[发明专利]聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明属于聚合物涂层材料领域，具体涉及一种聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

人们的生产生活离不开塑料包装，目前，最主要的包装塑料薄膜是双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)。BOPP无极性，表面能低，油墨在薄膜上附着力比较低，存在印刷困难的难题。就是将某种对油墨以及基材均具有良好粘结力的高分子溶液涂布在薄膜表面，形成涂层，然后在涂层上再涂布油墨进行印刷，是提高BOPP薄膜与印刷油墨之间粘结力的一种有效方法。

目前用于BOPP的涂层材料可分为溶剂型涂层材料和水性涂层材料。溶剂型涂层材料粘结力好，但传统的溶剂型涂层材料中的溶剂含量常在40％以上，对环境造成严重的污染。水性涂层材料的最大优点是大大降低了有机挥发性化合物(VOC)的用量，符合绿色环保要求。

目前用于BOPP的涂层材料中，其涂层聚合物主要有聚丙烯酸酯类、聚氨酯类，氯化聚丙烯类等。其中氯化聚丙烯对BOPP附着力好，是常用的BOPP涂层聚合物。但CPP极性低，表面能低，不易实现水性化。目前水性化改性后的CPP存在乳液稳定性差以及附着力不佳等问题，其应用性能仍不满足使用要求。聚氨酯类涂层材料表面能高，油墨与胶黏剂等在聚氨酯涂层材料上铺展效果好；而且聚氨酯分子极性大，而且其与大多数油墨和胶黏剂结合力强。但聚氨酯类涂层材料对BOPP附着力较差。因此采用聚氨酯改性氯化聚丙烯，结合两种不同涂层材料的优点，有望制备出表面能高，对油墨以及BOPP附着力好的新型环保涂层材料。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于通过分子结构设计，合成了一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物。

本发明另一目的在于提供一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物的制备方法。

本发明另一目的在于提供一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层材料的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物，该聚合物具有如式(1)所示结构：

其中R＝H或CH₃；n为4～14之间的自然数；R₁为m为17～34之间的自然数，p为14～28之间的自然数；R₂为

上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物的制备方法，按照以下操作步骤：(1)水性化改性氯化聚丙烯预聚物的制备；(2)聚氨酯预聚物的制备；(3)聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物的制备。

所述水性化改性氯化聚丙烯预聚物具有如式(2)所示结构，其制备方法为：在容器中加入氯化聚丙烯20～40重量份和溶剂60～100重量份，搅拌30min，升温至95～110℃，加入丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯1～3重量份、丙烯酸或甲基丙烯酸2～4重量份，马来酸酐1～2重量份，丙烯酸烷基酯1～4重量份和引发剂1～3重量份，反应6～9h，得到水性化改性氯化聚丙烯涂层聚合物；

其中R＝H或CH₃；n为4～14之间的自然数；

所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；所述氯化聚丙烯的含氯质量百分数为20～60％；所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十四酯中的至少一种；所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二叔丁基中的至少一种。

所述聚氨酯预聚物具有如式(3)所示结构，其制备方法为：在容器中加入聚醚多元醇40～60重量份和二异氰酸酯6～10重量份，升温至65～80℃，加入催化剂0.005～0.01重量份搅拌反应2h，加入丙酮30～50重量份和阻聚剂0.02～0.1重量份，1h内滴加甲基丙烯酸羟乙酯1～3份，继续搅拌反应2h得到聚氨酯预聚物；

其中R₁为m为17～34之间的自然数，p为14～28之间的自然数；R₂为

所述聚醚多元醇为分子量为1000的聚氧化丙烯二醇、分子量为2000的聚氧化丙烯二醇，分子量为1000的聚四氢呋喃二醇和分子量为2000的聚四氢呋喃二醇中的至少一种；所述二异氰酸酯为甲苯而异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；所述阻聚剂为对苯二酚或甲基氢醌中的至少一种。