[发明专利]一种塑料复合油墨用酯醇溶聚氨酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯技术领域，涉及一种聚氨酯树脂的制备方法，特别是涉及一种塑料复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法。 

技术背景

随着人们生活水平的提高，对食品包装的环保、安全性要求也越来越高。塑料薄膜作为一种包装材料，目前几乎占领了整个食品包装市场。塑料复合油墨由于其色彩鲜艳、美观经济等优点，在油墨行业、印刷行业具有不可替代的地位。 

塑料包装行业所用的薄膜主要有聚丙烯膜(PP)、聚乙烯膜(PE)、聚酯膜(PET)、尼龙膜(NYLON)等。其中聚烯烃类薄膜由于极性弱，结晶度高、表面自由能低，为国内外公认的难粘材料，选择油墨的关键在于其应同时对以上几种薄膜均具有良好的附着力，从而对油墨用树脂也提出了更高的要求。 

目前使用较多的塑料复合油墨用树脂是一种如JP 55145775、JP 86031670公开的氯化聚丙烯树脂，虽然其对PP/PE有良好的附着力，但对PET、NYLON的附着力不理想，特别是该树脂以甲苯、二甲苯、丁酮为主溶剂，不符合环保安全的要求。 

聚氨酯树脂因具有较好的耐磨性、耐低温性、保光性能，在油墨行业有着广泛的应用，但单一结构的聚氨酯树脂对食品行业广泛应用的聚烯烃(如PP、PE等)薄膜附着牢度不佳,不能符合凹版印刷要求。近年来，国内外对氯化聚烯烃改性聚氨酯树脂进行了大量的研究，如JP 04143145、EP 1743911、US 6245695等，可以很好地解决对聚烯烃的附着力。但由于聚氨酯与氯化聚烯烃的极性相差较大，导致二者相溶性差，特别是在较高温度下不稳定，难以应用到需要煮沸和蒸煮的食品用塑料包装上。 

因此，开发对塑料包装行业常用薄膜均具有良好附着力、满足食品安全环保要求的聚氨酯树脂，仍是该领域当前亟待解决的难题之一。 

发明内容

本发明的目的是提供一种塑料复合油墨用酯醇溶聚氨酯树脂的制备方法，以解决现有聚氨酯油墨树脂对极性塑料薄膜PET、NYLON附着力好，而对非极性塑料薄膜PP、PE附着力不佳的问题。 

本发明通过在聚氨酯分子主链引入低分子二聚酸脂肪基聚酰胺结构，从而使其对各类塑料薄膜均具有良好的附着牢度，同时通过引入脂肪醇聚氧乙烯醚，以降低聚氨酯树脂的表面张力，使得本发明的聚氨酯树脂具有对颜料润湿分散佳、光泽度高等优点。 

本发明塑料复合油墨用酯醇溶聚氨酯树脂的制备方法包括如下步骤： 

1）在氮气氛围中，将20-30重量份二聚脂肪酸升温至80-100℃，滴入0-4重量份二元胺，于130-150℃反应2-4h，再加入3-10重量份含羟基的一元胺反应1-5h，降温得到端基为羟基、数均分子量400-2000的聚酰胺；

2）在步骤1）得到的聚酰胺中加入20-50重量份聚酯多元醇、0-2重量份小分子二元醇、0.5-2重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、10-25重量份二异氰酸酯，在催化剂二月桂基二丁基锡存在下，于70-90℃反应至NCO基重量百分含量3-5%，制得端基为异氰酸酯基的聚氨酯/聚酰胺嵌段聚合物；

3）将步骤2）的聚氨酯/聚酰胺嵌段聚合物降温至40℃，加入5-10重量份二元胺扩链剂和0.5-3重量份分子量调节剂反应2-4h，加入稀释剂调节至固体物的重量百分含量为28-35%，制得塑料复合油墨用酯醇溶聚氨酯树脂。

本发明制备得到的塑料复合油墨用酯醇溶聚氨酯树脂的外观为无色或浅黄色透明溶液，数均分子量25000-60000，固含量28-35%，粘度500-1500mPa·s/25℃。 

上述制备方法中，所述的二元胺主要包括C₂-C₁₂的直链或含有支链的脂肪族或脂环族二元胺，优选乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺中的一种或几种。 

所述含羟基的一元胺为C₂-C₁₀的脂肪族醇胺，可以是乙醇胺、丙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇中的一种或几种。 

所述的聚酯多元醇可以是聚已二酸乙二醇酯，聚已二酸丁二醇酯，聚已二酸一缩二乙二醇酯，聚己二酸新戊二醇酯，聚已二酸已二醇酯，聚ε-己内酯二醇，聚碳酸酯二醇，聚已二酸二丙二醇酯中的一种或几种。 

一般地，当聚酯多元醇的数均分子量小于1000时，使得聚氨酯树脂的软段链节过短，断裂伸长率小，墨膜的柔韧性差；数均分子量大于5000时，氨基甲酸酯键浓度小，树脂的耐热性，PET、NY的附着力，对颜料润湿分散性等达不到塑料复合用聚氨酯树脂的要求。因此，所述聚酯多元醇的数均分子量应为1000-5000，优选1500-3000。