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塑料印刷油墨用聚氨酯粘合剂的研究(上)

塑料印刷用油墨随着彩印包装行业的发展而用量日益增加,而国内科研及生产单位对这一市场的开发则基本处于空白状态,很少见有关这方面的研究报道。因此我们在这方面进行了一些探讨性的研究工作。彩印包装行业所用的基膜主要不管是哪一种方法有聚酯膜(ＰＥＴ)、尼龙膜(ＮＹＬＯＮ)、聚丙烯膜(ＰＰ)、聚乙烯膜(ＰＥ)等几种,选择油墨的关键在于其应对这几种基膜均具有良好的附着力,从而对油墨所用的粘合剂提出的较高要求。众所周◆Natvar品牌高精密的硅胶挤出医用导管知,聚氨酯材料具有极好的粘结性能,耐磨性、耐擦伤性和良好的低温性能,高光泽、保光性能,因而在油墨行业有着广泛的应用。但其用于彩印包装行业的缺陷是对于在该行业广泛应用的ＰＰ、ＰＥ等基膜的附着性有所欠缺。针对这一问题,我们在研究中使用了分子中含有羟基的氯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物与大分子二元醇、小分子扩链剂,甲苯二异氰酸酯共同反应,制得一种新型聚氨酯粘合剂,用其制得的油墨对于包括ＰＰ、ＰＥ在内的各种基膜均具有良好的附着力。

1 实验部分

1.1 主要原料

聚丙二醇(ＰＰＧ):Ｍｎ=2000 南京塑料厂;

氯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物(ＰＶＨＡ这些材料包括3D打印线材、塑料瓶、拉链和钓鱼线):Ｍｎ=2000 自制;

甲苯二异氰酸酯(ＴＤＩ80/20): 工业品进口

二乙二醇:分析纯 郑州试剂三厂;

二乙三胺:分析纯 上海试剂三厂;

二正丁胺:分析纯 北京朝阳西会化工厂。

1.2 粘合剂的合成

在装有电动搅拌、温度计、氮气导管的烧瓶中,加入计量的聚丙二醇,氯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物溶液,ＴＤＩ,溶剂和适量催化剂,氮气保护下控温70℃左右反应小时。然后加入扩链剂继续控温反应。反应接近完成时,可根据检测反应液中异氰酸根含量的情况选择加入适量的二正丁胺除去未反应的-ＮＣＯ基团。最后加入溶剂调整产物固含量为30%,得改性聚氨酯粘合剂。

1.3 油墨的制备

在上述聚氨酯粘合剂中加入ＴｉＯ2、甲苯不但使底妆液质地温和、丁酮,加以砂磁力泵磨制成白色油墨。用甲苯、丁酮、异丙醇混合溶剂将油墨调节为适当粘度后,分别印刷在经过电晕处理的ＯＰＰ膜、ＰＥＴ膜、ＮＹＬＯＮ膜上。烘干并搁置一段时间后,进行油墨与基膜的附着力测试。

2 结果与讨论

2.1 预聚反应中ＮＣＯ与ＯＨ比例对粘合剂性能的影响

固定原料中ＰＶＨＡ与ＰＰＧ的摩边比为1∶3,在粘合剂合成反应中第一步合成端ＮＣＯ基预聚体时,改变ＮＣＯ与ＯＨ的比例,但控制总的反应原料中ＮＣＯ与ＯＨ、ＮＨ2的比例不变,得到系列不同的粘合剂,涂膜,干燥;测试其涂膜的物理机械性能。结果见表1。

由表1的结果可以看出,随着ＮＣＯ/ＯＨ值的增加,样品的抗张强度增加,断裂伸长率下降。其原因在于ＮＣＯ/ＯＨ值增加,聚氨酯分子链中硬段含量提高,极性较强的氨基甲酸酯键,脲键数量增加,刚性苯环链段也有增加,使大分子间相互作用增强,内聚能增加,使抗张强度升高。同时硬段的增加必然使柔性链段如醚键含量减少,使断裂伸长率酒精测试下降。综合上述两方面的因素,我们在合成中将ＮＣＯ与Ｏ铆钉枪植绒纸Ｈ比例定为1.8。

(待续)