低VOC无疑似苯高性能水性聚氨酯清漆的研

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孙晓泽（山东奥德美高分子材料有限公司，山东淄博，256404）技术交流：974671387
　　　摘要：山东奥德美高分子材料有限公司经过十年来的潜心研究和攻关，开发出了适合不同行业领域使用的水性聚氨酯产品，经各使用领域客户的应用，尤其是在烟包印刷方面的应用，能够完全达到客户的使用要求
　　　关键词：烟包印刷、低VOC、无疑似苯、无丙酮、水性聚氨酯、纸张光油

　　　一、前言
　　　近年来，国际上“低碳”的呼声越来越高。国内，随着人们对健康、环境以及可持续发展的关注程度进一步提高，对水性涂料的认知度也大幅提高。涂料水性化的趋势已经形成并且显得比较紧迫。各学校及企业研发机构对涂料产品的水性化的工作也进行的如火如荼。
    聚氨酯为官能性高分子，可以通过改变其组成而调控其物理化学等性质。也由于聚氨酯具有此一特性，使其可应用在油漆、粘合剂、弹性体等方面。由于传统的溶剂型聚氨酯含有大量的溶剂且会残余有毒单体，对环境和健康具有危害性，因此溶剂型聚氨酯已逐渐被水性聚氨酯所取代。
　　　水性聚氨酯又称水乳化聚氨酯或水溶性聚氨酯等，是以水分散介质。其与溶剂型聚氨酯的区别在于它具有无毒、节能、工作环境好、安全、不污染环境等优点，在各个工业领域得到实际应用。
　　　2008年2月26日“卷烟条与盒包装纸中挥发性有机物的限量”标准正式实施，2011年8月，中国烟草总公司又下发了关于内衬纸产品质量安全性要求的通知。这两项标准和通知的实施，对烟草包装业提出了更高、更严格的要求。
　　　经过多年的潜心研究和攻关，山东奥德美高分子材料有限公司在2009年就开发出了性能优异的水性聚氨酯产品，因其优异的低VOC含量和不含丙酮、苯、苯系物、酯类溶剂等特点，特别是攻克了影响使用的致命缺陷“疑似苯|”的难题，使产品不含有疑似苯峰值，在烟包印刷行业得到了广泛的应用。主要应用于金银卡纸和镀铝防伪软纸以及内衬纸的涂布，完全达到了客户的使用要求。

　　　水性聚氨酯光油配方及应用
　　　水性聚氨酯上光油具有无色、无味、无有机挥发物，有良好的光泽性、耐折性、耐磨性和耐化学药品性，无职业性危害等特点。在操作中可消除对人体的危害及给环境带来的污染，已愈来愈被食品、烟草印刷企业所重视。
　　　2.1 水性聚氨酯分散体的合成
　　　2.1.1 主要原材料：聚碳酸酯二元醇，聚己内酯多元酯，聚四氢呋喃醚（ PTMG) 、 TDI 、 HDI 、IPDI、二羟甲基丁酸（ DMPA ）、 1,6 －己二醇、二甘醇、 1,4丁二醇、AC 、有机胺、去离子水等。
　　　2.1.2 实验过程：在装有搅拌棒、温度表、冷凝管的三口瓶中，加入定量的聚己内酯多元醇、 PTMG ，加温融化，搅拌升温至 120 ℃ 减压脱水 0.5h ，降温至 40 ℃ 左右，加入 IPDI 升温至 100 ℃ 左右反应 1h ，降温加入 DMPA 、 1,6- 己二醇、二甘醇、 AC 等，搅拌状态下使其自升温，然后在（ 80 ～ 90 ）℃反应 2h ，降温，加入催化剂、 AC ，升温至 50 ℃ 左右反应 4h ，测异氰酸酯值在 1.8 ～ 3 ，降温，将聚合液移至分散机下，在中速搅拌下加入三乙胺中和反应 3min ，高速搅拌下加入水分散，获得发蓝光的半透明液体，升温，脱丙酮后得到水分散体。
　　　2.1.3 水性分散体的测试结果（见表 1 ）

项目        标准        结果
外观        半透明，有蓝光，无杂质        半透明，有蓝光，无杂质
固含量%        35±1        35.3
PH值        7-9        8
铅笔硬度        ≥HB        H
柔韧性0.5mm        无网纹裂纹和剥落        无网纹裂纹和剥落
耐磨性750g/500转/mg        ≤0.01        0.0089
附着力        0-2        0
光泽度60度角        ＞95        118
　　　
  2.2水性聚氨酯上光油树脂选型
　　　水性上光油主要由主剂、溶剂、辅助剂三大类组成。水性上光油的主剂是成膜树脂，通常是合成树脂，它影响和支配着深层的各种物理性能和膜层的上光品质、如光泽性、附着性、干燥性等。树脂作为水性上光油主要的成膜物，对上光油的粘度、附着力、光泽、滑爽和抗刮伤以及印刷适应性有着直接的影响，树脂的选择必须符合以上的使用要求。
　　　水性烟包印刷用光油对VOC的要求比较严格，除去苯外，疑似苯也不能出现，以下系列产品不含有苯系物和疑似苯系物,非常适合做烟包印刷用的水性上光油。主要产品类型有：ADM-1040，ADM-1250
  2.2.1、水性聚氨酯上光油ADM-1040
    ADM-1040特点：上墨鲜艳度好、清晰度高、柔韧性极好（上墨后折叠不爆口），与底材的附着力优，抗回粘，与同类水性清漆相比涂膜透亮。适合金银硬卡、镭射软铝卡印刷底涂和上光用。
    参考配方：
　　　                      水性聚氨酯上光油参考配方
序号        原材料        比例%        备注        供应商
　1        水性聚氨酯树脂ADM-1040        94.2        水分散体        奥德美
　2        水        2        去离子水       
　3        三丙二醇丁醚        3                各化工公司
　4        245        0.3-0.5        润湿剂       
　5        805        0.3-0.5        消泡剂       
　6        ADM-032        0.2        抗刮伤耐摩擦助剂        奥德美
　　　工艺：
　　　①、准确称量1。
　　　②、将3、4、5、6混合搅拌均匀，再加入2，搅拌30分钟。
　　　③、将②在搅拌状态下缓慢加入到①中，搅拌30-60分钟，可根据涂布要求和涂布方式添加适量去离子水、乙醇或者增稠剂，以达到合适的涂布粘度。
　　　④、静止2小时以上，过滤装桶。
　　　注意：如果上光油的表面还要进行后印刷，在添加抗刮耐磨助剂时要进行应用评价，对于影响后印刷油墨的附着力的助剂不能添加。
    2.2.2、水性聚氨酯上光油ADM-1250
　　　ADM-1250产品的柔韧性好、耐折，附着力特别好，耐擦耐磨好，抗回粘好，上墨（溶剂墨、水墨、UV墨等）性好、墨颜色鲜艳、分辨率高，涂膜透明、光泽度高。不含丙酮、甲苯、二甲苯等溶剂，无疑似苯。适用于转移金银亮卡纸，也可用于PET,OPP镀铝膜的底涂和面涂。
参考配方：
　　　                      水性聚氨酯上光油参考配方
序号        原材料        比例%        备注        供应商
　1        水性聚氨酯树脂ADM-1250        94.2        水分散体        奥德美
　2        水        2        去离子水       
　3        三丙二醇丁醚        3                各化工公司
　4        245        0.3-0.6        润湿剂       
　5        805        0.3-0.6        消泡剂       
　　　工艺：
　　　①、准确称量1。
　　　②、将3、4、5、6混合搅拌均匀，再加入2，搅拌30分钟。
　　　③、将②在搅拌状态下缓慢加入到①中，搅拌30-60分钟，可根据涂布要求和涂布方式添加适量去离子水、乙醇或者增稠剂，以达到合适的涂布粘度。
　　　④、静止2小时以上，过滤装桶。
　　　2.3  高光玻卡用水性聚氨酯树脂ADM-1211
　　　 随着人们对包装工业的美观要求,玻璃卡纸作为精美的包装材料广泛应用于化妆品、首饰盒、保健品、烟酒等高档产品的外包装。与普通卡纸相比,玻璃卡纸具有油墨鲜艳、高光、高白、高平滑度等特点,用它印刷的高档产品能够达到网点完整、图像清晰、光泽度好、色调再现性强等良好的印刷质量效果。目前国内用于生产的玻璃卡纸的涂料的印刷大多存在印迹色泽差、光泽度低，油墨适应性差等弊病。
　　　 ADM-1211系列产品的光泽度高，手感爽滑，耐水擦性好，油墨的印刷适应性优异，耐折性好，特别适合各种烫金工艺要求，无丙酮、无甲醛、无甲醇，无疑似苯，得到了珠三角玻卡生产商的广泛好评和大量采用。
    参考配方：
　　　                      水性聚氨酯上光油参考配方
序号        原材料        比例%        备注        供应商
　1        水性聚氨酯树脂ADM-1211        93.4        水分散体        奥德美
　2        水        3        去离子水       
　3        三丙二醇丁醚        3                各化工公司
　4        245        0.3-0.5        润湿剂       
　5        805        0.3-0.5        消泡剂       
　　　工艺：
　　　
　　　①、准确称量1。
　　　②、将3、4、5、6混合搅拌均匀，再加入2，搅拌30分钟。
　　　③、将②在搅拌状态下缓慢加入到①中，搅拌30-60分钟，可根据涂布要求和涂布方式添加适量去离子水、乙醇或者增稠剂，以达到合适的涂布粘度。
　　　④、静止2小时以上，过滤装桶。
　　　2.4  金银卡和内衬纸直镀用水性聚氨酯树脂ADM-F237
　　　卷烟内衬纸是包装于烟支和小包装盒之间的纸张，主要有二种，压延铝箔复合内衬纸和真空镀铝内衬纸。随着我国“资源节约型，环境友好型”社会建设步伐的加快，大力推广真空镀铝内衬纸成为必然趋势。
　　　真空镀铝内衬纸是一种用途非常广泛的包装材料，其可加工性好，亮度高，铝层薄，容易降解，无毒无害，已经得到了十分广泛的应用。
　　　ADM-F237产品抗刮伤好，耐磨好，光泽度高，耐折性好，无疑似苯峰。可冷拼VOC含量达标的丁苯胶乳和水性纯丙乳液，适合真空镀铝内衬纸的直镀涂布。
　　　
参考配方：
　　　                      水性聚氨酯上光油参考配方
序号        原材料        比例%        备注        供应商
　1        水性聚氨酯树脂ADM-F237        93        水分散体        奥德美
　2        水        3        去离子水       
　3        三丙二醇丁醚        3                各化工公司
　4        245        0.3-0.5        润湿剂       
　5        805        0.3-0.5        消泡剂       
　　　工艺：
　　　①、准确称量1。
　　　②、将3、4、5、6混合搅拌均匀，再加入2，搅拌30分钟。
　　　③、将②在搅拌状态下缓慢加入到①中，搅拌30-60分钟，可根据涂布要求和涂布方式添加适量去离子水、乙醇或者增稠剂，以达到合适的涂布粘度。
　　　④、静止2小时以上，过滤装桶。
　　　
　　　
　　　













三、检测报告
　　　                         ADM-1250检测报告
样品名称        ADM-1250        生产批号        2012.1.6
送样单位        山东奥德美高分子材料有限公司        检测时间        2012.1.11
检测方法                              YC/T207-2006
《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定-气象色谱法》
序号        名称        检测结果（mg/㎡）        是否达标        液体辅料标准（mg/㎡)
1        甲醇        0.0002        √        1.0
2        乙醇        -        √        50.0
3        异丙醇        -        √        5.0
4        丙酮        0.0024        √        1.0
5        乙酸甲酯        -        √        5.0
6        正丙醇        -        √        15.0
7        丁酮        -        √        0.5
8        乙酸乙酯        -        √        10.0
9        乙酸异丙酯        -        √        5.0
10        正丁醇        -        √        2.5
11        苯        -        √        0.0030
12        丙二醇甲醚        -        √        60.0
13        乙酸正丙酯        -        √        50.0
14        4-甲基-2-戊酮        -        √        1.0
15        丙二醇乙醚        -        √        15.0
16        甲苯        -        √        0.5
17        乙酸正丁酯        -        √        5.0
18        乙苯        0.0002        √        0.25
19        二甲苯        0.002        √        0.25
20        苯乙烯        -        √        5.0
21        环己酮        -        √        1.0
        检测结论        合格        √        15
说明        本检测结果为按照约6g/㎡涂布量虚拟刮涂后不干燥的情况下检测，请参考。
“√”表示达标，“-”表示未检出，“o”表示涂布干燥后残留可能超标。
由于仪器的局限性及分析中存在的不确定性，结果可能产生偏差。
　　　                       
　　　                              
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　                         ADM-1040检测报告
样品名称        ADM-1040        生产批号        2012.2.16
送样单位        山东奥德美高分子材料有限公司        检测时间        2012.2.18
检测方法                              YC/T207-2006
《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定-气象色谱法》
序号        名称        检测结果（mg/㎡）        是否达标        液体辅料标准（mg/㎡)
1        甲醇        -        √        1.0
2        乙醇        -        √        50.0
3        异丙醇        -        √        5.0
4        丙酮        0.002        √        1.0
5        乙酸甲酯        -        √        5.0
6        正丙醇        -        √        15.0
7        丁酮        0.00008        √        0.5
8        乙酸乙酯        0.0004        √        10.0
9        乙酸异丙酯        -        √        5.0
10        正丁醇        -        √        2.5
11        苯        -        √        0.0030
12        丙二醇甲醚        0.0007        √        60.0
13        乙酸正丙酯        0.0003        √        50.0
14        4-甲基-2-戊酮        -        √        1.0
15        丙二醇乙醚        -        √        15.0
16        甲苯        -        √        0.5
17        乙酸正丁酯        -        √        5.0
18        乙苯        0.0001        √        0.25
19        二甲苯        0.0002        √        0.25
20        苯乙烯        -        √        5.0
21        环己酮        -        √        1.0
        检测结论        合格        √        15
说明        本检测结果为按照约6g/㎡涂布量虚拟刮涂后不干燥的情况下检测，请参考。
“√”表示达标，“-”表示未检出，“o”表示涂布干燥后残留可能超标。
由于仪器的局限性及分析中存在的不确定性，结果可能产生偏差。
　　　              
　　　
　　　                          
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　                         ADM-1211检测报告
样品名称        ADM-1211        生产批号        20120424
送样单位        山东奥德美高分子材料有限公司        检测时间        20120426
检测方法                              YC/T207-2006
《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定-气象色谱法》
序号        名称        检测结果（mg/㎡）        是否达标        液体辅料标准（mg/㎡)
1        甲醇        0.11        √        1.0
2        乙醇        0.16        √        50.0
3        异丙醇        0.01        √        5.0
4        丙酮        0.10        √        1.0
5        乙酸甲酯        0.03        √        5.0
6        正丙醇        -        √        15.0
7        丁酮        0.05        √        0.5
8        乙酸乙酯        2.7        √        10.0
9        乙酸异丙酯        -        √        5.0
10        正丁醇        -        √        2.5
11        苯        0.0010        √        0.0030
12        丙二醇甲醚        -        √        60.0
13        乙酸正丙酯        0.05        √        50.0
14        4-甲基-2-戊酮        -        √        1.0
15        丙二醇乙醚        -        √        15.0
16        甲苯        -        √        0.5
17        乙酸正丁酯        -        √        5.0
18        乙苯        -        √        0.25
19        间/对二甲苯        -        √        0.25
        邻二甲苯        -               
20        苯乙烯        -        √        5.0
21        环己酮        -        √        1.0
        检测结论        合格        √        15
说明        本检测结果为按照约6g/㎡涂布量虚拟刮涂后不干燥的情况下检测，请参考。
“√”表示达标，“-”表示未检出，“o”表示涂布干燥后残留可能超标。
由于仪器的局限性及分析中存在的不确定性，结果可能产生偏差。
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　
　　　                           ADM-F237检测报告
样品名称        ADM-F237        生产批号        2011.10.17
送样单位        山东奥德美高分子材料有限公司        检测时间        2011.10.21
检测方法                              YC/T207-2006
《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定-气象色谱法》
序号        名称        检测结果（mg/㎡）        是否达标        液体辅料标准（mg/㎡)
1        甲醇        -        √        1.0
2        乙醇        0.09        √        50.0
3        异丙醇        -        √        5.0
4        丙酮        0.002        √        1.0
5        乙酸甲酯        -        √        5.0
6        正丙醇        -        √        15.0
7        丁酮        -        √        0.5
8        乙酸乙酯        -        √        10.0
9        乙酸异丙酯        -        √        5.0
10        正丁醇        -        √        2.5
11        苯        -        √        0.0030
12        丙二醇甲醚        -        √        60.0
13        乙酸正丙酯        -        √        50.0
14        4-甲基-2-戊酮        0.11        √        1.0
15        丙二醇乙醚        -        √        15.0
16        甲苯        0.002        √        0.5
17        乙酸正丁酯        0.02        √        5.0
18        乙苯        0.001        √        0.25
19        二甲苯        0.002        √        0.25
20        苯乙烯        -        √        5.0
21        环己酮        0.02        √        1.0
        检测结论        合格        √        15
说明        本检测结果为按照约6g/㎡涂布量虚拟刮涂后不干燥的情况下检测，请参考。
“√”表示达标，“-”表示未检出，“o”表示涂布干燥后残留可能超标。
由于仪器的局限性及分析中存在的不确定性，结果可能产生偏差。

　　　四、小结
　　　1、水性聚氨酯产品既有柔韧性好、上墨性好、附着力好的综合性能，又有无污染，不燃烧，无毒的环保性，运输安全，工作环境好等特点，在越来越多的领域得到重视和应用。
　　　2、因其无苯、无疑似苯、无丙酮、无甲醛、和其超低的VOC含量，非常适合高档烟草包装产品比如转移镀铝金银卡纸和转移镀铝防伪软纸的表面涂布。也可用于环保直镀烟包内衬纸的直镀涂布等。

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奥德美专注水性聚氨酯树脂十二年

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奥德美专注水性聚氨酯树脂研发生产十二年