安大華泰-水性聚氨酯油墨制備的原料選擇詳解

水性聚氨酯油墨要求光澤度好、對材料的粘接強度大、在一定溫度下抗粘性好等。這對水性聚氨酯的原料選擇有一定要求。

1.大分子多元醇。聚酯型聚氨酯含有強極性的酯基，軟硬段之間的氫鍵作用力遠大于聚醚型聚氨酯，分子鏈的柔順性低于聚醚型鏈的柔順性，鏈段運動能力較差，不利于軟段和硬段之間的各自聚集成相，因而其微相分離程度較低。由于酯基的極性大、內聚能高，分子間作用力較大，因而聚酯型聚氨酯的拉伸強度高于聚醚型；致使其印刷涂膜與尼龍纖維的分子間作用力較大，附著性和粘接力較好。

2.多異氰酸酯。芳香族主要有甲苯二異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）；脂肪族主要有六亞甲基二異氰酸酯（HDI）、異氟爾酮二異氰酸酯（IPDI）、二環(huán)甲基甲烷二異氰酸酯（HMDI）。選擇脂肪族或脂環(huán)族異氰酸酯制成的聚氨酯，耐水性比芳香族的好，水性聚氨酯產(chǎn)品的儲存穩(wěn)定性好。芳香族聚氨酯中的硬段含有較為剛性的苯環(huán)鏈節(jié)，其硬段微區(qū)對軟段相的補強作用較為明顯，從而具有較高的拉伸強度。其中MDI樹脂的分子鏈較為規(guī)整，印刷涂布時，其與尼龍纖維分子間的距離較小，易于形成氫鍵，改善了印刷涂膜對尼龍布的附著性；而IPDI和TDI分子中均含有側基，結構對稱性較差，不利于形成氫鍵，附著性較差。

3.小分子擴鏈劑。油墨用水性聚氨酯小分子擴鏈劑有小分子多元醇和多元胺等，常用小分子擴鏈劑有小分子二元醇、二元胺。胺類擴鏈劑能形成脲鍵，脲鍵的極性比氨酯鍵強，因而二元胺擴鏈的水性聚氨酯具有較高的機械強度、模量、黏附性和耐熱性。擴鏈劑的加入，可以提高內聚強度、軟化點和粘接強度等。

水性聚氨酯還需在分子中引入親水擴鏈劑，在水性聚氨酯大分子主鏈上引入親水基團同時起擴鏈劑和乳化劑的作用，擴鏈劑中常含有羧基、磺酸基及仲氨基等。2，2-二羥甲基丙酸（DMPA)是常用的親水擴鏈劑，其相對分子質量較小（Mn=134），較少的用量就能提供足夠的羧基量；其親水基位于分子連段中，用叔胺作為中和劑可以制成穩(wěn)定性好，膜耐水、耐溶劑性能極佳的水性聚氨酯。

4.交聯(lián)劑。水性聚氨酯中由于親水基團的存在，膠膜的耐水性、耐熱性及粘接力會降低，為了提高其耐水性能，目前較為有效的方法就是添加交聯(lián)劑，使之與分子結構中的基團反應，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結構。交聯(lián)可分為內交聯(lián)和外交聯(lián)，內交聯(lián)主要用于單組份交聯(lián)行水性聚氨酯，外交聯(lián)則主要用于雙組份水性聚氨酯的制備。油墨的聚氨酯粘合劑以單組份居多，所以適宜采用內交聯(lián)。

5.成鹽劑。水性聚氨酯在硬鏈段上引入親水性基團如羧基后，必須用堿中和成離子型鹽后才具有良好的親水性。常用的成鹽劑有三乙胺（TEA)、氫氧化鈉和氨水等，氫氧化鈉或氨水成鹽的乳液顆粒粒徑大，外觀不好，因此常選用的TEA作為成鹽劑。

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