[发明专利]一种高性能油墨树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料凹版油墨树脂，特别是一种高性能醇水性油墨树脂及其制备方法。

技术背景

近年来，随着人民生活水平的不断提升，不仅带动了包装工业的飞速增长，也促进了塑料凹版油墨技术及市场的不断发展。目前塑料凹版油墨在塑料包装上已获得非常广泛的应用，如在食品、药品、农副产品、日用品等行业的各类塑料薄膜基材包装，其应用范围几乎囊括了所有的包装领域。为适应社会发展对“绿色和环保”的追求，塑料凹版油墨企业及相关研究机构近年来一直致力于“绿色环保”油墨的研究和开发，以求用清洁无污染/低污染的醇水溶性或醇溶油墨替代传统的苯溶性油墨，从而减轻对环境的污染和对人体健康的威胁。如专利申请号CN200610022514.2公开了用于凹版的醇水性复合油墨，专利申请号CN200510044632.9公开了一种无苯醇溶环保塑料印刷油墨及其制备方法，专利申请号CN200410012541.2及CN200610020124.1则分别公开了醇溶性的凹版纸箱预印油墨和纸印上光油。

鉴于油墨是由树脂连接料、颜料、助剂和溶剂组成，而油墨的基本性能，如溶剂体系选择、基材附着力、复合能力、耐高温能力等主要是由其组分中的树脂连接料所提供，因此，为推动醇溶及醇水溶性油墨的发展，使其适应醇溶及醇水溶的溶剂体系，并提高油墨在各类塑料薄膜基材上的附着力，满足不同复膜胶体系的使用要求及耐高温水煮要求，作为塑料凹版油墨核心组分的树脂连接料也获得了相应的研究。如专利申请号CN200810104378.0公开了用于凹版印刷的油墨树脂及其制备方法，专利申请号CN00126683.7公开了一种醇溶性油墨用聚酰胺树脂的制备方法，专利申请号CN20081001855.3公开了一种易溶于水的醇溶性聚氨酯及其制备方法。这些油墨及这些树脂连接料制备的油墨与传统苯溶性塑料凹版油墨相比，具有很好的环保优势。

但是，以聚丙烯酸酯为树脂连接料制备的醇水性复合油墨，因聚丙烯酸酯分子极性较弱，主要适用BOPP塑料薄膜基材和醇溶性复膜胶，在PET塑料薄膜基材上使用时，则附着力较差，且与酯溶型复膜胶相容性差，复合强度较低，且不能耐受98℃的高温水煮；而聚氨酯为树脂连接料制备的醇水性复合油墨，则因聚氨酯分子的强极性，主要适用PET塑料薄膜基材和酯溶性复膜胶，有很好的耐高温性能；在BOPP塑料薄膜基材上使用时，则附着力较差，且与醇溶型复膜胶相容性差，复合强度较低。为避免上述现有技术的不足之处，本发明提供一种高性能醇水性油墨树脂连接料的制备方法，以有效地适应各类薄膜基材和复膜胶，获得理想的印刷、复合及耐98℃高温水煮效果，满足包装工业对一体化通用型醇水性塑料凹版油墨的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能醇水性油墨树脂及其制备方法，通过端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚体与带羟基的聚丙烯酸酯之间的反应，将聚氨酯支链引入聚丙烯酸酯分子主链，以有效调节所得树脂分子的极性，得到聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物，使其具备对各类塑料薄膜基材(BOPP、PET、PA、PVC、PE、PC等)良好的附着力，且能适应各类复膜胶(酯溶型、醇溶型)的使用要求，并可耐受98℃高温水煮，获得理想的印刷和复合效果。

本发明所采用的这种聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物的制备方法相对目前流行的利用可聚合聚氨酯的聚合能力，通过自由基共聚反应将其引入聚丙烯酸酯主链的制备方法而言，接枝效率更高，方法更为简便。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：

以带羟基的聚丙烯酸酯和端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚体为原料，通过两者间羟基与异氰酸酯的反应，制得的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物为高性能醇水性油墨树脂。其中各组成的重量配比为：

端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚体                10～50

带羟基的聚丙烯酸酯                          20～200

溶剂                                        30～250

带羟基的聚丙烯酸酯所采用的溶液自由基聚合工艺为常规溶液聚合工艺，或者选择下述工艺：

1)先将50wt％的引发剂和50wt％溶剂加入反应釜，搅拌均匀后，升温至50～85℃；

2)待温度稳定后，将(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在3～8小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加由50wt％的引发剂和50wt％溶剂混合组成的引发剂溶液；