Avances de la investigación y perspectivas de la resina de poliuretano para tintas de impresión laminadas.

Con el desarrollo de la economía y las iniciativas culturales de China, la industria editorial y de impresión y la industria del embalaje se han desarrollado rápidamente. La demanda interna de tinta ha aumentado dramáticamente. A medida que aumenta la conciencia ambiental de la gente y aumenta la demanda de seguridad en el envasado y la impresión de alimentos, se requiere reducir la proporción de hidrocarburos aromáticos y componentes orgánicos volátiles tóxicos en la composición de la tinta. Las tintas respetuosas con el medio ambiente han experimentado gradualmente tintas sin benceno, tintas solubles en alcohol y tintas a base de agua, y han reemplazado gradualmente a las tintas tradicionales a base de solventes orgánicos volátiles. La tinta de poliuretano se ha desarrollado rápidamente debido a sus ventajas de rendimiento únicas. Tiene las ventajas de fácil uso, rendimiento estable, fuerte adhesión, excelente brillo y buena resistencia al calor, y puede ser adecuado para varios métodos de impresión. Al mismo tiempo, la tinta de poliuretano se puede disolver en disolventes como alcohol, éster, cetona o sus disolventes mixtos sin depender de disolventes de benceno altamente tóxicos. Cumple con los requisitos de protección ambiental y se ha convertido en la dirección y tendencia de desarrollo de la industria de la impresión. Entre los factores que determinan las diversas propiedades de las tintas de impresión, las propiedades de la resina utilizada en la tinta son los factores principales. La resina de poliuretano tiene excelente resistencia al desgaste, resistencia al rayado, resistencia a los solventes, propiedades de unión, buen rendimiento a baja temperatura, alto brillo y preservación del calor, y sus propiedades de aplicación son ampliamente ajustables y pueden satisfacer diversas necesidades. .

1 . Clasificación de la tinta de poliuretano.

La tinta de poliuretano se puede dividir en cuatro tipos principales según la composición del aglutinante utilizado y el principio de curado: tinta de poliuretano volátil de un solo componente, tinta de poliuretano reactiva de dos componentes, tinta de poliuretano fotopolimerizable y tinta de poliuretano a base de agua ; según el formato de impresión Según los diferentes sustratos de impresión, se puede dividir en tinta plástica, tinta de papel, tinta fina de aluminio, tinta de tela impresa y tinta cerámica, etc. Para sus propósitos especiales, se puede dividir en tinta UV , luminiscente, tintas fluorescentes y fosforescentes, cristal líquido, tintas conductoras y magnéticas, tintas resistentes a la retorta y tintas antifalsificación, etc.

2 . Estado de desarrollo de la resina de poliuretano para tinta.

2. 1 Resina de poliuretano para tinta volátil monocomponente

La tinta de poliuretano volátil tiene las ventajas de un uso fácil y un rendimiento estable, y puede cumplir con los requisitos de varios métodos de impresión. Se utiliza principalmente en envases compuestos de plástico y otros aspectos. Se ha industrializado en el país y en el extranjero y ha sido ampliamente utilizado. El principal mecanismo de síntesis de este tipo de tinta es mediante la volatilización de una gran cantidad de disolventes volátiles contenidos en ella, de modo que la resina y el pigmento de la tinta forman una capa de película sólida que se adhiere a la superficie del sustrato para lograr el propósito. de impresión. Las ventajas de este método son una reacción uniforme, un control sencillo y una buena reproducibilidad. La resina de poliuretano monocomponente para tinta tiene buena adherencia, resistencia al aceite y resistencia a la cocción en muchos sustratos plásticos .

GOLD MINE COMPANY, como fabricante de resina de poliuretano, utilizó ácido adípico (AA) y 1,4- butanodiol (BDO) como materias primas básicas para sintetizar polioles de poliéster con un peso molecular relativo de 1000 a 2000 y extensores de cadena, diisocianato de difenilmetano (MDI). Un material conector de tinta de poliuretano de un componente se sintetiza con otros aditivos. La tinta de poliuretano tiene las características de buen brillo, baja viscosidad y buena fuerza de unión. Puede satisfacer las necesidades de las industrias de impresión de tintas y películas compuestas. Se ha utilizado en Guangdong y Fujian. Promover su uso en otras áreas. Zhou Wenxin et al. utilizó un copolímero de cloruro de vinilo - acrilato de hidroxietilo que contenía grupos hidroxilo en la molécula para reaccionar con un glicol macromolecular, un extensor de cadena de molécula pequeña y diisocianato de tolueno (TDI) para preparar un nuevo tipo de adhesivo de poliuretano. La tinta producida con él tiene buena adherencia a diversas películas base, como polipropileno (PP) y polietileno (PE). Una resina de poliuretano para tintas desarrollada por Sanyo Chemical Co., Ltd. de Japón está compuesta de polibutilen adipato glicol (PBA , con una masa molecular relativa máxima de 1500) , diisocianato de isoforona (IPDI) e isoforona hecha de diamina (IPDA) y dietanolamina. , debido a la introducción de enlaces de urea y grupos amina, la fuerza de los enlaces de hidrógeno intermoleculares aumenta considerablemente, mejorando la fuerza cohesiva de la resina y la adhesión a la película. Hecho de 30 partes de resina y 50 partes de dióxido de titanio.La tinta de impresión de películas plásticas preparada agregando 100% y varias partes de solvente mixto tiene un buen efecto de impresión en películas de PP , tereftalato de polietileno (PET) y nailon. La capa de impresión es resistente al calor, la grasa y la adherencia.

2. 2 Resina de poliuretano para tinta reactiva de dos componentes

La tinta de dos componentes también se llama tinta de reacción química. Se debe agregar un catalizador antes de imprimir. El catalizador reacciona con la resina de la tinta para lograr el propósito de secar la tinta mediante una reacción de polimerización. El componente A es un prepolímero y pigmento terminados en hidroxilo. Una mezcla de otros aditivos, el componente B es un agente de curado con un grupo terminal isocianato. Cuando se utiliza, los dos componentes se mezclan en una determinada proporción para imprimir. Esta tinta de poliuretano reactivo de dos componentes tiene buena adherencia y estabilidad de la viscosidad a las películas plásticas. El componente A tiene un rendimiento estable, un peso molecular relativo bajo, buena fluidez y buena humectabilidad para los pigmentos; pero en el componente B, debido a la presencia de grupos isocianato, este componente tiene gran toxicidad. Además, el grupo isocianato es un grupo muy reactivo y puede reaccionar fácilmente con agua y otros compuestos que contienen hidrógeno activo a temperatura ambiente. Por tanto, este componente tiene poca estabilidad y es difícil de almacenar. Actualmente, las tintas reactivas de poliuretano de dos componentes tienen muchos problemas: los componentes principales deben mezclarse rápidamente con el agente de curado antes de imprimir, la tinta no se puede tocar con las manos, la vida útil de los productos enlatados es muy corta y la tinta restante después de la impresión es fácil de deteriorar. Además, el agente de curado es caro, lo que aumenta el coste de envasar bolsas o contenedores .

2.3 Resina de poliuretano para tinta fotocurable

La resina de poliuretano para tintas fotopolimerizables utiliza radiación de alta intensidad, como radiación de haz de electrones y radiación ultravioleta, para inducir la reticulación y el curado del sistema oligómero activo. Teniendo en cuenta factores como la inversión en equipos, el curado ultravioleta (UV) es actualmente la forma principal. Tiene las ventajas de curado en frío, curado rápido, ahorro de energía, etc., y debido al uso de un sistema de componentes 100 % activo, no se libera disolvente durante el proceso de curado, lo que reduce en gran medida la contaminación. El mecanismo de reacción de curado de la tinta de poliuretano fotopolimerizable es la polimerización por radicales libres. Se puede curar en unos segundos y es adecuado para impresión de alta velocidad. Dado que la reacción es un proceso de reticulación en seco, tiene buena adhesión a la mayoría de los sustratos. Como nuevo tipo de tinta respetuosa con el medio ambiente, la tinta curable por UV tiene las ventajas de ahorro de energía, sin emisión de disolventes, sin contaminación ambiental, alta eficiencia de producción, adecuada para sustratos sensibles al calor, excelente rendimiento de impresión y baja inversión en equipos. Es ampliamente utilizado en papel y plásticos, metal, películas de pintura y otras superficies de impresión son extremadamente utilizadas. Todo el sistema de curado UV es un sistema sin disolventes, que está en línea con las tintas ecológicas y respetuosas con el medio ambiente. La impresión con tinta UV tiene una adaptabilidad estable, puede mejorar la eficiencia de producción real y reducir los costos, y puede brindar beneficios económicos como alta productividad y alto rendimiento a los inversores .

2.4 Resina de poliuretano para tintas a base de agua

Las tintas a base de agua figuran como la primera opción para la impresión respetuosa con el medio ambiente. El adhesivo epoxi de poliuretano a base de agua reticulado a temperatura normal puede producir una tinta de poliuretano a base de agua de un componente adecuada para impresión en huecograbado. La tinta a base de agua tiene alto brillo y resistencia al agua, fuerte adherencia, sequedad ajustable, colores brillantes, capas transparentes, no tóxica, no inflamable, resistente a la intemperie. La viscosidad es fácil de controlar y en comparación con otras tintas a base de agua. Tintas, tiene amplia adaptabilidad a diversos materiales de sustrato. Ácido poliuretano-poliacrílico. Como material conector para tintas a base de agua, durante el proceso de secado de impresiones de películas de tinta, se combinan las propiedades del adhesivo epoxi de poliuretano y el poliacrilato. La emulsión modificada también tiene buena solidez de adhesión a la película. En comparación con el acrilato a base de agua, la resina epoxi, etc., la resina de poliuretano a base de agua tiene más ventajas en cuanto a resistencia al desgaste, resistencia al agua, resistencia química, resistencia al impacto y equilibrio de flexibilidad y dureza. Dado que no contiene disolventes orgánicos volátiles, mejora el entorno de trabajo, elimina por completo las sustancias tóxicas y nocivas de las tintas a base de disolventes y elimina la contaminación de los productos envasados. Se utiliza principalmente en máquinas de impresión por huecograbado para imprimir bolsas de alimentos, bolsas de compras, bolsas de embalaje de leche fresca, bolsas de embalaje de productos farmacéuticos, bolsas de salchichas, bolsas de dulces, bolsas de bebidas, bolsas para niños en películas de PE , PP , PET, PVC y otras tratadas con electroerosión. . Bolsas de embalaje de juguetes y otros productos de embalaje e impresión; al mismo tiempo, es beneficioso para proteger la salud de los trabajadores y consumidores de la imprenta, reducir la contaminación ambiental, etc., y representa la dirección de desarrollo de la impresión moderna. Debido a sus propias ventajas y a su buena compatibilidad con otras resinas, las tintas de poliuretano a base de agua se mejoran constantemente y abren campos de aplicación cada vez más amplios. En la actualidad, se comercializan tintas de poliuretano a base de agua, que pueden cumplir con una variedad de requisitos de rendimiento y están recibiendo cada vez más atención. Las principales aplicaciones de la tinta de poliuretano a base de agua son la impresión flexográfica y la impresión por huecograbado. La tinta de poliuretano a base de agua, que se usa ampliamente en el extranjero, es respetuosa con el medio ambiente y tiene un buen rendimiento de tinta. Se caracteriza principalmente por propiedades de tinta estables, alto brillo, fuerte poder colorante y alta solidez de adhesión. , la velocidad de secado puede adaptarse a las necesidades de velocidad de impresión y están disponibles tanto la sobreimpresión a cuatro colores como la impresión en colores planos . E1-M011a MM[27] utiliza IPDI y polietilenglicol (PEG , con masas moleculares relativas de 1000y 2000) y metacrilato de hidroxietilo, utilizando dilaurato de dibutilestaño como catalizador, se sintetizó un poliuretano de base acuosa. El poliuretano tiene baja viscosidad, buena fluidez, alta resistencia al teñido y buena protección ambiental, y puede usarse en envases de alimentos y suministros médicos.

3 ．Perspectivas de la resina de poliuretano para tinta.

En los últimos años, la industria nacional de envases de plástico ha estado cambiando rápidamente y el consumo de tinta ha aumentado significativamente año tras año. A medida que el nivel de vida de las personas continúa mejorando, la demanda de tintas para envases seguramente aumentará aún más. Actualmente, nuestro país representa 1/4 de la población mundial, pero la producción total de tinta de nuestro país es menos de 1/10 de la producción total mundial . El consumo de tinta per cápita es menos de 1/24 de los tres niveles promedio más altos del mundo . El consumo per cápita de material impreso es menos de 1/24 del promedio mundial . Todavía es menos de 1/20 de los países desarrollados . Una brecha tan grande muestra que existe un amplio espacio para el desarrollo de la tinta de mi país y que el potencial de desarrollo del mercado es enorme. A medida que aumenta gradualmente la conciencia ambiental de la gente y aumenta la demanda de seguridad en el envasado y la impresión de alimentos, los conectores de tinta originales que contienen benceno, aunque tienen un rendimiento excelente, eventualmente se eliminarán porque son demasiado tóxicos. Los materiales de conexión de tinta de poliuretano se desarrollarán rápidamente en el futuro debido a sus ventajas de rendimiento únicas y características de protección ambiental.

Además, a medida que China se ha convertido en la economía de más rápido crecimiento en la región de Asia y el Pacífico, los principales fabricantes de tintas del mundo han realizado importantes actividades de inversión en China, como Toyo Ink, SakataInx , DIC , Flint Ink, Donghua Ink, etc. Para ocupar el mercado chino de tintas de poliuretano, muchas empresas extranjeras han invertido y construido fábricas en China. Se ha puesto en marcha la planta de producción de la compañía japonesa Takeda Pharmaceutical Company en Suzhou, suministrando al mercado chino resinas de poliuretano ordinarias y de bajo precio para tintas. La empresa estadounidense Rohm and Haas también ha instalado una fábrica en Shanghai. Tras adquirir Morton Company, además de promover vigorosamente los adhesivos a base de agua, también vende resinas de poliuretano para tintas a base de solventes.