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聚氨酯--聚氨酯油墨粘合劑及其案例
發布時間: 2018-11-22

聚氨酯樹脂的柔韌性、粘接性、對顏料的分散性都很優異,因而可用作塑料或金屬材質表面的照相凹版及網版印刷油墨的膠粘劑。
 
與其它領域所有的PU樹脂有本質的不同,對油墨用的PU樹脂應滿足以下幾方面的要求:
 
①最基本的可溶性,考慮到與顏料、其它樹脂的相容性及適應油墨對溶劑揮發性等方面的要求,PU樹脂應能溶于醇(異丙醇)或含醇的混合溶劑,這就要求聚氨酯樹脂的分子量不能太高,而通常的非油墨用的PU樹脂是不能溶于異丙醇及含醇的混合溶劑的;
②干燥的樹脂表面無粘性;
③PU樹脂溶于混合溶劑而成的PU粘合劑的粘度應較低,而成膜后其強度應較高;
④粘合劑對光滑表面的基材要有良好的粘接性,因而一般不能采用結晶性PU樹脂。
 
油墨粘合劑所用的PU樹脂一般由聚酯或聚醚多元醇、脂環族二異氰酸酯及二元胺/二元醇擴鏈劑制備,分子量約數萬。為了能溶于醇,并提高膜強度、與塑料或其它基材的粘接性及顏料的分散性,一般在PU樹脂中引入脲鍵,即形成聚氨酯-脲樹脂(PUU)。油墨用的聚氨酯粘合劑以單組分居多。
 
實例一:大日本油墨化學工業株式會社的一則專利:由聚對苯二甲酸丁二醇酯二醇與HDI在甲乙酮中反應制得固含量為80%的預聚體溶液,該預聚體溶液1350份與68份異佛爾酮二胺(IPDA)及12.9份二異丁胺在1470份甲乙酮中于40℃反應1H,得一固含量約40%的PUU溶液,PUU的分子量為19200。此溶液再用77份75%的HDI/TMP加成物(NCO含量12%)于80℃處理3H,并加甲乙酮和異丙醇若干繼續攪拌,制得的30%濃度樹脂溶液粘合劑25℃時粘度為1050mPa·s。一種油墨組合物含上述PU粘合劑30份、二氧化鈦顏料30份、異丙醇10份及甲乙酮30份,在PE、PP及PET薄膜上印刷,并做膠粘帶剝離試驗,發現該油墨的印刷層具有≥90%的保留值。此油墨當與多異氰酸酯交聯劑混合后,具有較長的適用期。例如,加入3%的交聯劑,40℃貯放24H后粘度增加率小于10%。
 
實例二:日本三洋化成株式會社開發的一種油墨粘合劑(展色劑)用PU樹脂,是由PBA聚酯(Mw1500)、IPDI、IPDA及二乙醇胺制得,其軟化點為120℃、Mw27600、100%模量為3MPa。由于引入脲鍵和胺基,使分子間氫鍵作用力大大增加,提高了樹脂的內聚強度及對薄膜的粘接力。由該樹脂30份、二氧化鈦50份及混合溶劑若干份制得的塑料薄膜印刷油墨對PP、PET及尼龍薄膜具有良好的印刷效果,印刷層耐熱油脂、抗粘連。
 
案例三:由聚己二酸-(3-甲基-1,5-戊二醇)酯二醇0.5mol、聚四氫呋喃醚二醇(Mw2000)0.5mol,H12MDI 12.5mol和IPDI 1.5mol制備的PUU樹脂,用于油墨粘合劑,能使顏料在油墨中的分散更均勻,對基材有更良好的粘附力。

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