脂与许多树脂都有很好的相容性。例如：聚乙烯醇缩丁醛，醇酸树脂，硝基纤维素以及某些醛酮树脂呈现良好的相容性。
4．添加助剂
添加助剂是为了提高油墨的稳定性，促进油墨的使用效果，虽然量少，但却是生产出优良油墨的必不可缺的“配料”。在LJ-175X系列树脂配制的油墨内加入少量的钛金属鳌合剂（配方总量的1～2％），可提高油墨的粘接性。特别是在配制用于聚烯烃（聚乙烯、聚丙烯）薄膜的印刷油墨时添加适当的助剂是必须的。
五、塑料软包装用油墨的发展趋势
溶剂体系：无苯体系→醇酯体系→醇水体系连接料技术：氯丙型→通用型聚酯聚氨酯体系油墨颜料体系：将朝不含重金属，安全卫生性好的颜料发展
总之印刷油墨将向着更环保，更节能，更经济的方向发展。

作者: 028fdc 时间: 2009-5-16 14:13
请问你们是什么公司？公司名称？
联系方式？

作者: 028fdc 时间: 2009-5-16 14:37
公司网址？你的联系方式？可以给我说说吗？我的号码：15928119272

作者: luoweiou 时间: 2009-5-20 12:02
现在轻包装的聚氨酯油墨醇溶型已应用广泛了,重包装的醇溶聚氨酯还是没有攻克

作者: ICOME 时间: 2009-6-4 11:14
其实在重包装中，醇溶PU同样也是可以通过添加固化剂来提高复合强度的，达到2.5N/15MM也是完全没问题的。

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