[发明专利]环保型印铁油墨用共聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子合成和应用领域，具体涉及一种环保型印铁油墨用共聚酯及其制备方法。

背景技术

金属包装因其良好的密封性和具有的鲜艳图案，在食品、饮料、玩具包装、日化用品和家庭用品等行业得到广泛应用。随着科技的进步，越来越多以聚酯为原料的产品进入包装领域。当前油墨行业往往使用大量有机溶剂，对现场生产工人及环境造成严重危害。研发环保型印铁油墨势在必行，印铁油墨用共聚酯属于一种易溶性共聚酯，可广泛应用于油墨行业，具有耐介质性、高韧性、高附着力等特点，满足印铁行业的深加工处理的要求。

目前，印铁油墨共聚酯产品主要是由日本东洋纺、韩国SK等国外企业生产供应，油墨生产企业也越来越关注国产的同类产品，一方面，可以一定程度的降低生产成本；另一方面，可以得到更符合不同产品要求的共聚酯树脂。

公开号为CN101781453A的中国专利提供了一种聚氨酯潜固化型油墨用树脂及其制备方法，该制备方法分制备聚酯二元醇、制备预聚物、制备树脂三步骤。①制备聚酯二元醇：将己二酸、对苯二甲酸、1,3-丁二醇、1,2-丙二醇加入合成釜中，升温200～240℃进行酯化反应，反应5～6小时，再对合成釜内抽真空，得到聚酯二元醇。②制备预聚物：将上述制得的聚酯二元醇和二异氰酸酯在90～110℃条件下反应2～4小时，得到异氰酸根含量为5～9％的产物即为预聚物。③制备树脂：将有机溶剂预聚物搅拌均匀后，加入多胺扩链剂，温度控制在70～80℃。反应2～3小时，得到产物即为树脂。但是，该树脂在油墨中的应用并不符合环保的要求。

发明内容

本发明的目是为了减小印铁油墨行业所造成的环境危害、降低油墨行业生产成本，提供了一种环保型印铁油墨用共聚酯及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种环保型印铁油墨用共聚酯结构式为：

其中，R为二元羧酸类单体，R＇为二元醇类单体；m＝30～70、n＝30～70、t＝1～30。

进一步地，所述二元羧酸类单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸和丁二酸中的一种。

进一步地，所述二元醇类单体为乙二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇中的一种。

进一步地，所述共聚酯的特性粘度范围为0.4～0.7dL/g，分子量为10000～16000，玻璃化转变温度为40～60℃，酸值小于10mg KOH/g。

前述环保型印铁油墨用共聚酯的制备方法包括以下步骤：

(1)酯化反应：在聚合反应釜内加入醇酸摩尔比为(1.1～1.8)∶1.0的二元醇类、二元羧酸类单体，再加入催化剂和热稳定剂，在200℃～250℃、0～0.3MPa下进行酯化反应，时间为2～4小时，酯化出水量达到理论值时酯化反应完成；

(2)缩聚反应：当酯化反应结束时，将体系压力泄至常压，加入间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠，搅拌十分钟；然后，开启真空系统，将压力降至100Pa以下，同时将反应釜内温度升至260～280℃，进行缩聚反应；根据搅拌功率的变化判断出料时间，最终得到共聚酯。

进一步地，所述聚合反应釜内加入的二元羧酸类单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、癸二酸和丁二酸中的一种或多种；加入的二元醇类单体为乙二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种。

更进一步地，所述催化剂为三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑、钛酸四丁酯、乙二醇钛、锗系、锌系或铝系催化剂，加入量为共聚酯总质量的0.01％～0.1％。

更进一步地，所述热稳定剂为磷系热稳定剂，加入量为聚酯总质量的0.01％～0.08％。

再进一步地，所述间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠或间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠添加量占共聚酯总质量的1～15％。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

1、本发明所述环保型印铁油墨用共聚酯，是线性直链结构，没有交联，不添加任何三官能团、四官能团等多官能团单体，属于一种水溶性共聚酯，可与水、固化剂、填料、助剂等按一定比例制成聚酯油墨。

2、应用本发明所述共聚酯制备印铁油墨时，以水作为主溶剂，助溶剂(有机溶剂)含量低于10％，极大地降低了有机溶剂用量，从而降低了有机化合物(VOC)的排放；且，所制得的油墨与金属基表面有良好的粘结性能，具有耐介质性、高韧性、高附着力等特点，可满足印铁油墨行业深加工处理的要求。