包括含有羟基的胺化合物的硬树脂溶液和水基复印清漆制造技术

本发明专利技术涉及用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液，其中所述水性硬树脂溶液包含水、至少一种硬树脂和至少一种胺化合物，其中至少一种胺化合物中的至少一种具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括含有羟基的胺化合物的硬树脂溶液和水基复印清漆
[0001]本专利技术涉及用于水基复印清漆(overprint varnish)的水性硬树脂溶液以及包括这种水性硬树脂溶液的水基复印清漆。
[0002]复印清漆通常分别为澄清且透明的硬涂层或薄膜，它们被施加到基材以保护基材对抗机械影响、为基材提供光滑且有光泽的表面和/或另一特别的效果，比如哑光或柔软触感的外观等等。通常，清漆完全不包括颜料或仅包括少量颜料且完全不具有任何颜色或仅有少量颜色。基材可以是例如印刷的片材或幅材，其可用于如包装应用，例如食品包装，如印刷的麦片盒、饼干盒、纸巾盒、宠物食品袋等等。
[0003]已知有多种分别的复印清漆，其中所述复印清漆通常分类为油基复印清漆、水基复印清漆、辐射固化复印清漆、溶剂型复印清漆和其他。
[0004]油基复印清漆通常包含树脂作为粘结剂，比如醇酸树脂或松香衍生物。此外，油基复印清漆通常还包括：蜡，以为基材提供高耐磨性；溶剂如植物油、矿物油或脂肪酸酯以及干燥剂，以促进和加速清漆的定形和干燥。通常，油基复印清漆具有4000 cps或甚至更高的高粘度，且通常通过油墨部件在胶印平版印刷机中施加。然而，氧化干燥的机制相对较慢且可花费若干小时或甚至若干天。此外，这类清漆常常包含金属盐络合物作为干燥剂，其大部分为被归类为有毒或致癌物。这些清漆的另一个缺点是它们有变黄的趋势。
[0005]溶剂型复印清漆在小市场中使用。它们最常见的树脂为硝化纤维，然而醋酸丙酸纤维素（CAP）、氯乙烯共聚物、聚酰胺、醇酸树脂和丙烯酸树脂同样应用在这些涂层系统中。溶剂型复印清漆中主要的溶剂为酯类、醇类、酮类和芳烃类。使用塑化剂和其他添加剂以提供柔性。
[0006]水基复印清漆通常包含水、所谓的硬聚合物如苯乙烯聚合物或丙烯酸聚合物作为粘结剂、以及所谓的软聚合物如苯乙烯丙烯酸酯共聚物的乳液或分散体。为了改善硬聚合物在水中的溶解度，水基复印清漆还包括如主要为氨的中和剂。通常，首先通过混合水、硬树脂和中和剂制备硬树脂溶液，然后将如此制备的树脂溶液与软聚合物的乳液或分散体以及一种或更多种添加剂混合。通常使用水基复印清漆改善用相对低等级和低成本的油墨印刷的产品的特性。因此，对于不需要高品质印刷的产品，如麦片盒、饼干盒、纸巾盒、宠物食品袋等等，水基复印清漆提供了改善用低成本油墨印刷的基材的外观和其他特性的经济的方式。这种水基复印清漆也被用来改善更高等级产品例如平版印刷杂志封面等等的外观和触觉品质。这些水基复印清漆通常为无害的。此外，它们易于处理及施加且它们在水蒸发时基本物理干燥。此外，水基复印清漆可通过自交联和交联过程干燥。然而，通常水基复印清漆的光泽度需要改善，尤其是在水基复印清漆包含氨作为中和剂的情况下。通常，包含氨的水基高光泽度复印清漆在60
°
的视角下具有小于70的光泽度水平。包含其他中和剂如三乙醇胺、而不是氨的水基复印清漆，已知具有更好的光泽度；然而，它们具有不充分的抗粘连性，即它们具有粘附在其他表面的趋势，特别是在施加压力的情况下。最坏的情况下，表面不能被分开，使得印刷的基材不能进行任何进一步处理，例如处理成折叠盒，而需要被处置掉。因此，优秀的抗粘连性对于多种应用中的复印清漆是重要的特性，例如特别是对于包装应用，比如作为印刷的食品包装的涂层。
[0007]另一类复印清漆为辐射固化清漆，相比于水基复印清漆，其提供了更高的光泽度水平以及更好的机械和化学耐性。这被认为是由于化学反应，大部分为自由基聚合，其在UV光下的固化过程中进行，增加了网络密度。通常，这些辐射固化清漆包含乙烯基官能单体、低聚物和聚合物以及光引发剂，其在光化光辐照下引发聚合反应。所有这些化合物，特别是许多光引发剂在食品包装的标记、安全性和适应性上具有缺陷。另外，为引发聚合，辐射固化清漆需要特殊的灯，如汞灯、铁掺合灯或UV
‑
LED灯。UV固化复印清漆在60
°
的视角下达到超过85的光泽度水平，但相比水基复印清漆它们也更昂贵得多。
[0008]鉴于此，本专利技术的根本目的在于提供用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液以及包括这种水性硬树脂溶液的水基复印清漆，其完美适用于作为食品包装、易处理、无安全风险且比辐射固化组合物更便宜，该水基复印清漆提供了极佳的高光泽度水平，但仍然具有高抗粘连性，即对抗在其他表面粘附的高抗性，特别是在施加压力的情况下。
[0009]依照本专利技术，此目的通过提供用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液来满足，其中所述水性硬树脂溶液包含水、至少一种硬树脂和至少一种胺化合物，其中至少一种胺化合物中的至少一种具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含C
n
基团，其中n为3或更大的整数。
[0010]此溶液基于令人惊讶的发现，即，通过在水性硬树脂溶液中和包含所述水性硬树脂溶液的水基复印清漆中使用具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含C
n
基团（其中n为3或更大的整数）的胺作为中和剂，得到的水基复印清漆不仅具有极佳的光泽度（通常在60
°
的视角下有超过70的光泽度水平），而且还特别具有高抗粘连性，即对抗在其他表面粘附的高抗性，特别是在施加压力的情况下。此外，本专利技术的水性硬树脂溶液和水基复印清漆具有足够低的迁移潜力，即它们不会迁移到穿过基材如食品包装的纸板的显著程度。除此之外，具有一个氨基的胺，即一元胺，具有低气味，这是它们特别适用于涂覆在食品包装上或其他与食品接触的制品上的原因，以及与水性硬树脂溶液中和包含水性硬树脂溶液的水基复印清漆中的其他成分相容。此外，与已知的水性硬树脂溶液和水基复印清漆同样，本专利技术的水性硬树脂溶液和水基复印清漆易于处理、无安全风险且相当便宜，因为它们仅含有无毒且相当便宜的组分。另外，本专利技术的水性硬树脂溶液和水基复印清漆具有良好的耐磨性且它们的滑动可调。基于这些原因，本专利技术的水性硬树脂溶液和水基复印清漆适用于多种应用，例如但不限于印刷的包装、特别是印刷的食品包装的涂层。
[0011]硬树脂是在常规温度下坚固且脆的聚合物，易于粉碎且在加热和/或加入碱性化合物时可水溶。通常，硬树脂包含羧基。更具体地，依照本专利技术将硬树脂定义为具有用如下文进一步详细提出的凝胶渗透色谱（GPC）测量为至少800 g/mol的重均分子量的聚合物，依照 ISO 6721
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11:2012 塑料
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动态机械性质的确定
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11部分：玻璃化转变温度测量为超过40℃的玻璃化转变温度，以及在23℃下水中至少100 g/l、优选至少200 g/l、且更优选至少300 g/l的溶解度。如果硬树脂聚合物为中性分子，则用所述聚合物测量水溶解度，而如果硬树脂聚合物为带电荷的分子，则在硬树脂聚合物用胺化合物或用氨中和后测量水溶解度。优选地，在水蒸发后，厚度为1 到10
ꢀµ
m的硬树脂的薄层形成均匀、澄清的薄膜，其中如果黑色印刷测试表（Leneta Company Test : N2A
‑
2 Unsealed Test Chart）的光密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于水基复印清漆的水性硬树脂溶液，其中所述水性硬树脂溶液包含水、至少一种硬树脂和至少一种胺化合物，其中所述至少一种胺化合物中的至少一种具有一个氨基、至少两个羟基和至少一个含C
n
基团，其中n为3或更大的整数。2.根据权利要求1所述的水性硬树脂溶液，其中所述胺化合物中的一个氨基为末端氨基。3.根据权利要求1或2所述的水性硬树脂溶液，其中胺化合物中除了所述氨基中的氮原子外不含任何氮原子。4.根据前述权利要求中任一项所述的水性硬树脂溶液，其中所述胺化合物具有至少两个连位羟基。5.根据前述权利要求中任一项所述的水性硬树脂溶液，其中所述胺化合物具有通式(I)：NR1R2R3ꢀꢀꢀꢀꢀ(I)，其中R1和R2相互独立为H、直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、羟基官能烷基醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基，且R3为直链或分支的烷基、环烷基、烷基醚基团、烷基硫醚基团、芳基或者直链或分支的羟基烷基，条件是残基R1、R2和R3总共包含两个或更多个羟基，且残基R1、R2和R3中的至少一个为含C
n
基团，其中n为3或更大的整数。6.根据权利要求5所述的水性硬树脂溶液，其中R1和R2相互独立为H、直链或分支的C1‑
10
‑
烷基、C6‑
12
‑
环烷基、C1‑
10
‑
烷基醚基团、C6‑
12
‑
芳基或者直链或分支的C1‑
10
‑
羟基烷基、直链或分支的C1‑
10
‑
羟基烷基醚基团，且R3为直链或分支的C1‑
10
‑
烷基、C6‑
12
‑
环烷基、C1‑
10
‑
烷基醚基团、C6‑
12
‑
芳基或者直链或分支的C3‑
10
‑
羟基烷基。7.根据权利要求5或6所述的水性硬树脂溶液，其中R1为H且R2为直链或分支的C1‑6‑
烷基，或者其中R1和R2为直链或分支的C1‑6‑
烷基。8.根据权利要求5
‑
7中任一项所述的水性硬树脂溶液，其中R3具有通式(II)：
‑
(CR4R5)
m
‑
(CR6(OH))
o
‑
CR7R8H
p
(OH)
q
ꢀꢀꢀꢀ(II)，其中m为0到2的整数，o为2到8的整数，q为0或1的整数，p为0或1的整数，其中当q为0时，p为1，且当q为1时，p为0，R4、R5、R6、R7、R8相互独立为H、直链或分支的烷基或者带有羟基官能团的直链或分支的烷基。9.根据权利要求5
‑
8中任一项所述的水性硬树脂溶液，其中R
3 具有通式(III)：
‑
(CH2)
m
‑
(CH(OH))
o
‑
CH2OHꢀꢀꢀꢀ(...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：德国胡贝尔集团有限公司，
类型：发明
国别省市：