醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料的製作方法
2023-07-19 15:27:21
專利名稱：醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料的製作方法
技術領域：
本發明屬於食品包裝所用的油墨連接料領域，具體涉及醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。
背景技術：
隨著中國加入WT0，發達國家對我國食品出口設置的技術壁壘越來越多。對於軟包裝食品不僅要求食品本身符合國際標準，而且要求軟包裝的生產工藝及原料都必須符合國際標準。我國目前常用的酯溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，由於在複合材料中含有微量游離的異氰酸酯單體而被發達國家所限用。同時用此類油墨連接料印刷的食品包裝袋在貯存和使用過程中，還有可能發生甲苯二異氰酸酯水解，釋放出甲苯二胺進入食品中，對人體存在潛在的危害。另外，溶劑乙酸乙酯具有一定的毒性和刺激性，對人體危害很大，對環境也會造成汙染。醇溶性聚氨酯油墨連接料具有價格便宜、安全、衛生等優點，適合於國內用於商品的軟包裝生產。此類油墨連接料在國外於上世紀80年代研製成功並推廣應用，但在我國的開發研究還處於起步階段。在CN101168633中公開了一種環境友好型油墨用聚氨酯連接劑的製備方法。該方法先用二異氰酸酯和聚酯多元醇生成端基為-NCO的預聚體，然後用二羥甲基丙酸和1，4_ 丁二醇擴鏈製得聚氨酯連接劑。該方法所得聚氨酯連接劑存在粘結力有限、不耐溶劑衝洗等缺點。在CN101407709中公開了一種醇溶性雙組份聚氨酯復膜膠的製備方法。該復膜膠以端氨基聚氨酯為主劑，環氧樹脂為固化劑來實現固化。但由於所用環氧樹脂不溶於乙醇，因此該復膜膠在使用時，存在固化劑在主劑中分散不良，兩組份固化效果不佳的缺陷。
發明內容
本發明的目的是提供一種可在潮溼環境中使用的食品包裝所用的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，以擴展聚氨酯油墨連接料的使用範圍。本發明的食品包裝所用的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，包括甲組分和乙組分；將聚酯多元醇與異氰酸酯進行反應，然後與親水性擴鏈劑、多元醇、多元胺等反應製得端氨基聚氨酯作為甲組分；環氧樹脂經二乙醇胺改性後作為乙組分；以聚酯多元醇的重量份為基準，具體是由以下方法製備得到室溫下，將10 35重量份的聚酯多元醇、5 15重量份的異氰酸酯和0. 01 0. 05重量份的催化劑攪拌均勻，升溫至60 100°C反應I 3小時；然後加入0. I 5重量份的親水性擴鏈劑和0. I 5重量份的多元醇，在50 100°C下反應2 6小時，溫度降至室溫；加入0. I 5重量份的成鹽劑，攪拌0. 5 2小時，加入20 40重量份的異丙醇稀釋後，加入0. I 3重量份的多元胺反應0. 5 2小時；然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20wt% 50wt%，得到所述的甲組分；將15 45重量份的環氧樹脂、I 5重量份的二乙醇胺在70 100°C下反應2 4小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20被％ 50被％，得到所述的乙組分；使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 : I 3混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。在本發明的甲組分的製備過程中，所述的聚酯多元醇的數均分子量範圍為1000 8000 ;選自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己內酯中的一種或幾種。所述的異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種。所述的催化劑選自辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基氧化錫、四丁基錫、氯化亞錫、辛酸鉛中的一種或幾種。所述的親水性擴鏈劑選自二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種或幾種。所述的多元醇選自1，2-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇中的一種或幾種。所述的成鹽劑選自三甲胺、三乙胺、氫氧化鈉中的一種或幾種。所述的多元胺選自乙二胺、己二胺、二乙烯二胺、3, 3』 -二氯-4,4』 - 二苯基甲燒二胺、異佛爾酮二胺、4,4』 - 二苯基甲燒二胺、二 嗪二胺中的一種或幾種。在本發明的乙組分的製備過程中，所述的環氧樹脂選自環氧樹脂E-39、環氧樹脂E-44、環氧樹脂E-51、環氧樹脂E-56D中的一種或幾種。本發明的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料與傳統的油墨連接料相比有如下優
佔-
^ \\\ (I)本發明的油墨連接料中不含未反應的異氰酸酯基團(在投料中，活潑氫的含量大於異氰酸基團的量，再者即使有未反應的異氰酸基團，由於溶劑是乙醇，異氰酸基團也會和乙醇的羥基反應掉)，降低了其在使用過程中產生毒性的可能，且對水氣不敏感，可在任何環境中使用。(2)本發明的油墨連接料在製備過程中引入親水性擴鏈劑，改善了該連接料的醇溶性。(3)本發明的油墨連接料採用醇類溶劑，相比於酯類溶劑，有利於產品成本的降低，減少環境汙染。(4)本發明的油墨連接料能夠常溫固化，適用溫度範圍寬廣。
具體實施例方式實施例I甲組分的製備室溫下，將10克聚己二酸乙二醇酯(數均分子量為1000)、5克甲苯二異氰酸酯和0.01克二月桂酸二丁基錫攪拌均勻，升溫至60°C反應I小時，然後加入0. I克二羥甲基乙酸和0. I克1，2_丙二醇，保持50°C反應2小時後，溫度降至室溫，加入0. I克三乙胺，攪拌0. 5小時，加入20克異丙醇稀釋後，加入0. I克異佛爾酮二胺反應0. 5小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20wt%，得到甲組分。乙組分的製備將15克環氧樹脂E-39，I克二乙醇胺在70°C下反應2小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量20wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 I混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。
實施例2甲組分的製備室溫下，將22. 5克聚己二酸丙二醇酯(數均分子量為4500)、10克二苯基甲烷二異氰酸酯和0. 03克辛酸亞錫攪拌均勻，升溫至80°C反應2小時，加入2. 55克二羥甲基丙酸和2. 55克1，4-丁二醇，在75°C反應4小時，溫度降至室溫，加入2. 55克三甲胺，攪拌I. 25小時，加入30克異丙醇稀釋後，加入I. 55克己二胺反應I. 25小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為35wt%，得到甲組分。乙組分製備將30克環氧樹脂E_44，3克二乙醇胺於85°C反應3小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為35wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 2混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。實施例3 甲組分的製備室溫下，將35克聚己二酸丁二醇酯(數均分子量為8000)、15克六亞甲基二異氰酸酯和0. 05克二丁基氧化錫攪拌均勻，升溫至100°C反應3小時，加入5克二羥甲基丁酸和5克1，6_己二醇，保持100°C下反應6小時，溫度降至室溫，加入5克氫氧化鈉，攪拌2小時，加入40克異丙醇稀釋後，加入3克乙二胺反應2小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為50wt%，得到甲組分。乙組分的製備將45克環氧樹脂E-51和5克二乙醇胺在100°C下反應4小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為50wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 3混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。實施例4甲組分的製備室溫下，將4克聚己二酸丁二醇酯(數均分子量均為1000)、6克聚己內酯(數均分子量均為1000)、2克二苯基甲烷二異氰酸酯、3克六亞甲基二異氰酸酯和0.01克辛酸鉛攪拌均勻，升溫至60°C反應I小時，加入0. I克二羥甲基丁酸、0. 05克1，6-己二醇和0. 05克一縮二乙二醇，保持50°C下反應2小時，溫度降至室溫，加入0. I克氫氧化鈉，攪拌0. 5小時，加入20克異丙醇稀釋後，加入0. 05克乙二胺、0. 02克二乙烯三胺、0. 03克4，4』 - 二苯基甲烷二胺反應0.5小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20wt%，得到甲組分。乙組分的製備將10克環氧樹脂E_51、5克環氧樹脂E-56D和I克二乙醇胺在70°C下反應2小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 I混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。實施例5甲組分的製備室溫下，將10克聚己二酸乙二醇酯(數均分子量為4500)、12. 5克聚己二酸丁二醇酯(數均分子量為4500)、4克甲苯二異氰酸酯、6克二苯基甲烷二異氰酸酯、0. 01克二丁基氧化錫和0. 02克四丁基錫攪拌均勻，升溫至80°C反應2小時，加入I克二羥甲基丙酸、I. 55克二羥甲基丁酸、I. 5克1，6_己二醇和I. 05克一縮二乙二醇，保持75°C下反應4小時，溫度降至室溫，加入2克三甲胺、0. 55克三乙胺，攪拌I. 25小時，加入30克異丙醇稀釋後，加入0.8克乙二胺、0. 75克己二胺反應I. 5小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為35wt%，得到甲組分。乙組分的製備將10克環氧樹脂E_39、20克環氧樹脂E_44和3克二乙醇胺在85°C下反應3小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為35wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 2混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。實施例6甲組分的製備室溫下，將18克聚己二酸丁二醇酯(數均分子量為8000)、17克 聚己內酯(數均分子量為8000)、10克甲苯二異氰酸酯、5克異佛爾酮二異氰酸酯、0. 02克氯化亞錫和0. 03克辛酸鉛攪拌均勻，升溫至100°C反應3小時，加入2克二羥甲基丙酸、3克二羥甲基丁酸、2克1，2_丙二醇和3克一縮二乙二醇，保持100°C下反應6小時，溫度降至室溫，加入2克三乙胺、3克氫氧化鈉，攪拌2小時，加入40克異丙醇稀釋後，加入I克4，4』-二苯基甲烷二胺和2克三嗪二胺反應2小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為50wt%，得到甲組分。乙組分的製備將25克環氧樹脂E-51、20克環氧樹脂E-56D和5克二乙醇胺在100°C下反應4小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為50wt%，得到乙組分。使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 3混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。
權利要求
1.一種醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，包括甲組分和乙組分，其特徵在於，以聚酯多元醇的重量份為基準，所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料是由以下方法製備得到 室溫下，將10 35重量份的聚酯多元醇、5 15重量份的異氰酸酯和0. 01 0. 05重量份的催化劑攪拌均勻，升溫至60 100°C反應I 3小時；然後加入0. I 5重量份的親水性擴鏈劑和0. I 5重量份的多元醇，在50 100°C下反應2 6小時，溫度降至室溫；加入0. I 5重量份的成鹽劑，攪拌0. 5 2小時，加入20 40重量份的異丙醇稀釋後，加入0. I 3重量份的多元胺反應0. 5 2小時；然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20wt% 50wt%，得到所述的甲組分； 將15 45重量份的環氧樹脂、I 5重量份的二乙醇胺在70 100°C下反應2 4小時，然後加入乙醇進行稀釋，使稀釋後得到的溶液中的固含量為20被％ 50被％，得到所述的乙組分； 使用時，按照甲組分乙組分的質量比為10 I 3混合，得到所述醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。
2.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的聚酯多元醇的數均分子量範圍為1000 8000。
3.根據權利要求I或2所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的聚酯多元醇選自聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己內酯中的一種或幾種。
4.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種。
5.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的催化劑選自辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基氧化錫、四丁基錫、氯化亞錫、辛酸鉛中的一種或幾種。
6.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的親水性擴鏈劑選自二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種或幾種。
7.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的多元醇選自1，2_丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、一縮二乙二醇中的一種或幾種。
8.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的成鹽劑選自三甲胺、三乙胺、氫氧化鈉中的一種或幾種。
9.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的多元胺選自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、3，3』-二氯_4，4』-二苯基甲烷二胺、異佛爾酮二胺、4，4』 - 二苯基甲烷二胺、三嗪二胺中的一種或幾種。
10.根據權利要求I所述的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料，其特徵在於所述的環氧樹脂選自環氧樹脂E-39、環氧樹脂E-44、環氧樹脂E-51、環氧樹脂E-56D中的一種或幾種。
全文摘要
本發明屬於食品包裝所用的油墨連接料領域，具體涉及醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。本發明將聚酯多元醇與異氰酸酯進行反應，然後與親水性擴鏈劑、多元醇、多元胺等反應製得端氨基聚氨酯作為甲組分；環氧樹脂經二乙醇胺改性後作為乙組分。甲組分和乙組分以10∶1～3質量比混合，即得本發明的醇溶性雙組份聚氨酯油墨連接料。
文檔編號C09D11/10GK102746736SQ201110097178
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月18日 優先權日2011年4月18日
發明者宋延林, 王京霞, 王健君, 王旭朋, 鄺旻翾 申請人:中國科學院化學研究所