[发明专利]具有高层压粘结强度的油墨和涂料用组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种包含乳液聚合物和具有醚基的水溶性聚合物的组合物。任选地，具有羧化物基团的载体树脂可以包含在该组合物中。此外，本发明涉及一种制备该组合物的方法以及该组合物在水基涂料或油墨中的用途。本发明尤其涉及该组合物在用于在塑料基材上印刷的水基油墨以及水基涂料如罩印清漆或油漆中的用途，尤其是作为粘合剂的用途。具体而言，本发明涉及可以用于要求高层压粘结强度的应用的组合物。

发明背景

将各种塑料薄膜用于包装工业中以储存和航运食品。在许多情况下这些塑料薄膜印有正文和图像。用于该目的的印刷油墨必须满足成功用于该应用中的某些最终使用要求。这些要求包括良好的可印性、再溶性、耐受性能和高层压粘结强度(LBS)。塑料包装所用油墨还必须呈现良好的润湿和流动性能以及快干时间。

由于来自溶剂基油墨的环境和健康关切，近年来越来越强调将水基油墨用于在包装用薄膜上印刷。因此，高度需要具有良好可印性，即良好的油墨转移和润湿，对基材的良好粘附以及良好的图像分辨率的水基油墨。

类似地，具有良好再溶性—干燥油墨在处于湿态时的相同油墨中再分散的能力—的水基油墨也是重要的。例如若停止压机，则水基油墨开始在辊上干燥并且可能因成膜、pH变化等而发生物理和化学变化，这使得这些油墨的可印性成问题。

最后，印刷或涂敷薄膜对机械力、水、溶剂和其他化学品的耐受性也是高度希望的。然而，许多水基聚合物涂料通常存在粘附性、耐磨性以及耐水和溶剂性的问题。

已经将各种多价金属交联剂用作水基涂料的添加剂，以试图改进涂料的耐受性能。

WO 2006/034229 A1描述了稳定的水性聚合物组合物，其包含水性聚合物、金属交联剂以及包含2-10个碳原子和至少两个独立地选自羟基和羧基的官能基团的稳定剂。

需要在用于在塑料薄膜和其他基材上印刷时甚至不使用金属交联剂也显示良好润湿、干燥速度、流动行为、可印性、耐受性能、再溶性和良好层压粘结强度的水基涂料，尤其是油墨。此外，该类涂料必须在储存时且在正常使用条件下稳定。本发明的水基油墨和涂料在用于塑料薄膜和其他基材上时呈现这些和其他理想性能。

当前市场通常使用溶剂基油墨。这些溶剂基油墨中所用粘合剂类型从硝化纤维素/增塑剂组合延伸到硝化纤维素/聚氨酯组合且包括聚丁酸乙烯酯、聚氯乙烯/聚氨酯和聚氨酯。向水基体系的转变由于缺乏对于诸如层压于OPP的印刷的取向聚丙烯(OPP)或层压于低密度聚乙烯(LDPE)的印刷聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应用提供良好可印性以及良好LBS的水基替代品而缓慢。

由现有技术已知多种水基印刷油墨组合物。

WO 95/28436 A1描述了适合用于在疏水性基材上照相凹版和柔性版印刷的水基印刷油墨组合物，它们通过将平均粒径小于约0.5微米且由疏水性、防潮性、粘附树脂形成组分构成的低粘度树脂乳液与含有水溶性聚合物的颜料糊组合而制备。

WO 97/19992描述了包含聚合物的含水聚合物乳液组合物。其中还描述了包含着色剂和包含该水乳液聚合物的所述着色剂用粘合剂的印刷油墨。

US 5,284,894描述了用于应用于各种基材上的印刷油墨和涂料中的胶乳。这些胶乳被描述为适合作为涂敷到聚烯烃表面上的漆料。

US 4,954,556描述了包含乳液聚合物和再润湿剂的水基油墨组合物。

已知包含由含有羧化物基团的碱溶性树脂(载体树脂)稳定的乳液聚合物的流变控制(RC)乳液为具有良好再溶性和可印性性能的含水印刷油墨的粘合剂。这些组合物的一些局限在将该类油墨施加于典型柔性包装基材如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或PET上时变得明显。

具有非常特殊和严格要求的基材是层压的柔性包装材料，它们首先印刷在透明OPP或PET基材上且随后与第二柔性基材(薄膜)如OPP或PE层压，例如使用无溶剂的2K PU(双组分聚氨酯)层压粘合剂。该应用要求高层压粘结强度，例如通常高于2.0N/15mm。

通常而言，基于RC乳液的油墨通常显示出优异的可印性，但层压粘结强度不足(例如通常低于0.5N/15mm)。

因此，本发明的一个目的是要提供具有高层压粘结强度的水基油墨或涂料。

惊人地发现通过将诸如RC乳液的组合物与某些含有醚基的水溶性聚合物组合，可以得到具有良好层压粘结强度的油墨。

发明概述