[发明专利]一种可生物降解的水性替塑油及其制备方法

说明书

本发明属于环保水性印刷油墨技术领域，公开了一种可生物降解的水性替塑油及其制备方法。所述水性替塑油包括如下重量百分含量的组分：淀粉基复合水性聚氨酯乳液48％～90％；哑光填料6％～20％；分散剂0.2％～2％；消泡剂0.5％～2％；水余量。所述淀粉基复合水性聚氨酯乳液通过如下方法制备得到：将多异氰酸酯与多元醇混合反应，然后加入亲水扩链剂和催化剂继续反应，得到端‑NCO基的聚氨酯预聚体，然后将其与氧化淀粉溶液混合乳化，再滴加交联剂进行交联反应，中和后加入纯水调节固含量至35％～65％，得到产物。本发明的水性替塑油能够显著增强覆膜纸张的生物降解性，并可显著提高覆膜的附着性、哑光效果及透明度。

技术领域

本发明属于环保水性印刷油墨技术领域，具体涉及一种可生物降解的水性替塑油及其制备方法。

背景技术

现有的覆膜工艺是在纸张底材上印刷油墨，然后通过胶水覆膜BOPP薄膜(薄膜上已做好哑光或触感等效果)；但因为薄膜不容易降解，国际上多个国家与地区出台了限塑令。

水性替塑油是全球限塑令应运而出的一种成熟的热塑水性聚氨酯新型环保材料，具有卓越的高张力、高拉力、强韧、耐磨、耐折防暴、防水、耐老化、环保等特性，与油墨密著性佳、不回粘、粘结性优良。上油后具有良好的光泽度，膜面耐黄性好，广泛应用于医疗、电子器材、化妆、教育等包装纸板涂层，应用在印刷行业上能达到接近过塑过膜等效果，适用于印刷联机、整版UV机、普通过油机、薄纸局部UV机等设备。

专利CN 113278352 A公开了一种水性替塑油，包括60～80重量份的水性聚氨酯乳液、10～20重量份的水性丙烯酸乳液、2～4重量份的蜡粉、2～4重量份的消光粉、0.5～2重量份的有机硅和20～40重量份的水。专利CN 114015336 A公开了一种耐刮耐磨的耐折防爆水性替塑油，由如下按重量份计的各组分制成：端磺酸盐型超支化水性聚氨酯乳液55-70份、功能共聚物20-30份、磺化聚苯并噁唑3-6份、乳化剂3-5份、消泡剂1-2份、分散剂2-4份、助溶剂5-8份、水25-45份；所述功能共聚物是由叔-丁基二甲基((2-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二噁硼戊环-2-基)烯丙基)氧代)硅烷、N，N-双(2-羟基乙基)-N′-(ALPHA，ALPHA-二甲基-3-异丙烯苯)脲、N-乙烯基邻苯亚胺、N-三羟甲基甲基丙烯酰胺、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑通过自由基聚合反应制成。然而上述由水性聚氨酯乳液形成的聚氨酯包膜仍存在难降解的缺陷。

淀粉基可降解复合材料泛指其组成中含有淀粉或其衍生物的材料，以天然淀粉为填充剂的材料和以天然淀粉或其衍生物为共混体系的材料都属于此类。淀粉基可降解复合材料的制备方法主要有物理共混法和化学接枝改性法。物理共混法主要有搅拌共混、挤出、热压、注塑等工艺。化学接枝改性法主要是利用淀粉分子中含有的大量羟基与复合材料上的活性基团进行化学反应，从而实现化学键连接的复合。聚氨酯预聚体中-NCO官能团与淀粉中羟基间有很高的反应活性，因此，开发一种适用于水性替塑油的淀粉基复合水性聚氨酯乳液具有显著的现实意义。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种可生物降解的水性替塑油。本发明的水性替塑油采用可生物降解的淀粉基材料对聚氨酯树脂进行共混和化学接枝改性，能够显著增强覆膜纸张的生物降解性。

本发明的另一目的在于提供上述可生物降解的水性替塑油的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种可生物降解的水性替塑油，包括如下重量百分含量的组分：

所述淀粉基复合水性聚氨酯乳液通过如下方法制备得到：

(1)将多异氰酸酯与多元醇混合反应，然后加入亲水扩链剂和催化剂继续反应，得到端-NCO基的聚氨酯预聚体；

(2)将氧化淀粉与水混合后加热煮沸至完全溶解，然后加入乙醇降粘并降温至60～80℃，得到氧化淀粉溶液；