单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂及其制备方法，该树脂结构为：NH2‑R2‑NH‑(‑CO‑NH‑R1‑NH‑CO‑)n‑NH‑R2‑NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。方法包括：制备聚酯：用带侧链的多元醇和己二酸反应，通过酯化和缩聚，制备聚酯多元醇；制备预聚体：将聚酯多元醇、催化剂和二异氰酸酯混合，在50～120℃下反应2～4小时，得到端NCO基预聚体；扩链合成：向另一容器中，加入胺类扩链剂和酯类溶剂形成混合溶液，将制得的端NCO基预聚体用5～50分钟内投入混合溶液中进行扩链反应，反应温度控制在30～50℃，反应2～3小时后得到聚氨酯树脂。该树脂在单一酯类溶剂中有良好溶解性，可制备通用于普通轻包装、水煮、蒸煮的单一酯溶型油墨。印刷时溶剂可回收再利用，溶剂残留极低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油墨用聚氨酯树脂，特别是涉及一种通用于普通轻包装、水煮、蒸煮领域的酯溶型凹版复合油墨用聚氨酯树脂及其制备方法。
技术介绍
常规凹版油墨用聚氨酯连接料中含有大量的脲键，脲键在酯类溶剂中溶解不良，需使用醇和酯的混合溶剂才能溶解，用此类树脂制备的油墨中也多含有醇和酯的混合溶剂。使用这种醇酯溶油墨印刷时，溶剂干燥挥发被冷凝回收，由于混合醇酯溶剂组成复杂，且酯类和醇类沸点多相近，依靠常规方法很难分离，导致回收的溶剂常常被作为废品直接卖掉，无法得到循环利用。
技术实现思路
针对现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂及其制备方法，解决凹版印刷油墨溶剂难以回收再利用的问题。解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术实施例提供一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，其特征在于，该树脂的结构为：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。本专利技术实施例提供一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂的制备方法，用于制备本专利技术所述的单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，包括以下步骤：制备聚酯二元醇：将二元酸与二元醇加入聚酯合成釜中，升温至140～240℃，反应5～6小时完成酯化反应；酯化反应完成后降温至160℃，启动真空泵，对聚酯合成釜进行抽真空，保持真空度在-0.094Mpa，抽1～2小时，之后维持真空度不变，用5～8小时将聚酯合成釜的釜温升至210℃～230℃，馏分总量到理论值22～24质量后，放出馏出物，完成缩聚，得到的产物即为聚酯二元醇；制备端NCO基预聚体：将上述制得的聚酯二元醇、催化剂、11～14质量份的二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应2～4小时后得到具有如下结构端NCO基预聚体：OCN-B-(-NH-CO-O-R1-O-CO-NH-)m-B-NCO；其中，R1为亚甲基、酯基或芳香烃基基团，B为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团；扩链合成：向另一容器中加入胺类扩链剂和酯类溶剂，搅拌均匀，形成混合溶液，将上述制得的所述端NCO基预聚体用5～50分钟投入到所述混合溶液中进行扩链反应，反应温度为30～50℃，反应2～4小时后即得到具有如下结构的聚氨酯树脂：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。本专利技术的有益效果如下：通过降低树脂中脲键的相对含量，降低树脂溶解对醇类溶剂的依赖性，同时，通过选用带侧链的多元醇，降低树脂的结晶性，提高树脂在酯类溶剂中的溶解性和透明性。该树脂可以制备单一酯溶型油墨，即在油墨配方中只单一使用酯类溶剂，不使用醇类溶剂，即能溶解。由于单一使用了酯类溶剂，制备的油墨印刷时，通过溶剂回收装置回收挥发的酯类溶剂，再用色谱仪测试溶剂的纯度，添平补齐后，这些回收溶剂可作为冲稀溶剂循环使用；另一方面，由于油墨中均为酯类溶剂，沸点相对较低，印刷时溶剂更易干燥，溶剂残留更低，降低了后续复合工艺的风险。该树脂对PET、OPP基材均具有良好的附着力，对各种塑料薄膜具有优良附着牢度，用该树脂制备的油墨可以通用于普通轻包装、水煮、蒸煮领域，121℃蒸煮时油墨不用加固化剂。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，是一种能溶解于单一酯类溶剂的聚氨酯树脂，该树脂的结构为：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。本专利技术实施例还提供一种对上述单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂的制备方法，包括以下步骤：制备聚酯二元醇：将二元酸与二元醇加入聚酯合成釜中，升温至140～240℃，反应5～6小时完成酯化反应；酯化反应完成后降温至160℃，启动真空泵，对聚酯合成釜进行抽真空，保持真空度在-0.094Mpa，抽1～2小时，之后维持真空度不变，用5～8小时将聚酯合成釜的釜温升至210℃～230℃，馏分总量到理论值22～24质量后，放出馏出物，完成缩聚，得到的产物即为聚酯二元醇；其中，各组分用量为：二元酸49～56质量份、二元醇44～51质量份；制备端NCO基预聚体：将上述制得的聚酯二元醇、催化剂、11～14质量份的二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应2～4小时后得到具有如下结构端NCO基预聚体：OCN-B-(-NH-CO-O-R1-O-CO-NH-)m-B-NCO；其中，R1为亚甲基、酯基或芳香烃基基团，B为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团；其中，各组分用量为：聚酯二元醇86～89质量份、催化剂0.05～0.07质量份、二异氰酸酯11～14质量份；扩链合成：向另一容器中加入胺类扩链剂和酯类溶剂，搅拌均匀，形成混合溶液，将上述制得的端NCO基预聚体用5～50分钟投入到混合溶液中进行扩链反应，反应温度为30～50℃，反应2～4小时后即得到具有如下结构的聚氨酯树脂：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。上述方法的扩链合成步骤中，各组分用量为：胺类扩链剂0.4～1.0质量份、酯类溶剂70质量份和上述制得的端NCO基预聚体29.0～29.6质量份。上述制备方法中，所用的二异氰酸酯选自：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷-4,4二异氰酸酯(MDI)、1,6己二异氰酸酯(HDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的任一种或任意几种。所用的催化剂选自：有机铋，二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡，氯化亚锡中的任一种。上述制备方法中，扩链合成步骤中，所用的胺类扩链剂选自：异佛尔酮二胺、乙二胺、1,6-己二胺、1,3环己二胺中的的任一种；所用的酯类溶剂选自：醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯中的任一种。上述制备方法中，制备端NCO基预聚体时，测量反应产物中的NCO来确认反应产物是否合格，若测量得到的反应产物中的NCO％为0.74～1.8％，则确认作为端NCO基预聚体的反应产物为合格。上述制备方法中，扩链合成步骤还包括：对制得的聚氨酯树脂进行测试，若测试得到的聚氨酯树脂25℃的旋转粘度为400～800mpa.s，固含量为29～31％，即为合格。下面结合具体实施例对本专利技术实施例作进一步地详细描述。实施例1：本实施例提供一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，是一种能溶解于单一酯类溶剂的聚氨酯树脂，其制备方法具体包括以下步骤：(1)制备聚酯多元醇：将49质量份的己二酸、51质量份的3-甲基-1,5-戊二醇加入聚酯合成釜中，升温至140～240℃，反应5小时至酸值小于20后，完成酯化反应；酯化反应完成后降温至160℃，启动真空泵，进行抽真空，保持真空度在-0.094Mpa，抽2小时，之后，维持真空度不变，用5小时将釜温慢慢升至210℃，馏分总量到理论值22质量份后后，放出馏出物，得到聚酯二元醇，酸值为0.2，羟值为55.5；(2)制备端NCO基预聚体将88质量份(1)中制得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，其特征在于，该树脂的结构为：NH2‑R2‑NH‑(‑CO‑NH‑R1‑NH‑CO‑)n‑NH‑R2‑NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。

【技术特征摘要】
1.一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，其特征在于，该树脂的结构为：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。2.一种单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1所述的单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂，包括以下步骤：制备聚酯二元醇：将二元酸与二元醇加入聚酯合成釜中，升温至140～240℃，反应5～6小时完成酯化反应；酯化反应完成后降温至160℃，启动真空泵，对聚酯合成釜进行抽真空，保持真空度在-0.094Mpa，抽1～2小时，之后维持真空度不变，用5～8小时将聚酯合成釜的釜温升至210℃～230℃，馏分总量到理论值22～24质量后，放出馏出物，完成缩聚，得到的产物即为聚酯二元醇；制备端NCO基预聚体：将上述制得的聚酯二元醇、催化剂、11～14质量份的二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应2～4小时后得到具有如下结构端NCO基预聚体：OCN-B-(-NH-CO-O-R1-O-CO-NH-)m-B-NCO；其中，R1为亚甲基、酯基或芳香烃基基团，B为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团；扩链合成：向另一容器中加入胺类扩链剂和酯类溶剂，搅拌均匀，形成混合溶液，将上述制得的所述端NCO基预聚体用5～50分钟投入到所述混合溶液中进行扩链反应，反应温度为30～50℃，反应2～4小时后即得到具有如下结构的聚氨酯树脂：NH2-R2-NH-(-CO-NH-R1-NH-CO-)n-NH-R2-NH2，其中，R2为亚甲基、芳香烃基或脂环烃基基团。3.根据权利要求2所述的单一酯溶型油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登科，赫长生，
申请(专利权)人：北京高盟新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11