耐121℃高温蒸煮水性凹版印刷油墨用聚氨酯粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温蒸煮的水性凹印版印刷油墨用聚氨酯粘合剂的制备方法，包括使聚酯二元醇、聚醚二元醇、亲水扩链剂、催化剂和二异氰酸酯混合后，反应制得端NCO基预聚体；使端NCO基预聚体与有机胺进行中和反应，然后加入水进行分散乳化，加入胺类扩链剂进行扩链反应，制得聚氨酯粘合剂，胺类扩链剂为分子量560~620的二聚酸型脂肪族二胺。通过在特定步骤中引入大分子的二聚酸型脂肪族二胺，使得用该材料合成出的水性聚氨酯粘合剂具有优异的耐水解性，用该粘合剂树脂制得的水性油墨在PET、OPP等基材上具有良好的附着牢度，尤其是解决了普通水性聚氨酯树脂制得的油墨经121℃高温蒸煮后复合膜易脱层、剥离强度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
耐121℃高温蒸煮水性凹版印刷油墨用聚氨酯粘合剂及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯
，具体涉及一种耐121℃高温蒸煮水性凹版印刷油墨用聚氨酯粘合剂及其制备方法。
技术介绍
由于水性油墨以水为溶剂，避免了挥发性有机物的污染，改善了印刷作业环境，有利于人体健康，属于典型的绿色环保产品。水的低挥发性使得水性油墨拥有更好的粘度稳定性和低燃性的优点，可降低由于静电和易燃溶剂引起的火灾隐患，减少印刷品表面的残留溶剂气味。而水性聚氨酯油墨可以通过调节原料组合、组成比例来调节油墨性能如干燥性、附着力、粘度等，来达到良好的平衡，实现优异的印刷适性。水性聚氨酯油墨软硬度可调，应用基材广泛，可以通用于PET、NY、OPP等基材。然而目前的水性聚氨酯油墨不具有耐121℃高温蒸煮的问题。现有的能耐高温蒸煮的聚氨酯油墨常用的是溶剂型聚氨酯油墨或双组份聚氨酯油墨。如中国专利CN104861139A公开的一种耐高温蒸煮聚氨酯树脂的制备方法，包括制备聚酯二元醇：将二聚酸与二元醇加入聚酯合成釜中，经酯化反应、抽真空、缩聚后制成聚酯二元醇；制备端NCO基预聚体：将上述制得的聚酯二元醇、催化剂和二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应2～4小时制成端NCO基预聚体；扩链合成：向另一容器中加入胺类扩链剂、酯类和醇类溶剂形成混合溶液，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，制成能耐135℃高温蒸煮的耐高温蒸煮聚氨酯树脂。该方法制备出的聚氨酯树脂为溶剂型聚氨酯，使用该聚氨酯树脂的油墨也是溶剂型油墨，虽然能耐高温蒸煮，环保性却不足，特别是对于一些环保要求高的产品上的使用，溶剂型聚氨酯油墨无法可用。中国专利CN105131892A公开的一种耐化学品性耐高温蒸煮的双组分聚氨酯粘合剂组合物及其制备方法，制备方法包括：聚酯多元醇的合成，将多种二元酸、多种二元醇与催化剂混合后在130℃～250℃范围内反应8小时～20小时，即可制得聚酯多元醇；端羟基聚氨酯预聚体的合成，将上述获取的聚酯多元醇、醋酸乙酯、二异氰酸酯、催化剂、特种助剂混合后在50℃～100℃范围内进行扩链反应3小时～12小时，即可制得端羟基聚氨酯预聚体，在与固化剂NCO组分配合后，双组分聚氨酯粘合剂组合物流平性好、内聚强度高、粘结强度高、残留溶剂低。该双组份油墨虽然也能实现耐高温蒸煮，然而双组份油墨却存在操作不便，油墨与固化剂为分开包装，使用前将固化剂按配比加入油墨，须充分搅拌均匀并稀释到合适的粘度后，才可上机印刷；且双组份油墨的剩墨容易浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足提供一种耐121℃高温蒸煮水性凹版印刷油墨用聚氨酯粘合剂的制备方法，能满足水性油墨用在塑料食品包装上的性能要求，特别是解决现有水性聚氨酯用于食品包装油墨时不耐121℃高温蒸煮的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种耐高温蒸煮的水性凹印版印刷油墨用聚氨酯粘合剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将聚酯二元醇、聚醚二元醇、亲水扩链剂、催化剂和二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应制得端NCO基预聚体；(2)使所述端NCO基预聚体与有机胺进行中和反应，制得中和后的预聚体；(3)在所述中和后的预聚体中加入水进行分散乳化，然后加入胺类扩链剂进行扩链反应，制得聚氨酯粘合剂；其中，步骤(3)中，按重量份计，所述中和后的预聚体的投料量为21～35份，所述胺类扩链剂的投料量为3～8份，所述胺类扩链剂为分子量560～620的二聚酸型脂肪族二胺。优选地，所述胺类扩链剂为PRIAMINE1073、PRIAMINE1074、VERSAMINE551、VERSAMINE552中的一种或几种，其中，所述PRIAMINE1073和PRIAMINE1074来源于禾大公司，所述VERSAMINE551、VERSAMINE552来源于BASF。根据本专利技术的一些实施方面，步骤(1)中，按重量份计，所述聚酯二元醇的投料量为27～34份，所述聚醚二元醇的投料量为7～9份，所述亲水扩链剂的投料量为4～6份，所述催化剂的投料量为0.05～0.2份，所述二异氰酸酯的投料量为38～43份。根据本专利技术的一些实施方面，步骤(2)中，按重量份计，所述端NCO基预聚体的投料量为96～97份，所述有机胺的投料量为3～4份，所述有机胺为三乙胺、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。根据本专利技术的一些实施方面，所述聚酯二元醇为分子量为1000～2000的聚碳酸酯、分子量为1000～2000的聚己内酯、分子量为1000～2000的聚己二酸新戊二醇己二醇酯中的任一种或几种；所述聚醚二元醇为分子量为1000～2000的聚四氢呋喃二醇中的任一种或几种。优选地，所述聚酯二元醇为分子量为1000的聚碳酸酯、分子量为2000的聚碳酸酯、分子量为1000的聚己内酯、分子量为2000的聚己内酯、分子量为1000的聚己二酸新戊二醇己二醇酯、分子量为2000的聚己二酸新戊二醇己二醇酯中的任一种或几种；所述聚醚二元醇为分子量为1000的聚四氢呋喃二醇、分子量为2000的聚四氢呋喃二醇中的任一种或几种。根据本专利技术的一些实施方面，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4-二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯中的任一种或几种。根据本专利技术的一些实施方面，所述亲水扩链剂为DMPA(二羟甲基丙酸)、DMBA(二羟甲基丁酸)中的一种或几种；所述催化剂为有机铋、钛酸四丁酯、二月硅酸二丁基锡、辛酸亚锡、氯化亚锡中的一种或几种。根据本专利技术的一些实施方面，步骤(1)中，所述反应的时间为2～6h；步骤(2)中，所述中和反应的反应温度为20～40℃、时间为10～20min；步骤(3)中，所述乳化在小于等于30℃温度下进行，所述聚氨酯粘合剂的固含量为34～36％。根据本专利技术的进一步实施方面，步骤(3)的具体实施为：将步骤(2)得到的预聚体降温至30℃以下，在高速搅拌下加入去离子水进行分散乳化，分散2～10min，将胺类扩链剂加入乳液中，进行扩链反应，5～20min后，升温至50～60℃，继续反应2～4h，制得所述聚氨酯粘合剂。根据本专利技术的一些实施方面，所述制备方法还包括对步骤(1)制备的端NCO基预聚体进行NCO％的测定，若所述端NCO基预聚体中NCO％为4.8～7.7％，则所述端NCO基预聚体合格，用于进行下一步反应。根据本专利技术的一些实施方面，所述制备方法还包括对步骤(3)制得的聚氨酯粘合剂进行检测的步骤，若所述聚氨酯粘合剂25℃的旋转粘度为50～800mpa.s，固含量为34～36％，则所述聚氨酯粘合剂检测合格。优选地，所述聚氨酯粘合剂的pH为6.5～9.5。本专利技术提供的又一技术方案：一种耐121℃高温蒸煮水性凹版印刷油墨，按重量份计，其原料配方包括以下组分：水性聚氨酯树脂100份；颜料30～80份；水20～70份；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温蒸煮的水性凹印版印刷油墨用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n（1）将聚酯二元醇、聚醚二元醇、亲水扩链剂、催化剂和二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应制得端NCO基预聚体；/n（2）使所述端NCO基预聚体与有机胺进行中和反应，制得中和后的预聚体；/n（3）在所述中和后的预聚体中加入水进行分散乳化，然后加入胺类扩链剂进行扩链反应，制得聚氨酯粘合剂；/n其中，步骤（3）中，按重量份计，所述中和后的预聚体的投料量为21~35份，所述胺类扩链剂的投料量为3~8份，所述胺类扩链剂为分子量560~620的二聚酸型脂肪族二胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温蒸煮的水性凹印版印刷油墨用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将聚酯二元醇、聚醚二元醇、亲水扩链剂、催化剂和二异氰酸酯混合后，在50～120℃条件下反应制得端NCO基预聚体；
（2）使所述端NCO基预聚体与有机胺进行中和反应，制得中和后的预聚体；
（3）在所述中和后的预聚体中加入水进行分散乳化，然后加入胺类扩链剂进行扩链反应，制得聚氨酯粘合剂；
其中，步骤（3）中，按重量份计，所述中和后的预聚体的投料量为21~35份，所述胺类扩链剂的投料量为3~8份，所述胺类扩链剂为分子量560~620的二聚酸型脂肪族二胺。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述胺类扩链剂为PRIAMINE1073、PRIAMINE1074、VERSAMINE551、VERSAMINE552中的一种或几种，其中，所述PRIAMINE1073和PRIAMINE1074来源于禾大公司，所述VERSAMINE551、VERSAMINE552来源于BASF。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，按重量份计，所述聚酯二元醇的投料量为27~34份，所述聚醚二元醇的投料量为7~9份，所述亲水扩链剂的投料量为4~6份，所述催化剂的投料量为0.05~0.2份，所述二异氰酸酯的投料量为38~43份。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，按重量份计，所述端NCO基预聚体的投料量为96~97份，所述有机胺的投料量为3~4份，所述有机胺为三乙胺、二甲基乙醇胺中的一种或几种的组合。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述聚酯二元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登科，柳红毅，张大华，江平，
申请(专利权)人：旭川化学苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32