聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯bopp用涂层聚合物及其制备和应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于聚合物涂层材料领域，公开了一种聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物及其制备方法和应用。该涂层聚合物利用与BOPP结构相近的氯化聚丙烯作为骨架聚合物，先采用丙烯酸酯类单体对氯化聚丙烯进行亲水改性，引入亲水基团和活性基团，再采用聚氨酯对氯化聚丙烯进行改性。利用该涂层聚合物可制得环保的水性涂层材料，涂层材料在BOPP上附着力优异。涂层材料的表面能高，对BOPP粘结力强，油墨在涂层材料上铺展和粘结效果好。涂层材料含有光固化基团，在印刷过程中能够实现涂层聚合物与油墨通过共价键连接，提高涂层材料与油墨之间粘结力。本发明可同步实现提高涂层与BOPP之间，涂层与油墨之间粘结力的目的。
【专利说明】聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物及 其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物涂层材料领域，具体涉及一种聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙 烯BOPP用涂层聚合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 人们的生产生活离不开塑料包装，目前，最主要的包装塑料薄膜是双向拉伸聚丙 烯薄膜（BOPP)。BOPP无极性，表面能低，油墨在薄膜上附着力比较低，存在印刷困难的难 题。就是将某种对油墨以及基材均具有良好粘结力的高分子溶液涂布在薄膜表面，形成涂 层，然后在涂层上再涂布油墨进行印刷，是提高BOPP薄膜与印刷油墨之间粘结力的一种有 效方法。
[0003] 目前用于BOPP的涂层材料可分为溶剂型涂层材料和水性涂层材料。溶剂型涂层 材料粘结力好，但传统的溶剂型涂层材料中的溶剂含量常在40 %以上，对环境造成严重的 污染。水性涂层材料的最大优点是大大降低了有机挥发性化合物（VOC)的用量，符合绿色 环保要求。
[0004] 目前用于BOPP的涂层材料中，其涂层聚合物主要有聚丙烯酸酯类、聚氨酯类，氯 化聚丙烯类等。其中氯化聚丙烯对BOPP附着力好，是常用的BOPP涂层聚合物。但CPP极 性低，表面能低，不易实现水性化。目前水性化改性后的CPP存在乳液稳定性差以及附着力 不佳等问题，其应用性能仍不满足使用要求。聚氨酯类涂层材料表面能高，油墨与胶黏剂等 在聚氨酯涂层材料上铺展效果好；而且聚氨酯分子极性大，而且其与大多数油墨和胶黏剂 结合力强。但聚氨酯类涂层材料对BOPP附着力较差。因此采用聚氨酯改性氯化聚丙烯，结 合两种不同涂层材料的优点，有望制备出表面能高，对油墨以及BOPP附着力好的新型环保 涂层材料。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于通过分子结构设 计，合成了一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物。
[0006] 本发明另一目的在于提供一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂 层聚合物的制备方法。
[0007] 本发明另一目的在于提供一种上述聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂 层材料的应用。
[0008] 本发明的目的通过下述方案实现：
[0009] 聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物，该聚合物具有如式（1)所 示结构：
[0010]
【权利要求】
1. 聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物，其特征在于：该聚合物具有 如式（1)所示结构：
其中R = H或CH3 ;n为4?14之间的自然数成为
或
为17?34之间的自然数，p为14?28之间的自然数；R 2为
2. 根据权利要求1所述的聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物的制 备方法，其特征在于按照以下操作步骤：（1)水性化改性氯化聚丙烯预聚物的制备；(2)聚 氨酯预聚物的制备；（3)聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物的制备。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述水性化改性氯化聚丙烯预聚物 具有如式（2)所示结构，其制备方法为：在容器中加入氯化聚丙烯20?40重量份和溶剂 60?100重量份，搅拌30min，升温至95?IKTC，加入丙烯酸轻乙酯或甲基丙烯酸轻乙酯 1?3重量份、丙烯酸或甲基丙烯酸2?4重量份，马来酸酐1?2重量份，丙烯酸烷基酯 1?4重量份和引发剂1?3重量份，反应6?9h，得到水性化改性氯化聚丙烯涂层聚合 物；
其中R = H或CH3 ;n为4?14之间的自然数； 所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的至少一种；所述氯化聚丙烯的含氯质量百分数 为20?60% ;所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十四 酯中的至少一种；所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二叔丁基中的至少一 种。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯预聚物具有如式（3)所 示结构，其制备方法为：在容器中加入聚醚多元醇40?60重量份和二异氰酸酯6?10重 量份，升温至65?80°C，加入催化剂0. 005?0. 01重量份搅拌反应2h，加入丙酮30?50 重量份和阻聚剂〇. 02?0. 1重量份，Ih内滴加甲基丙烯酸羟乙酯1?3份，继续搅拌反应 开I渴刹遼氣酿麵遼物.
其中札为_
η为17?34之间的自然数，P 为14?28之间的自然数；R2为
所述聚醚多元醇为分子量为1000的聚氧化丙烯二醇、分子量为2000的聚氧化丙烯二 醇，分子量为1000的聚四氢呋喃二醇和分子量为2000的聚四氢呋喃二醇中的至少一种；所 述二异氰酸酯为甲苯而异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种；所述催化剂为二月 桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；所述阻聚剂为对苯二酚或甲基氢醌中的至少一种。
5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3)具体按照以下操作步 骤：在容器中加入步骤（1)所得水性化改性氯化聚丙烯预聚物50?60重量份和步骤（2) 所得聚氨酯预聚物5?10重量份，70?90°C反应6h，纯化后得到聚氨酯光固化改性水性氯 化聚丙烯BOPP用涂层聚合物。
6. 根据权利要求1所述的一种聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物 在制备聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层材料中的应用，其特征在于：所述应 用按照以下操作步骤：将聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层聚合物20?40重 量份溶解于溶剂中，中和至中性，加入水60?100重量份，搅拌分散，除去溶剂，得到固含量 17?40%的聚聚氨酯光固化改性水性氯化聚丙烯BOPP用涂层材料。
7. 根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸丁酯中的 至少一种。
【文档编号】C08G18/67GK104371087SQ201410606198
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】刘伟区, 谭建权 申请人:中科院广州化学有限公司