Progresso da pesquisa e perspectivas de resina de poliuretano para tinta de impressão de laminação

Com o desenvolvimento da economia e dos empreendimentos culturais da China, a indústria gráfica e editorial e a indústria de embalagens desenvolveram-se rapidamente. A demanda interna por tinta aumentou dramaticamente. À medida que aumenta a consciência ambiental das pessoas e aumenta a procura das pessoas por segurança nas embalagens e impressão de alimentos, é necessário que a proporção de hidrocarbonetos aromáticos e componentes orgânicos voláteis tóxicos na composição da tinta seja reduzida. As tintas ecológicas gradualmente experimentaram tintas sem benzeno, tintas solúveis em álcool e tintas à base de água, e substituíram gradualmente as tintas tradicionais à base de solventes orgânicos voláteis. A tinta de poliuretano desenvolveu-se gradualmente e rapidamente devido às suas vantagens exclusivas de desempenho. Tem as vantagens de fácil uso, desempenho estável, forte adesão, excelente brilho e boa resistência ao calor e pode ser adequado para vários métodos de impressão. Ao mesmo tempo, a tinta de poliuretano pode ser dissolvida em solventes como álcool, éster, cetona ou seus solventes mistos, sem depender de solventes de benzeno altamente tóxicos. Atende aos requisitos de proteção ambiental e se tornou a direção de desenvolvimento e tendência da indústria gráfica. Entre os fatores que determinam as diversas propriedades das tintas de impressão, as propriedades da resina utilizada na tinta são os principais fatores. A resina de poliuretano tem excelente resistência ao desgaste, resistência a arranhões, resistência a solventes, propriedades de ligação, bom desempenho em baixas temperaturas, alto brilho e preservação de calor, e suas propriedades de aplicação são amplamente ajustáveis ​​​​e podem atender a diversas necessidades. .

1 . Classificação da tinta de poliuretano

A tinta de poliuretano pode ser dividida em quatro tipos principais de acordo com a composição do ligante utilizado e o princípio de cura: tinta de poliuretano volátil monocomponente, tinta de poliuretano reativa de dois componentes, tinta de poliuretano fotopolimerizável e tinta de poliuretano à base de água ; de acordo com o formato de impressão De acordo com diferentes substratos de impressão, pode ser dividida em tinta plástica, tinta de papel, tinta fina de alumínio, tinta de tecido impresso e tinta cerâmica, etc. Para seus fins especiais, pode ser dividida em tinta UV , luminescente, tinta fluorescente e fosforescente, cristal líquido, tinta condutora e magnética, tinta resistente a retorta e tinta antifalsificação, etc.

2 . Status de desenvolvimento de resina de poliuretano para tinta

2. 1 Resina de poliuretano para tinta volátil de um componente

A tinta volátil de poliuretano tem as vantagens de fácil uso e desempenho estável e pode atender aos requisitos de vários métodos de impressão. É usado principalmente em embalagens plásticas compostas e outros aspectos. Foi industrializado no país e no exterior e tem sido amplamente utilizado. O principal mecanismo de síntese deste tipo de tinta é através da volatilização de uma grande quantidade de solventes voláteis nela contidos, de forma que a resina e o pigmento da tinta formem uma camada de filme sólido que adere à superfície do substrato para atingir o propósito. de impressão. As vantagens deste método são reação uniforme, fácil controle e boa reprodutibilidade. A resina de poliuretano monocomponente para tinta tem boa adesão, resistência ao óleo e resistência ao cozimento em muitos substratos plásticos .

A GOLD MINE COMPANY, como fabricante de resina de poliuretano, utilizou ácido adípico (AA) e 1,4- butanodiol (BDO) como matérias-primas básicas para sintetizar polióis de poliéster com peso molecular relativo de 1.000 a 2.000 e extensores de cadeia, diisocianato de difenilmetano (MDI). Um material de ligação de tinta de poliuretano monocomponente é sintetizado com outros aditivos. A tinta de poliuretano possui características de bom brilho, baixa viscosidade e boa resistência de ligação. Ele pode atender às necessidades das indústrias de filmes compostos e impressão de tinta. Tem sido usado em Guangdong e Fujian. Promover o uso em outras áreas. Zhou Wenxin et al. usaram um copolímero de cloreto de vinil - acrilato de hidroxietil contendo grupos hidroxila na molécula para reagir com um glicol macromolecular, um extensor de cadeia de molécula pequena e diisocianato de tolueno (TDI) para preparar um novo tipo de adesivo de poliuretano. A tinta produzida com ele possui boa adesão a diversos filmes base como polipropileno (PP) e polietileno (PE). Uma resina de poliuretano para tintas desenvolvida pela japonesa Sanyo Chemical Co., Ltd. é composta de polibutileno adipatoglicol (PBA , com massa molecular relativa máxima de 1.500) , diisocianato de isoforona (IPDI) e isoforona. Feito de diamina (IPDA) e dietanolamina , devido à introdução de ligações de ureia e grupos amina, a força de ligação de hidrogênio intermolecular é bastante aumentada, melhorando a resistência coesiva da resina e a adesão ao filme. Feito de 30 partes de resina e 50 partes de dióxido de titânioA tinta de impressão de filme plástico preparada pela adição de 100% e várias partes de solvente misto tem bom efeito de impressão em filmes de PP , tereftalato de polietileno (PET) e náilon. A camada de impressão é resistente ao calor, graxa e adesão.

2. 2 Resina de poliuretano para tinta reativa de dois componentes

A tinta de dois componentes também é chamada de tinta de reação química. Um catalisador deve ser adicionado antes da impressão. O catalisador reage com a resina da tinta para atingir o objetivo de secar a tinta por meio de uma reação de polimerização. O componente A é um pré-polímero e pigmento terminado em hidroxila. Uma mistura de outros aditivos, o componente B é um agente de cura com um grupo terminal isocianato. Quando usados, os dois componentes são misturados em uma certa proporção para imprimir. Esta tinta de poliuretano reativo de dois componentes possui boa adesão e estabilidade de viscosidade a filmes plásticos. O componente A possui desempenho estável, baixo peso molecular relativo, boa fluidez e boa molhabilidade aos pigmentos; mas no componente B, devido à presença de grupos isocianato, este componente apresenta grande toxicidade. Além disso, o grupo isocianato é um grupo muito reativo e pode reagir facilmente com água e outros compostos contendo hidrogênio ativo à temperatura ambiente. Portanto, este componente tem pouca estabilidade e é difícil de armazenar. Atualmente, as tintas de poliuretano reativo de dois componentes apresentam muitos problemas: os componentes principais devem ser misturados rapidamente com o agente de cura antes da impressão, a tinta não pode ser tocada pelas mãos, a vida útil dos produtos enlatados é muito curta e a tinta restante após a impressão é fácil de deteriorar. Além disso, o agente de cura é caro, o que aumenta o custo da embalagem de sacos ou recipientes .

2.3 Resina de poliuretano para tinta fotocurável

A resina de poliuretano para tintas fotopolimerizáveis ​​utiliza radiação de alta intensidade, como radiação de feixe de elétrons e radiação ultravioleta, para induzir reticulação e cura do sistema oligômero ativo. Considerando fatores como investimento em equipamentos, a cura ultravioleta (UV) é atualmente a principal forma. Possui as vantagens de cura a frio, cura rápida, economia de energia, etc., e devido ao uso de um sistema 100 % de componentes ativos, nenhum solvente é liberado durante o processo de cura, o que reduz bastante a poluição. O mecanismo de reação de cura da tinta de poliuretano fotopolimerizável é a polimerização por radicais livres. Pode ser curado em poucos segundos e é adequado para impressão em alta velocidade. Como a reação é um processo de reticulação a seco, ela apresenta boa adesão à maioria dos substratos. Como um novo tipo de tinta ecológica, a tinta curável UV tem as vantagens de economia de energia, sem emissão de solventes, sem poluição ambiental, alta eficiência de produção, adequada para substratos sensíveis ao calor, excelente desempenho de impressão e baixo investimento em equipamentos. É amplamente utilizado em papel e plástico, metal, película de tinta e outras superfícies de impressão são extremamente utilizadas. Todo o sistema de cura UV é um sistema isento de solventes, alinhado com tintas verdes e ecologicamente corretas. A impressão com tinta UV tem adaptabilidade estável, pode melhorar a eficiência real da produção e reduzir custos, e pode trazer benefícios econômicos, como alta produtividade e alto rendimento para os investidores .

2.4 Resina de poliuretano para tinta à base de água

As tintas à base de água são listadas como a primeira escolha para impressão ecologicamente correta. O adesivo epóxi de poliuretano à base de água reticulado em temperatura normal pode produzir uma tinta de poliuretano à base de água de um componente adequada para impressão de rotogravura. A tinta à base de água tem alto brilho e resistência à água, forte adesão, secura ajustável, cores brilhantes, camadas transparentes, não tóxica, não inflamável, resistente às intempéries. A viscosidade é fácil de controlar e comparada com outras tintas à base de água tintas, possui ampla adaptabilidade a diversos materiais de substrato. Ácido poliuretano-poliacrílico. Como material de ligação para tintas à base de água, durante o processo de secagem de impressões de filmes de tinta, as propriedades do adesivo epóxi de poliuretano e do poliacrilato são combinadas. A emulsão modificada também apresenta boa solidez de adesão ao filme. Em comparação com acrilato à base de água, resina epóxi, etc., a resina de poliuretano à base de água tem mais vantagens em resistência ao desgaste, resistência à água, resistência química, resistência ao impacto e equilíbrio entre flexibilidade e dureza. Por não conter solventes orgânicos voláteis, melhora o ambiente de trabalho, elimina completamente substâncias tóxicas e nocivas em tintas à base de solvente e elimina a contaminação de produtos embalados. É usado principalmente para máquinas de impressão em rotogravura para imprimir sacolas de alimentos, sacolas de compras, sacolas para embalagens de leite fresco, sacolas para embalagens farmacêuticas, sacolas para salsichas, sacolas para doces, sacolas para bebidas, sacolas infantis em PE, PP, PET , PVC e outros filmes tratados com EDM. . Sacos para embalagens de brinquedos e outros produtos de embalagem e impressão; ao mesmo tempo, é benéfico proteger a saúde dos trabalhadores e consumidores da impressão, reduzir a poluição ambiental, etc., e representa a direção de desenvolvimento da impressão moderna. Devido às suas próprias vantagens e boa compatibilidade com outras resinas, as tintas de poliuretano à base de água estão em constante aperfeiçoamento e abrindo campos de aplicação cada vez mais extensos. Atualmente, as tintas de poliuretano à base de água têm sido comercializadas, podem atender a uma variedade de requisitos de desempenho e estão recebendo cada vez mais atenção. As principais aplicações da tinta de poliuretano à base de água são a impressão flexográfica e a impressão de rotogravura. A tinta de poliuretano à base de água, amplamente utilizada no exterior, é ecologicamente correta e tem bom desempenho de tinta. É caracterizado principalmente por propriedades de tinta estáveis, alto brilho, forte poder de tingimento e alta solidez de adesão. , a velocidade de secagem pode se adaptar às necessidades de velocidade de impressão, e tanto a impressão sobreposta em quatro cores quanto a impressão em cores especiais estão disponíveis . E1-M011a MM[27] utiliza IPDI e polietilenoglicol (PEG , com massas moleculares relativas de 1000e 2000) e metacrilato de hidroxietila, utilizando dilaurato de dibutilestanho como catalisador, foi sintetizado um poliuretano à base de água. O poliuretano possui baixa viscosidade, boa fluidez, alta resistência ao tingimento e boa proteção ambiental, podendo ser utilizado em embalagens de alimentos e suprimentos médicos.

3 . Perspectivas de resina de poliuretano para tinta

Nos últimos anos, a indústria nacional de embalagens plásticas tem mudado rapidamente e o consumo de tinta tem aumentado significativamente ano após ano. À medida que os padrões de vida das pessoas continuam a melhorar, a procura por tintas para embalagens deverá aumentar ainda mais. Atualmente, nosso país representa 1/4 da população mundial, mas a produção total de tinta do nosso país é inferior a 1/10 da produção total mundial . O consumo per capita de tinta é inferior a 1/24 dos três níveis médios mais elevados do mundo . O consumo per capita de material impresso é inferior a 1/24 da média mundial . Ainda é menos de 1/20 dos países desenvolvidos . Uma lacuna tão grande mostra que existe um amplo espaço para o desenvolvimento da tinta do meu país e que o potencial de desenvolvimento do mercado é enorme. À medida que a consciência ambiental das pessoas aumenta gradualmente e a demanda das pessoas por segurança nas embalagens e impressão de alimentos aumenta, os conectores de tinta originais contendo benzeno, embora tenham excelente desempenho, serão eventualmente eliminados porque são muito tóxicos. Os materiais de conexão de tinta de poliuretano se desenvolverão rapidamente no futuro devido às suas vantagens exclusivas de desempenho e características de proteção ambiental.

Além disso, à medida que a China se tornou a economia que mais cresce na região Ásia-Pacífico, os principais fabricantes mundiais de tintas realizaram grandes atividades de investimento na China, como Toyo Ink, SakataInx , DIC , Flint Ink, Donghua Ink, etc. para ocupar o mercado chinês de tintas de poliuretano, muitas empresas estrangeiras investiram e construíram fábricas na China. A fábrica de produção da Takeda Pharmaceutical Company do Japão em Suzhou foi colocada em produção, fornecendo resinas de poliuretano comuns de baixo preço para tintas ao mercado chinês. A americana Rohm and Haas Company também montou uma fábrica em Xangai. Após adquirir a Morton Company, além de promover vigorosamente adesivos à base de água, também vende resinas de poliuretano para tintas à base de solvente.