Page 229 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期                      赵庆仁,等:  非结晶性水性聚氨酯油墨连接料的合成                                   ·2591·


                 由图 5 可以看出,随着 HTPB 含量的增加,胶                     墨黏度 13~50 s 的技术要求,且具有良好的初干性
            膜在 BOPP 膜上的剥离强度先增加后趋于稳定;改                          和抗粘连性,满足日常使用。
            性后乳液胶膜的剥离强度均大于 2.0 N/25 mm,能够
            满足使用要求       [23] 。一方面非结晶性聚氨酯可以增加                                表 6   水性油墨性能
            对材质的粘接强度         [24] ;另一方面可能由于 HTPB 含                    Table 6    Performance of water-based ink
                                                                连接料     稳定性/月     黏度/s    初干性/mm     抗粘连性
            量的增加,聚氨酯极性降低,根据相似相溶原理,
                                                                WPU1      >6      39.13      20      不粘连
            乳液在低极性 BOPP 薄膜上的附着力更强,而随着
                                                                WPU3      >6      37.28      18      不粘连
            HTPB 含量的继续增加,附着力变化不明显。
                                                                WPU5      >6      39.52      21      不粘连
            2.7   胶膜 SEM 分析
                 图 6 为水性聚氨酯胶膜拉伸断面的 SEM 图。                      3   结论

                                                                   以 HTPB、PNA 为软段成功制备了性能良好的
                                                               水性聚氨酯乳液。胶膜的 XRD 测试显示,制备的水
                                                               性聚氨酯为无定形结构。DSC 测试表明,该水性聚
                                                               氨酯属于非结晶性聚氨酯。HTPB 含量对乳液粒径、
                                                               胶膜的力学性能、T g 、表面能影响较大;当 HTPB
                                                               用量为 PNA 物质的量的 30%时,水性聚氨酯乳液综
                                                               合性能最好,其乳液平均粒径为 287.3 nm,胶膜表
                                                                               2
                                                               面能为 31.77 mJ/m ,拉伸强度为 14.2 MPa,断裂伸
                                                               长率为 977.72%,在 BOPP 薄膜上的剥离强度为 4.4
                                                               N/25 mm。HTPB 改性后的聚氨酯乳液在 BOPP 薄膜
                                                               上的剥离强度均大于 2.0 N/25 mm,能够满足日常使
                                                               用要求。以该聚氨酯为连接料配制的水性油墨在相
                                                               容性、初干性、抗粘连性等方面性能良好。该水性
                                                               聚氨酯作为水性油墨连接料在 BOPP 薄膜印刷上将
                                                               具有良好的应用前景。
                                                               参考文献:

                                                               [1]   ZHU J T, WANG Z M, XIONG D, et al. Preparation and properties
                                                                   of a novel  low  crystallinity cross-linked network waterborne
                                                                   polyurethane for water-based ink[J]. Progress in Organic  Coatings,
                                                                   2019, 133: 161- 168.
                                                               [2]   XING Z, YAN L, FANG C Q, et al. Recent advances in synthesis of

                                                                   waterborne polyurethane and their application in water-based ink: A
                  a—WPU0;b—WPU1;c—WPU2;d—WPU3;                     review[J]. Journal of Materials Science and Technology, 2015, 31(7):
                       e—WPU4;f—WPU5;g—WPU6                        708-722.
                                                               [3]   FANG C Q, ZHOU X, YU Q, et al. Synthesis and characterization of
                 图 6   水性聚氨酯胶膜拉伸断裂面的 SEM 图                         low crystalline waterborne polyurethane for potential application in
            Fig. 6    SEM images of tensile fracture surface of waterborne   water-based ink binder[J]. Progress in Organic Coatings, 2014, 77(1):
                   polyurethane films                          [4]   61-71.
                                                                   XIONG H Y (熊华玉), BAO T (包婷), WEN W (文为),  et al.
                                                                   Research progress of  polymer binders for water-based inks[J].
                 由图 6 可以看出,WPU0~WPU4 断裂面由丝状                        Colloid and Polymer (胶体与聚合), 2016, 34(2): 82-84, 88.
                                                               [5]   GE Y L (葛雅莉), PAN M S (盘茂森), AN Z (安哲). The research
            逐渐变为片状,表明聚氨酯胶膜的脆性增加,断裂                                 status of water-based ink binders[J]. Guangdong Chemical Industry
            伸长率降低;WPU5 和 WPU6 的断裂面出现的半球                            (广东化工), 2016, 43(16): 278,254.
                                                               [6]   WANG J, ZHU Y F, FU Y Q. Fabrication and properties of
            状凸起逐渐增多,可能是因为一定量 HTPB 与聚氨                              KMnO 4-treated functionalized biaxially oriented polypropylene
            酯不相容导致。                                                (BOPP) films coated with a hybrid material[J]. Journal of Sol-Gel
                                                                   Science and Technology, 2014, 71(1): 176-183.
            2.8   水性油墨性能分析                                     [7]   LIN Y J,  HILTNER A, BAER E. A new  method for achieving
                 对水性油墨的性能进行了测试,见表 6。                               nanoscale reinforcement of biaxially oriented polypropylene film[J].
                                                                   Polymer, 2010, 51(18): 4218-4224.
                 表 6 的稳定性表明,该水性聚氨酯油墨连接料                        [8]   CHEN W X, YU J S, HU W, et al. Partial hydrophilic modification of
            与水性色浆有较好的相容性,配制的油墨满足                                   biaxially oriented  polypropylene film by an atmospheric pressure
                                                                   plasma jet with the allylamine monomer[J]. Applied Surface Science,
            GB/T26394—2011《水性薄膜凹印复合油墨》对油                           2016, 387: 957-964.
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