一种改性聚氨酯光油及其应用

摘要

本发明公开一种改性聚氨酯光油及其应用。本发明的改性聚氨酯光油其成膜物质为改性的苯酐聚酯型聚氨酯，其配方组成简单，生产方便，具有良好的热性能特别是低温柔韧性，符合聚烯烃薄膜的使用环境，且使用硬脂酸单甘酯改性苯酐聚酯多元醇所得产品，对聚烯烃基材的润湿性能好，耐溶剂性优良，成本较低，光泽度好，能够很好的适用于聚烯烃塑料制品。

权利要求

1.一种改性聚氨酯光油，由如下重量百分比的各组分组成：改性聚酯多元醇 20％～60％固化剂 5％～30％溶剂 30％～70％消泡剂 0.1％～1％；

上述改性聚酯多元醇是由邻苯二甲酸酐、新戊二醇和硬脂酸单甘油酯按如下摩尔百分数经脱水缩合聚合反应而得：邻苯二甲酸酐 35％～45％；

新戊二醇 40％～50％；

硬脂酸单甘脂 10％～20％；

上述固化剂为多异氰酸酯，或甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷以3∶1的摩尔比例反应所得产品。

2.根据权利要求1所述改性聚氨酯光油，其特征在于所述改性聚氨酯光油由如下重量百分比的各组分组成：改性聚酯多元醇 25％～40％固化剂 10％～20％溶剂 40％～60％消泡剂 0.1％～1％。

3.根据权利要求1或2所述改性聚氨酯光油，其特征在于所述溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、环己烷或丙二醇甲醚。

4.根据权利要求1或2所述改性聚氨酯光油，其特征在于所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

5.权利要求1～4所述任一项改性聚氨酯光油在聚烯烃塑料制品表面的应用。

说明书

一种改性聚氨酯光油及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于涂料材料领域，具体涉及一种改性聚氨酯光油及其应用。

背景技术

[0002] 聚烯烃塑料制品如聚乙烯，聚丙烯，聚丁二烯，乙烯-丙烯共聚物材料具有良好的物理和化学的性能，由于其分子结构中含有较少的极性物质，能耐大多数酸、碱的腐蚀。在常温下不溶于一般的溶剂，而且由于其线型结构和高结晶性能，使所得制品具有较好塑性同时也具有较好的抗冲性，因此被广泛的应用于制备成薄膜，管道，板材等各种制品，从而在轻包装，给排水管道，日用器具，汽车用材料等行业占有举足轻重的地位。由于聚烯烃塑料分子结构中含有较少的极性物质，导致了这一类材料具有低极性或者是非极性的表面，这种非极性表面给聚烯烃塑料制品上进行涂饰印刷或粘合带来了困难，为达到对这一类基材进行涂覆和印刷的良好效果，通常需要对基材进行表面活化，这种活化是为了提高塑料的表面能，增大其表面张力，也即在塑料表面生成一些极性基或加以粗化，以使涂料更易润湿和吸附于制件表面。实践发现，经过表面活化处理的聚烯烃基材在表面张力的提高和印刷适应性上的确有了较大的提高，但是，由于经过表面活化处理的聚烯烃基材表面性质已经改变，失去了原本稳定不活泼的表面，因此，经过处理的表面在涂饰或粘和后可以通过上光油的方式来获得具有良好的耐溶剂性，耐摩擦，耐高低温，高光亮，高光泽性等优异性能的制品表面。

[0003] 目前市场上所销售的这一类产品具有较多的缺陷，如聚酰胺类产品抗冻性不够，0℃时即已呈胶冻状，不适于冬季或北方使用，有机硅类产品则成本较高，丙烯酸及丙烯酸酯类产品应用于薄膜则机械性能不足等。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种配方组成简单、生产方便、具有良好的热性能特别是低温柔韧性，并能够很好的适用于聚烯烃塑料制品的改性聚氨酯光油。

[0005] 本发明的另一个目的在于提供上述改性聚氨酯光油在聚烯烃塑料制品如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、乙烯-丙烯等共聚物材料制品表面上的应用。

[0006] 本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

[0007] 一种改性聚氨酯光油，由如下重量百分比的各组分组成：

[0008] 改性聚酯多元醇 20％～60％

[0009] 固化剂 5％～30％

[0010] 溶剂 30％～70％

[0011] 消泡剂 0.1％～1％。

[0012] 上述改性聚氨酯光油，其各组分的优化配方为：

[0013] 改性聚酯多元醇 25％～40％

[0014] 固化剂 10％～20％

[0015] 溶剂 40％～60％

[0016] 消泡剂 0.1％～1％。

[0017] 上述固化剂可以为市售的多异氰酸酯，也可以使用甲苯二异氰酸酯(TDI)与三羟甲基丙烷以3∶1的摩尔比例进行反应所得产品。

[0018] 上述溶剂可选自甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、乙酸乙酯、环己烷或丙二醇甲醚，这里溶剂的作用是作为稀释剂调节产品黏度。

[0019] 上述消泡剂可以为有机硅类消泡剂以及市售任何一种消泡剂。

[0020] 上述改性聚酯多元醇为本发明改性聚氨酯光油的主要成膜物质。

[0021] 上述改性聚酯多元醇，其制备方法如下：

[0022] 将邻苯二甲酸酐、新戊二醇和硬脂酸单甘油脂进行聚合反应(脱水缩和)，其中反应原料邻苯二甲酸酐、新戊二醇和硬脂酸单甘油酯的反应摩尔百分数为：

[0023] 邻苯二甲酸酐 35％～45％

[0024] 新戊二醇 40％～50％

[0025] 硬脂酸单甘脂 10％～20％。

[0026] 上述改性聚酯多元醇的分子量范围可通过反应条件在1000～6000之间进行调整。

[0027] 本发明的改性聚氨酯光油，在其制备过程中，按前述配方量进行调配，其中固化剂在使用前才加入。

[0028] 本发明的改性聚氨酯光油，由于其结构为接枝有疏水烷基侧链的苯酐聚酯型聚氨酯，因此，产品对聚烯烃基材的润湿性能较好，且产品秉承聚氨酯树脂的优良的低温柔韧性和良好的耐溶剂性，其机械性能与聚烯烃制品特别是薄膜制品十分相似，在用作聚烯烃制品的光油产品时对基材使用限制小，同时还能获得具有光泽性和高性能的保护表面。

[0029] 本发明改性聚氨酯光油产品可用于聚烯烃塑料制品如聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、乙烯-丙烯等共聚物材料制品表面上，尤其适用于聚乙烯和聚丙烯薄膜表印材料配制以及印后光油使用。

[0030] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0031] 1.本发明的改性聚氨酯光油对聚烯烃基材的附着力优异，能够符合GB/T13217.7---91标准的附着牢度检验水准；

[0032] 2.本发明的改型聚氨酯光油具有优良的热性能，涂膜产品在加热高温烘烤两个小时后进行考察其热粘连性，仍具有良好的使用性能；

[0033] 3.本发明的改型聚氨酯光油为改性的苯酐聚酯型聚氨酯树脂制成，相比较于现有较多的聚醚型聚氨酯其成本优势明显，耐溶剂性好。

[0034] 4.本发明的改性聚氨酯光油由于其自身结构上所具备的特点，在配方中无需加入大量小分子表面活性剂来改性其对聚烯烃表面的润湿能力，其结构中的疏水侧链即已赋予了产品对聚烯烃基材较好的润湿性能，从而使所得产品在使用过程中不会发生小分子助剂大量渗出的不良现象，可以赋予产品表面一个具有疏水且稳定的表面。

[0035] 5.现有技术中，聚酰胺类聚烯烃基材印刷产品使用较多，但其抗冻性不够，0℃时即已呈胶冻状，不适于冬季或北方使用，需要加入较多助剂以提升抗冻性能，且其热粘连性不好，从而影响产品的最终使用性能，有机硅类产品性能优异但成本比较高，丙烯酸及丙烯酸酯类产品应用于薄膜则机械性能不适于柔软的薄膜产品，需要加入大量助剂来改性；而本发明的改性聚氨酯光油成本低廉，组成简单而生产方便，对处理后的聚烯烃基材表面润湿能力好，附着牢固，热性能优异，在市场广泛推广应用方面具有极其重要的实际价值。

具体实施方式

[0036] 在以下实施例中将进一步阐明本发明内容，但并不以此限制本发明。

[0037] 实施例1 改性聚氨酯光油产品

[0038] 本实施例的改性聚氨酯光油产品，由如下各组分组成：

[0039] 改性聚酯多元醇(按下述步骤自制) 30g

[0040] 固化剂 10g

[0041] 溶剂 59g

[0042] 消泡剂 1g

[0043] 本实施例的改性聚氨酯光油产品，其具体制备方法如下：

[0044] 1、改性聚酯多元醇的制备：将0.45mol新戊二醇，0.40mol邻苯二甲酸酐与约0.3g左右对甲苯磺酸加入四口烧瓶中，加入约15g二甲苯，装好分水器，通入N2气体保护，升温至100℃保温至物料全部融为液态，在缓慢升温至160℃左右，保温反应至出水初步完成，冷却至100℃后再加入0.15mol硬脂酸单甘油酯，物料全部融为液态后缓慢升温至160～180℃左右反应至出水完成，进一步升温至200℃，接真空泵抽真空，1小时后开始测酸值，当酸值降至5mgNaOH/g以下即可降温出料，得到反应产物为明亮浅黄色粘稠液体，即为改性聚酯多元醇；

[0045] 2、按前述改性聚氨酯光油产品其各组分的所需重量要求，称取30g上述改性聚酯多元醇，10g二异氰酸酯三聚体，59g甲苯，1g有机硅消泡剂，然后配制成改性聚氨酯光油产品，将其涂于经电晕处理的PE，PP薄膜表面上，放入鼓风干燥箱中80℃干燥1小时，取出冷却后编号分别为PE1号、PP1号用于测试。

[0046] 实施例2 改性聚氨酯光油产品

[0047] 本实施例的改性聚氨酯光油产品，含有如下重量的各组分：

[0048] 改性聚酯多元醇(按下述步骤自制) 35g

[0049] 固化剂 15g

[0050] 溶剂 49.5g

[0051] 消泡剂 0.5g

[0052] 本实施例的改性聚氨酯光油产品，其具体制备方法如下：

[0053] 1、改性聚酯多元醇的制备：将0.42mol新戊二醇，0.38mol邻苯二甲酸酐与约0.3g左右对甲苯磺酸加入四口烧瓶中，加入约18g二甲苯，装好分水器，通入N2气体保护，升温至100℃保温至物料全部融为液态，在缓慢升温至160℃左右，保温反应至出水初步完成，冷却至100℃后再加入0.20mol硬脂酸单甘油酯，物料全部融为液态后缓慢升温至160～180℃左右反应至出水完成，进一步升温至200℃，接真空泵抽真空，1小时后开始测酸值，当酸值降至5mgNaOH/g以下即可降温出料，得到反应产物为明亮浅黄色粘稠液体，即为改性聚酯多元醇；