Ход исследований и перспективы использования полиуретановой смолы для печатной краски для ламинирования

С развитием экономики и культуры Китая быстро развиваются полиграфическая и издательская промышленность, а также упаковочная промышленность. Внутренний спрос на чернила резко возрос. По мере роста экологического сознания людей и увеличения требований людей к безопасности при упаковке пищевых продуктов и полиграфии требуется снижение доли ароматических углеводородов и токсичных летучих органических компонентов в составе чернил. Экологически чистые чернила постепенно заменили чернила, не содержащие бензола, спирторастворимые чернила и чернила на водной основе, и постепенно заменили традиционные чернила на основе летучих органических растворителей. Полиуретановые чернила постепенно быстро развивались благодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам. Он обладает такими преимуществами, как простота использования, стабильная производительность, сильная адгезия, отличный глянец и хорошая термостойкость, а также подходит для различных методов печати. В то же время полиуретановые чернила можно растворять в таких растворителях, как спирт, сложный эфир, кетон или их смеси, не полагаясь на высокотоксичные бензольные растворители. Он отвечает требованиям по защите окружающей среды и стал направлением развития и тенденцией полиграфической промышленности. Среди факторов, определяющих различные свойства печатных красок, основными факторами являются свойства смолы, используемой в чернилах. Полиуретановая смола обладает превосходной износостойкостью, устойчивостью к царапинам, стойкостью к растворителям, связующими свойствами, хорошими низкотемпературными характеристиками, высоким глянцем и сохранением тепла, а ее свойства применения широко регулируются и могут удовлетворить различные потребности. .

1 . Классификация полиуретановых чернил

Полиуретановые чернила можно разделить на четыре основных типа по составу используемого связующего и принципу отверждения: однокомпонентные летучие полиуретановые чернила, двухкомпонентные реактивные полиуретановые чернила, светоотверждаемые полиуретановые чернила и полиуретановые чернила на водной основе ; В зависимости от формата печати. ​​В зависимости от различных печатных материалов их можно разделить на пластиковые чернила, бумажные чернила, тонкие алюминиевые чернила, чернила для печатной ткани, керамические чернила и т. д. Для специальных целей их можно разделить на УФ- чернила, люминесцентные, флуоресцентные и фосфоресцентные чернила, жидкокристаллические, проводящие и магнитные чернила, устойчивые к реторте чернила и чернила для защиты от подделок и т. д.

2 . Статус разработки полиуретановой смолы для чернил

2. 1 Полиуретановая смола для однокомпонентных летучих чернил.

Летучие полиуретановые чернила обладают преимуществами простоты использования и стабильной производительности и могут соответствовать требованиям различных методов печати. Он в основном используется в пластиковой композитной упаковке и других аспектах. Он был индустриализирован в стране и за рубежом и широко использовался. Основной механизм синтеза чернил этого типа заключается в испарении большого количества содержащихся в них летучих растворителей, в результате чего смола и пигмент в чернилах образуют слой твердой пленки, которая прилипает к поверхности подложки для достижения цели. печати. Преимуществами этого метода являются равномерность реакции, простота контроля и хорошая воспроизводимость. Однокомпонентная полиуретановая смола для чернил обладает хорошей адгезией, маслостойкостью и устойчивостью к кулинарной обработке на многих пластиковых основах .

GOLD MINE COMPANY как производитель полиуретановых смол использовала адипиновую кислоту (АА) и 1,4- бутандиол (БДО) в качестве основного сырья для синтеза полиэфирполиолов с относительной молекулярной массой от 1000 до 2000 и удлинителей цепи дифенилметандиизоцианата (МДИ). Синтезирован однокомпонентный полиуретановый связующий материал с другими добавками. Полиуретановые чернила обладают характеристиками хорошего глянца, низкой вязкости и хорошей прочности сцепления. Он может удовлетворить потребности промышленности по производству композитных пленок и чернил. Его использовали в Гуандуне и Фуцзянь. Продвигайте использование в других областях. Чжоу Вэньсинь и др. использовали сополимер винилхлорида и гидроксиэтилакрилата, содержащий в молекуле гидроксильные группы, для реакции с макромолекулярным гликолем, удлинителем цепи малых молекул и толуилендиизоцианатом (ТДИ) для получения нового типа полиуретанового клея. Чернила, полученные с его помощью, обладают хорошей адгезией к различным базовым пленкам, таким как полипропилен (ПП) и полиэтилен (ПЭ). Полиуретановая смола для чернил, разработанная японской компанией Sanyo Chemical Co., Ltd., состоит из полибутиленадипатгликоля (PBA с максимальной относительной молекулярной массой 1500) , изофорондиизоцианата (IPDI) и изофорона. Изготовлен из диамина (IPDA) и диэтаноламина. , за счет введения карбамидных связей и аминогрупп сила межмолекулярной водородной связи значительно увеличивается, улучшая когезионную прочность смолы и адгезию к пленке. Изготовлен из 30 частей смолы и 50 частей диоксида титана.Краска для печати на пластиковых пленках, приготовленная путем добавления 100% и нескольких частей смешанного растворителя, оказывает хорошее печатное воздействие на полипропиленовые , полиэтилентерефталатные (ПЭТ) и нейлоновые пленки. Печатный слой устойчив к терможиру и адгезии.

2.2 Полиуретановая смола для двухкомпонентных реактивных чернил

Двухкомпонентные чернила также называют чернилами химической реакции. Перед печатью необходимо добавить катализатор. Катализатор реагирует со смолой в чернилах с целью высыхания чернил посредством реакции полимеризации. Компонент А представляет собой форполимер и пигмент с концевыми гидроксильными группами. Смесь других добавок, компонент В представляет собой отвердитель с изоцианатной концевой группой. При использовании два компонента смешиваются в определенной пропорции для печати. Эти двухкомпонентные реактивные полиуретановые чернила обладают хорошей адгезией и стабильностью вязкости к пластиковым пленкам. Компонент А имеет стабильные характеристики, низкую относительную молекулярную массу, хорошую текучесть и хорошую смачиваемость пигментами; но в компоненте Б из-за наличия изоцианатных групп этот компонент обладает большой токсичностью. Кроме того, изоцианатная группа является очень реакционноспособной группой и может легко реагировать с водой и другими соединениями, содержащими активный водород, при комнатной температуре. Следовательно, этот компонент имеет плохую стабильность и его трудно хранить. В настоящее время двухкомпонентные реактивные полиуретановые краски имеют множество проблем: перед печатью основные компоненты необходимо быстро смешивать с отвердителем, чернила нельзя трогать руками, срок службы консервированных продуктов очень мал, а остатки чернил после печати легко испортиться. Кроме того, отвердитель стоит дорого, что увеличивает стоимость упаковочных пакетов или контейнеров .

2.3 Полиуретановая смола для фотоотверждаемых чернил

В полиуретановой смоле для светоотверждаемых чернил используется излучение высокой интенсивности, такое как излучение электронного луча и ультрафиолетовое излучение, чтобы вызвать сшивание и отверждение активной олигомерной системы. Учитывая такие факторы, как инвестиции в оборудование, основной формой в настоящее время является отверждение ультрафиолетом (УФ) . Он обладает преимуществами холодного отверждения, быстрого отверждения, энергосбережения и т. д., а благодаря использованию 100 % системы активных компонентов в процессе отверждения не выделяется растворитель, что значительно снижает загрязнение. Механизм реакции отверждения светоотверждаемых полиуретановых чернил – свободнорадикальная полимеризация. Он затвердевает за несколько секунд и подходит для высокоскоростной печати. Поскольку реакция представляет собой сухой процесс сшивки, она имеет хорошую адгезию к большинству подложек. Являясь новым типом экологически чистых чернил, чернила, отверждаемые УФ-излучением, обладают преимуществами энергосбережения, отсутствия выбросов растворителей, отсутствия загрязнения окружающей среды, высокой эффективности производства, подходят для термочувствительных материалов, превосходных характеристик печати и низких инвестиций в оборудование. Он широко используется в бумаге и пластмассах, металле, лакокрасочной пленке и других печатных поверхностях. Вся система УФ- отверждения не содержит растворителей и соответствует зеленым и экологически чистым чернилам. УФ- печать чернилами обладает стабильной адаптируемостью, может повысить фактическую эффективность производства и снизить затраты, а также может принести инвесторам экономические выгоды, такие как высокая производительность и высокая производительность .

2.4 Полиуретановая смола для чернил на водной основе

Чернила на водной основе считаются лучшим выбором для экологически чистой печати. Сшитый при нормальной температуре полиуретановый эпоксидный клей на водной основе может производить однокомпонентные полиуретановые чернила на водной основе, подходящие для глубокой печати. Чернила на водной основе обладают высоким глянцем и водостойкостью, сильной адгезией, регулируемой сухостью, яркими цветами, прозрачными слоями, нетоксичны, негорючи, устойчивы к атмосферным воздействиям. Вязкость легко контролировать по сравнению с другими чернилами на водной основе. чернила, он имеет широкую адаптируемость к различным материалам подложки. Полиуретан-полиакриловая кислота. В качестве связующего материала для чернил на водной основе в процессе высыхания отпечатков красочной пленки сочетаются свойства полиуретанового эпоксидного клея и полиакрилата. Модифицированная эмульсия также имеет хорошую устойчивость к адгезии с пленкой. По сравнению с акрилатом на водной основе, эпоксидной смолой и т. д., полиуретановая смола на водной основе имеет больше преимуществ в износостойкости, водостойкости, химической стойкости, ударопрочности, а также балансе гибкости и твердости. Так как не содержит летучих органических растворителей, он улучшает условия труда, полностью устраняет токсичные и вредные вещества в красках на основе растворителей, исключает загрязнение упакованной продукции. Он в основном используется в машинах ротогравюрной печати для печати пакетов для пищевых продуктов, пакетов для покупок, пакетов для упаковки свежего молока, пакетов для фармацевтической упаковки, пакетов для колбас, пакетов для конфет, пакетов для напитков, детских пакетов на полиэтиленовых, полипропиленовых, ПЭТ, ПВХ и других пленках , обработанных EDM. . Пакеты для упаковки игрушек и другая упаковочная и полиграфическая продукция; в то же время это полезно для защиты здоровья работников полиграфии и потребителей, снижения загрязнения окружающей среды и т. д. и представляет собой направление развития современной печати. Благодаря своим преимуществам и хорошей совместимости с другими смолами, полиуретановые краски на водной основе постоянно совершенствуются и открывают все более обширные области применения. В настоящее время полиуретановые чернила на водной основе поступили в продажу, могут отвечать различным требованиям к характеристикам и привлекают все больше и больше внимания. Основными сферами применения полиуретановых красок на водной основе являются флексографическая печать и глубокая печать. Полиуретановые чернила на водной основе, которые широко используются за рубежом, экологически безопасны и имеют хорошие характеристики. В основном он характеризуется стабильными свойствами чернил, высокой яркостью, сильной тонирующей способностью и высокой стойкостью к адгезии. Скорость сушки может адаптироваться к потребностям скорости печати, доступны как четырехцветная надпечатка, так и точечная цветная печать . В E1-M011a MM[27] используются IPDI и полиэтиленгликоль (ПЭГ с относительной молекулярной массой 1000и 2000) и гидроксиэтилметакрилата, используя дилаурат дибутилолова в качестве катализатора, был синтезирован полиуретан на водной основе. Полиуретан обладает низкой вязкостью, хорошей текучестью, высокой прочностью окрашивания и хорошей защитой окружающей среды и может использоваться в упаковке пищевых продуктов и медицинских принадлежностях.

3 ．Перспективы полиуретановой смолы для чернил

В последние годы отечественная индустрия пластиковой упаковки быстро меняется, и потребление чернил значительно увеличивается с каждым годом. Поскольку уровень жизни людей продолжает улучшаться, спрос на упаковочные краски неизбежно будет расти. В настоящее время на нашу страну приходится 1/4 населения мира , но общий объем производства чернил в нашей стране составляет менее 1/10 от общего мирового производства . Потребление чернил на душу населения составляет менее 1/24 от трех крупнейших мировых показателей . Потребление печатной продукции на душу населения составляет менее 1/24 среднего мирового уровня . Это по-прежнему менее 1/20 развитых стран . Столь большой разрыв показывает, что существует широкое пространство для развития чернил в моей стране, и потенциал развития рынка огромен. Поскольку осведомленность людей об окружающей среде постепенно растет, а требования людей к безопасности при упаковке пищевых продуктов и печати растут, оригинальные бензолсодержащие чернильные соединители, хотя и обладают превосходными характеристиками, в конечном итоге будут исключены, поскольку они слишком токсичны. В будущем полиуретановые соединительные материалы для чернил будут быстро развиваться благодаря своим уникальным эксплуатационным преимуществам и характеристикам защиты окружающей среды.

Кроме того, поскольку Китай стал самой быстрорастущей экономикой в ​​Азиатско-Тихоокеанском регионе, крупнейшие мировые производители чернил осуществили крупную инвестиционную деятельность в Китае, например Toyo Ink, SakataInx , DIC , Flint Ink, Donghua Ink и т. д. Чтобы Чтобы занять китайский рынок полиуретановых чернил, многие иностранные компании инвестировали и построили заводы в Китае. Завод японской фармацевтической компании Takeda в Сучжоу был запущен в производство, поставляя на китайский рынок обычные недорогие полиуретановые смолы для чернил. Американская компания Rohm and Haas также открыла завод в Шанхае. После приобретения компании Morton компания помимо активного продвижения клеев на водной основе также продает полиуретановые смолы для чернил на основе растворителей.