用于硝基纤维素油墨的聚氨酯树脂制造技术

本文记载了一种聚氨酯树脂，其特别适用于层压包装应用的硝基纤维素基印刷油墨。该聚氨酯树脂赋予油墨以良好的挤出和粘合性质，使其适用于包装目的的层压产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚氨酯树脂、聚氨酯树脂的制备、用于柔版印刷 (flexographicprinting)或凹版印刷(gravure printing)的含有聚氨酯树脂的硝基纤维 素油墨组合物以及以含有聚氨酯树脂的油墨组合物印刷的层压物(laminate)。
技术介绍
近来，包装袋或包装容器的多样化对用于装饰或其表面保护的印刷油墨或涂料试 剂的性能提出了更高的要求。这些油墨或涂料试剂对各种塑料膜应该表现出优秀的粘附性 禾口抗粘连性(blocking resistance)。例如，与常规的油墨相比，使用用于塑料膜的硝基纤维素-聚氨酯基印刷油墨提 供了改善的可印刷性(printability)、对广泛种类的膜的粘合性以及更好的抗粘连性和耐 热性。特别地，在食品包装领域中，使用由层压膜(laminated film)材料制备的袋或容 器是因为它们是卫生的并且它们的内容物不直接与油墨接触，它们还提供了作为高级印刷 品应有的令人满意的外观。通常有两种方法制备这样的层压膜材料。一种是挤出层压方法，其中以油墨印刷 塑料膜基底，若需要时先将底漆(primer)施用至印刷表面上，再挤出熔融的树脂(例如聚 烯烃)至涂有油墨的表面上。另一种是粘合层压方法，其中先将胶粘剂(adhesive)施用至 塑料膜基底的涂有油墨的表面上，再将塑料膜层压至相同的表面上。因此，层压油墨必须具 有对印刷基底的出色的粘合力，以及对待层压膜的出色的粘合力。因此，用于印刷柔性(flexible)基底(例如合成的聚合物膜)的油墨和层压油墨 (即位于两基底之间并提供油墨树脂常规性质的油墨，该油墨有利地增强了两基底之间的 粘合力)在柔性包装领域中受到持续性和增长性的关注。硝基纤维素(NC)是主要的用于油墨颜料的分散(研磨)树脂。NC颜料基质 (pigment base)通过柔版和凹版工艺用于软包装印刷。NC基油墨是通用的，但是缺乏柔性 (flexibility)。当印刷在柔性膜(基底)上时，柔性的缺乏会导致较差的粘性和性能。因 此需要向NC基质中加入增塑剂(plasticizer)以提高柔性和改善性能。 当前所用的增塑剂例如邻苯二甲酸酯、聚酰胺和低分子量的聚氨酯，已证明 当它们用于NC基油墨时具有某些局限性，例如迁移、相容性、溶解性和层压粘结强度 (lamination bond strength)低。因此期望提供一种半成膜(semi-film forming)聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂需要 具有与NC的良好的相容性，溶于醇和酯溶剂以及两者的混合物中，并且当掺入NC基油墨时 适用于柔版和凹版印刷工艺。NC-聚氨酯油墨对于多个柔性基底应该具有良好的挤出和粘 合层压性能。
技术实现思路
本专利技术提供了半成膜聚氨酯树脂，其为通过多元异氰酸酯与多元醇的加成-缩聚 反应并以二元醇或二元胺进一步增链所得到的，该树脂表现出NC基油墨所需的改善的挤 出和粘合层压性能。本专利技术提供了用于层压包装用NC基油墨组合物中的半成膜聚氨酯树脂，该聚氨酯树脂有利地提供了良好的挤出和粘合性质，这些性质赋予了油墨组合物良好的层压粘结 强度。本专利技术的主题为聚氨酯树脂用于层压包装用的硝基纤维素基油墨的用途，该树脂 包含如下的反应产物多元异氰酸酯与多元醇反应形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物 以二元醇或二元胺增链从而形成聚氨酯树脂；该聚氨酯树脂与硝基纤维素相容并具有粘合 性质，该粘合性质提供了在300毫米/分钟的剥离速度下高于约200克/英寸的层压粘结 强度。然后，本专利技术的一个方面在于半成膜聚氨酯树脂，该树脂包含如下的反应产物多 元异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物以二元醇或二元胺增链从而形 成本专利技术的聚氨酯树脂。本专利技术树脂表现出与NC的良好的相容性，溶于醇和酯溶剂以及两 者的混合物中，并且适用于用于柔版和凹版印刷工艺的NC基油墨。本专利技术的聚氨酯树脂具有良好的层压粘结强度，同时也保持了在醇、酯和醇/酯 混合物中的溶解性、对基底的粘合力、抗粘连性、耐热性和稳定的流变性。本专利技术另一方面在于适于层压应用的NC基印刷油墨组合物，并且该油墨组合物 含有聚氨酯树脂、着色剂和有机溶剂，适用于柔版或凹版包装应用。该油墨组合物可包含另 外的组分，例如增粘剂(adhesion promoter)。含有本专利技术聚氨酯树脂的油墨当印刷在膜上时，特别是当其用作层压油墨时，表 现出良好的粘结强度(bond strength)。因此，本专利技术另一方面在于两个或更多个柔性膜基底的层压物，所述两个或更多个 柔性膜基底其中之一的表面印刷有本专利技术油墨组合物，其中由于油墨组合物中存在本专利技术聚 氨酯树脂而提供的良好的粘结强度，印刷图像在典型的包装条件下保持基本不变和完整。除了在操作实施例中或另外指明外，本文所使用的表示成分或反应条件的数量的 数值在任何情况下都应被理解成以术语“约”修饰。本文所说明的聚氨酯树脂可用作粘结剂用于配制包装用的NC基印刷油墨，也可 用作胶粘剂用于制备软包装用层压物和层状产品。本专利技术半成膜聚氨酯树脂可溶于有机溶剂中，例如溶于醇、酯和醇/酯的混合物 中，其特别是能与包装用NC基层压油墨相容并可用于配制该层压油墨。树脂在醇、酯和醇 /酯混合物中的溶解性使得柔版和凹版印刷应用中的油墨或涂料组合物的制剂仅有很小的 制剂差异(modification)。术语“半成膜”应该理解成既不是成膜剂也不是增塑剂。术语“与硝基纤维素相容”应该理解成当NC溶液和聚氨酯溶液以不同的混合比 例混合时，会得到澄清和稳定的混合物，其不会发生任何颜色改变、沉淀或胶凝化。术语“层压粘结强度”应该理解成拉开层压结构中的第一基底和第二基底所需的 力，计量单位以克每/线性英寸计。本专利技术聚氨酯树脂在300毫米/分钟的剥离速度下的层压粘结强度优选高于约200克/英寸(相当于在300毫米/分钟的剥离速度下的1. 2牛 /15毫米)。以本专利技术聚氨酯树脂制备的NC基层压油墨和涂料组合物与上述以常规的和市售 的树脂粘结剂系统制备的层压油墨和涂料相比，表现出优秀的挤出粘结强度、抗粘连性、可 印刷性、再溶解性(resolubility)和对广泛范围的膜(基底)的更好粘合力。聚氨酯树脂是这样制备的脂肪族、脂环族、芳香族或烷基芳香族的二异氰酸酯与 多元醇反应而生成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；然后使用二元醇或二元胺形成氨基甲酸 酯/脲连接键使该预聚物增链。所得聚氨酯树脂的数均分子量通常为约20000 120000道尔顿，优选为约 30000 80000道尔顿。本专利技术聚氨酯树脂在25°C下的粘度为约500 约5000cps(相当于在25°C的 500 约 5000mPa · s)固含量范围(solids range)为约35% 约60%，加德纳颜色低于4。 通式为下式的所有二异氰酸酯可与多元醇反应以制备异氰酸酯封端的聚氨酯预 聚物OCN-Z-NCO其中，Z是脂肪族、脂环族、芳香族或烷基芳香族基团，所述多元醇例如聚醚二醇、 聚酯二醇或它们的混合物。二异氰酸酯的实例包括但不局限于1，4_ 二异氰酸酯基丁烷 (l，4-diisocyanatobutane)、1，6_ 二异氰酸酯基己烷、1，5_ 二异氰酸酯基_2，2_ 二甲基戊 烷、2，2，4-三甲基-1，6-二异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚氨酯树脂用于层压包装用硝基纤维素基油墨的用途，所述树脂包含如下的反应产物：多元异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物以二元醇或二元胺增链从而形成聚氨酯树脂；所述聚氨酯树脂与硝基纤维素相容并具有粘合性质，该粘合性质提供了在３００毫米／分钟的剥离速度下高于约２００克／英寸的层压粘结强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-19 60/988,934聚氨酯树脂用于层压包装用硝基纤维素基油墨的用途，所述树脂包含如下的反应产物多元异氰酸酯与多元醇形成异氰酸酯封端的预聚物，该预聚物以二元醇或二元胺增链从而形成聚氨酯树脂；所述聚氨酯树脂与硝基纤维素相容并具有粘合性质，该粘合性质提供了在300毫米/分钟的剥离速度下高于约200克/英寸的层压粘结强度。2.权利要求1所述的用途，其中所述多元醇选自一种或多种聚醚二醇、一种或多种聚 酯二醇及其混合物。3.权利要求2所述的用途，其中所述聚醚二醇具有下式结构HO—-RO^p-H其中R是C2 C8直链或支链烃基。4.权利要求3所述的用途，其中所述R是C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：达拉库玛梅特拉，
申请(专利权)人：考格尼斯知识产权管理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]