[发明专利]一种铝箔用水性涂层剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝塑泡罩技术，特别是一种铝箔用水性涂层剂及其制备方法。

背景技术

泡罩包装最早于20世纪30年代从欧洲兴起，我国约在80年代开始引进技术、设备和原材料，起先是单色印刷，后来逐步发展到多色及彩色系列印刷。泡罩包装应用非常广泛，是近几年来发展最快的软包装材料，也是食品、保健品、药品等其它领域的主要包装形式。在药品包装中，它是将药品置于经吸塑成型的塑料硬片的凹坑(被称为泡罩或水泡眼)内，再用一张经过凹版印刷并涂有保护剂和粘合剂的铝箔与该塑料硬片粘接热封合而成，从而使药品得到安全保护。

目前，泡罩包装成泡基材所用的材料绝大多数都是聚氯乙烯（PVC）片材；而泡罩包装的覆盖材料基本上都是铝箔，通常称为PTP铝箔。PTP铝箔一般的结构如下：

保护层/（印刷层）/铝箔层/（印刷层）/黏合层

在保护层和铝箔层中间通常都会印刷有文字和图案，有时也在铝箔层和黏合层中间也会有印刷，但是最基本的组成必须有保护层、铝箔层和粘合层。

药品包装用PTP铝箔的生产工艺流程是：以工业用纯铝为基材，在药用PTP铝箔印刷涂布机上用凹版印刷技术印刷上文字和图案并用凹版辊涂布上一层保护剂，在铝箔的另外一面同样也印刷上文字和图案并涂布功能性涂层，经过收卷后分切成所需规格。

铝箔热封面涂层的主要用途有：①使铝箔和PVC底材封合起包装密封作用；②保护铝箔，防止药品中有关成分和铝箔起反应，造成药品的污染和包装的破坏；③在内层有印刷要求时，起保护印刷的作用，防止药品接触印刷油墨。

 目前国内所使用的泡罩包装用铝箔涂层基本上都是溶剂型的胶黏剂，在它们的生产和使用过程中需要使用大量乙酸乙酯、丁酮甚至甲苯等作为溶剂和稀释剂。这些胶黏剂的使用有许多缺点：①含有大量的易挥发有机溶剂，这些溶剂不但危害操作人员身体健康，而且排放到空气中会造成环境污染；②使用的溶剂都是易燃易爆品，在印刷涂布过程中会有消防安全隐患；③使用溶剂型胶黏剂生产的铝塑泡罩包装，会有少量有机溶剂残留，影响食品药品等被包装物的使用安全。

    我国对泡罩包装用铝箔涂层没有确定的标准，但是根据国家药品监督管理局国家药品包装容器(材料)标准YBB00152002关于药品包装铝箔的要求，我们总结出铝塑泡罩包装用铝箔涂层的几点主要使用要求：①与PVC或PVDC热合，热合条件为：温度155℃±5℃，压力0.2MPa，时间1s，拉力试验机进行180° 角方向剥离，剥离强度不得低于7.0 N/15mm（PVC）；②取100mm×100mm试样四片，将试样粘合层与保护层叠合，置于一块大小适宜的平板上，依次在试样上放置20mm×20mm的小平板与1.0kg 砝码，于40℃烘箱中，保温2h后，取出，观察，涂层面与保护层面不得粘合。③涂布效果好④易氧化物含量低。

    根据上述要求，我们要寻找的能替代现有溶剂型胶黏剂的新型水性涂层剂必须有很好的热封强度、对铝箔的附着力、抗反粘效果等。除了这些要求，还必须满足现有溶剂型胶黏剂的生产设备及工艺并且生产成本不能过高。传统的溶剂型胶黏剂通常采用氯乙烯-醋酸乙烯-马来酸酐三元共聚树脂与各类增粘树脂配合的方式来达到和PVC片材热封的优良效果。然而溶剂型胶黏剂所使用的相关原材料，特别是氯乙烯-醋酸乙烯-马来酸酐三元共聚树脂，目前并未出现效果良好的水性化产品和技术，这给我们材料的选择提出了考验。我们进行多次试验，又综合考虑胶黏剂水性化的使用成本，最后发现一些水性聚氨酯分散体材料具有很好的高温热塑性和热粘合性。水性聚氨酯材料对基材铝箔的附着力强度是机械连接、静电吸引和化学键的综合作用效果，聚氨酯优秀的热熔粘合性能则可提供对PVC片材的热封强度。通过调整结构中的软硬段的组成和比例可以得到附着力和热封效果较好的水性聚氨酯胶黏剂。按照这些要求，我们寻找了国内外市场上众多的水性胶黏剂产品，发现针对于泡罩包装使用这一领域的产品并不多，像DSM的1051水性聚氨酯胶、Lubrizol的3005水性丙烯酸树脂、日本渡边化学的5100、拜耳的U54水性聚氨酯胶等，这些样品大多存在与PVC热封强度不高、收卷后反粘或者易氧化物超标等问题，而且国外的产品价格昂贵，不适合车间大量使用。