聚氨酯油墨的研究进展

收稿日期：2023-02-05作者简介：潘健（1974-），男，硕士，高级工程师，从事功能性包装（膜）材料及新型油墨等研究工作；通讯联系人：王艳青（1985-），男，工学博士，副教授，从事水性聚氨酯材料合成与应用研究工作，*******************。

安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49，No.6Dec.2023第49卷，第6期2023年12月水性聚氨酯油墨连接料的研究进展与分析潘健1，万海峰1，王艳青2，崔鹏2（1.黄山永新股份有限公司，安徽黄山245999；2.合肥工业大学化学与化工学院，安徽合肥230009）摘要：水性油墨连接料的发展创新决定着油墨的技术创新，水性聚氨酯凭借其良好的耐磨性、粘结性能、成膜性等优势，在水性油墨领域应用前景广阔。

根据近年来水性聚氨酯油墨应用及其高性能化研究方向，从塑料薄膜印刷、喷墨及3D 打印和防伪用水性聚氨酯油墨连接料的制备及性能研究三个方面进行叙述与展望。

关键词：水性油墨；水性聚氨酯；连接料；塑料薄膜；防伪doi ：10.3969/j.issn.1008-553X.2023.06.003中图分类号：TQ613.5文献标识码：A文章编号：1008-553X （2023）06-0011-04为有效解决包装与印刷行业中油性油墨造成的有机挥发物（VOCs ）等问题，环保型水性油墨应运而生[1]。

相对而言，我国水性油墨的研究起步较晚，第一代水性油墨源于新加坡，经技术改进后，研发出第二代水性油墨，第三代水性油墨亦从国外引进，天津油墨研发、投产了第四代水性油墨。

为了更好地推动水性油墨发展，2007年5月，我国推出第一个水性油墨标准；2016年，我国提出印刷业“十三五”发展规划中将“水性环保材料研发”“绿色印刷”划为行业重点研究方向；2020年，国家发行《关于推进印刷业绿色化发展的意见》。

2021年《印刷业“十四五”时期发展专项规划》中提出把新发展理念贯穿印刷发展全过程和各领域，坚持绿色化、数字化、智能化、融合化发展方向。

印刷器材技术专栏- 51 -2020.6墨，引起了印刷界乃至全社会的广泛关注，具有相当广阔的市场发展空间。

现阶段国内绝大多数水性油墨所选用的树脂为马来松香脂，大约占总使用量的70%左右，这一类树脂具有价格便宜、生产工艺简单、光泽度较高等优点，但是使用其生产出来的水性油墨印刷后会出现抗水性较差、印刷过程也不够稳定，一般只能用来印刷低档的纸箱，无法满足中、高档包装印刷所要求的高光泽和耐水性等要求。

聚碳酸亚丙酯多元醇 (P P C ) 是一类新型多元醇树脂，它可以用 C O 2与环氧丙烷共聚工艺制备，该工艺原料成本低，对C O 2 的综合利用具有重要的意义。

P P C 分子内含有较多的碳酸酯基，这些官能团拥有较强的内聚力，因此不管是在力学强度方面还是在耐水方面，都比传统上运用的聚酯多元醇与聚醚多元醇性能要好一些。

水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的一种新型聚氨酯体系，水性聚氨酯以水为溶剂，具有无污染、安全环保、机械性能优良、相容性好等优点。

该研究将性能相当优良的新型P P C 应用于水性聚氨酯的聚合反应中，配制了P P C 型水性聚氨酯乳液，并用该乳液和油墨其他组分按一定比例配制了P P C 型水性聚氨酯油墨。

探讨了乳液组分中硬段含量、D M P A 含量、中和度等因素对水性油墨性能的影响，对P P C 型聚氨酯水性油墨的制备和使用有一定的参考意义。

一、实验部分1.实验材料P P C （广东达志股份有限公司）；I P D I （万华化学）；异辛酸亚锡 (T 9，广州市滕力化工有限公司)；2，2-二羟甲基丙酸 (D M P A ，广州市滕力化工有限公司)；三乙胺(T E A ，天津大茂化学试剂厂)、乙二胺 (E D A ，天津大茂化学试剂厂；丙酮(A T ，瑞士k i s l i n g 公司)；N ，N -二甲基甲酰胺(D M F ，中山市永升化工有限公司)；炭墨（万华化学）；P P C 型P U D 乳液（自制）；去离子水（自制）；异丙醇（万华化学）。

油墨用聚氨酯树脂的研究和应用摘要：在我国快速发展的过程中，我国的科技发展十分迅速，研究用于印刷油墨的单组分溶剂型聚氨酯树脂,考查聚合物多元醇和异氰酸酯对树脂微观形态、机械性能以及印刷适应性和附着性等性能的影响。

结果表明:聚酯型树脂的附着性较好,4,4-二甲苯甲烷二异氰酸酯(MDI)基树脂的附着性较佳。

关键词：聚氨酯;油墨;印刷适应性;附着性引言用在油墨连接料中的树脂的性质决定着油墨的各种适印性能。

聚氨酯树脂以其极好的耐磨性、耐擦伤性、耐溶剂性、粘结性能以及良好的低温性能,高光泽、保光性,且应用性能具有较广泛的可调性,可以满足各种不同的要求而在油墨中的应用日趋广泛,成为最重要的树脂材料之一,在网版印刷、塑料包装和复合薄膜的印刷方面都占有举足轻重的地位。

聚氨酯（PU）是含有氨基甲酸酯（-NHCOO-）基团的聚合物，通常由异氰酸酯（含有－NCO基团）或其加成物与含活泼氢（主要是羟基中的活泼氢）的聚多元醇反应而成。

聚氨酯具有强度高、耐磨性、耐屈挠性、耐低温性和耐油、耐化学品性能优异等特点。

自本世纪30年代末问世以来，它的应用领域不断拓宽，产量逐年增加，发展非常迅速。

1性能特点1）对基材的广泛适用性：聚氨酯树脂分子链段中含有氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、酯键、醚键等极性基团，与多种极性基材ＰＥＴ、ＰＡ等塑料表面的极性基团形成氢键，进而形成具有一定连接强度的接头。

该聚氨酯树脂制成油墨后，印刷在极性塑料基材表面具有优异的附着牢度。

2）对颜料的良好润湿性：油墨用聚氨酯树脂一般由聚酯或聚醚多元醇、脂环族二异氰酸酯及二元胺／二元醇扩链剂制备。

由于在ＰＵ树脂中引入了脲键，即形成聚氨酯／聚脲树脂（ＰＵＵ），使之其对颜料有着良好的的分散润湿性能。

3）对溶剂的良好释放性：有机溶剂对树脂的溶解作用是通过溶剂分子的极性吸引溶质分子，也就是通常所说的"同类相溶"；传统的聚氨酯树脂对有机溶剂具有广泛的相溶性，酮类、酯类、苯类等非醇类有机溶剂都是其优良溶剂。

聚氨酯研究进展范文聚氨酯是一种重要的聚合物材料，具有优异的力学性能、耐热性、耐候性和耐化学性。

近年来，对聚氨酯的研究得到了广泛的关注和深入的探索。

下面将对聚氨酯研究的进展进行详细介绍。

首先，就聚氨酯的合成方法而言，传统的合成方法主要是预聚体法和共聚法。

预聚体法是将聚酯多元醇与异氰酸酯做反应，得到聚氨酯预聚体，再通过添加链延长剂和交联剂进行聚合反应得到聚氨酯。

而共聚法则是在聚酯多元醇与异氰酸酯反应的同时，添加烯醇或二官能基醇进行共聚反应。

这些合成方法在传统材料中已经得到广泛应用，但是其中存在着废酸、噪音、能源消耗大等不足之处。

为了克服传统方法的不足，近年来研究人员提出了一些新的合成方法，如催化剂法、生物法、溶剂法等。

催化剂法是在聚酯多元醇和异氰酸酯反应中添加催化剂，可以加速反应速度，降低反应温度和催化剂的用量。

生物法则是利用微生物来合成聚氨酯，这种方法可以减少环境污染，具有较好的可持续性。

溶剂法是在合成过程中添加合适的溶剂，可以改善反应均匀性，提高产率和产品质量。

这些新的合成方法为聚氨酯的生产提供了新的思路和途径。

其次，聚氨酯的改性研究也在不断的进行中。

通过改变聚氨酯的结构和添加适当的添加剂，可以改善其性能，拓展其应用领域。

例如，在聚氨酯中引入硅氮化物结构单元可以显著提高其力学性能和耐热性，使得聚氨酯具有更广泛的应用前景。

此外，添加纳米填料如纳米粒子、纳米纤维等，可以增强聚氨酯的力学性能、导电性能和抗烧蚀性能。

这些改性方法使得聚氨酯的性能得到了进一步提升，适应了更为严苛的应用环境。

最后，聚氨酯在新领域的研究也在不断进行中。

例如，在医学领域，聚氨酯可以作为可降解的植入材料，用于骨修复、软组织修复等方面。

在能源领域，聚氨酯可以作为储能材料应用于超级电容器、锂离子电池等方面。

此外，聚氨酯还可以用于涂料、胶粘剂、弹性体等领域。

对于这些新领域的研究有助于拓展聚氨酯的应用范围，满足不同领域的需求。

总之，聚氨酯作为一种重要的聚合物材料，近年来得到了广泛的研究和应用。

收稿日期:2008Ο12Ο22基金项目:西安市工业应用技术研发项目资助(CXY08007(4))作者简介:方长青(1978-),男,安徽人,博士,美国密歇根州立大学博士后,西安理工大学副教授,主要研究方向为包装材料及其废弃物的回收再利用技术。

聚氨酯基水性油墨的研究方长青,张茂荣,任鹏刚,骆光林(西安理工大学,西安710048)摘要:聚氨酯具有极好的耐磨性、耐溶剂性、粘接性能,以及良好的低温性能、高光泽、保光性等性能优势。

以聚氨酯为主要粘结料,通过添加适量助剂,进行水性油墨的制备实验,并对聚氨酯基水性油墨的抗水性、光泽度、初干性、细度等性能指标进行了分析。

结果表明,利用聚氨酯代替传统树脂粘结料,能制备综合性能优异的环保型水性油墨。

关键词:聚氨酯;粘结料;水性油墨中图分类号:TS802.3　文献标识码:A :1001-3563(2009)04-0045-03St udy on t he Water 2based Ink Prep a red f rom Polyuret ha neFA N G Chan g 2qi ng ,Z H A N G M ao 2rong ,R EN Peng 2gang ,L UO Guang 2li n(Xi ’an University of Technology ,Xi ’an 710048,China )Abstract :Polyurethane has several advantages ,such as excellent wear resistance ,solvent resistance ,and adhesive performance ,good low 2temperature performance ,high gloss ,and light fastness.Water 2based ink was prepared using polyurethane as the main binder ,through adding appropriate additives.The per 2formance indicators of water resistance ,gloss ,drying performance ,and fineness were analyzed.The re 2sults showed that polyurethane can be used to prepare environment 2f riendly water 2based ink with excellent integrated performance substituting traditional resin binder.Key words :polyurethane ;binder ;water 2based ink 溶剂型油墨(也称油性油墨)是印刷工业中最大的污染源。

聚氨酯研究进展第一篇：聚氨酯研究进展聚氨酯树脂的研究进展摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。

关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料Research progress of polyurethaneAbstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites, demonstrating future research directions of polyurethane.Keyword: polyurethane;fluorine-modified;non-isocyanate;nano-composites引言聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良，且具有良好的吸振，抗辐射和耐透气性能，具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。

1.氟硅改性氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。

常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。

聚氨酯吸油材料的研究进展聚氨酯吸油材料是一种具有良好吸油性能的多孔材料，广泛应用于石油、化工、环保等领域。

本文将就聚氨酯吸油材料的研究进展进行详细介绍，包括其吸油机制、制备方法及应用前景等方面的内容。

一、聚氨酯吸油材料的吸油机制聚氨酯吸油材料主要是通过其多孔结构和化学成分来实现吸油功能。

聚氨酯材料具有丰富的孔隙空间，可以将油污迅速吸附于其表面及孔隙内部，从而实现了高效的吸油性能。

聚氨酯材料具有一定的亲油性，能够与油污发生物理吸附，使油污牢固地附着在其表面，不易脱落。

聚氨酯材料还具有一定的化学亲合性，可以与油污发生化学反应，形成油-聚氨酯复合物，从而实现了更加牢固的吸附效果。

聚氨酯吸油材料的吸油机制主要是通过其多孔结构和化学成分来实现的，具有良好的吸油性能。

目前，制备聚氨酯吸油材料的方法主要包括物理法、化学法和组合法等。

物理法是指通过调控材料的多孔结构和表面性质来实现吸油功能。

常见的制备方法包括模板法、溶胶凝胶法和发泡法等。

模板法是指在聚合反应中加入模板剂，通过模板剂的作用，在聚氨酯材料中形成一定的孔隙结构。

溶胶凝胶法是指通过溶胶凝胶反应来制备聚氨酯吸油材料，其优点是可以在制备过程中控制孔隙结构和表面性质。

发泡法是指通过向聚氨酯溶液中注入发泡剂，然后在一定条件下形成孔隙结构。

化学法是指在聚氨酯材料中引入亲油基团或亲水基团，从而改变其表面性质和吸油性能。

常见的化学法包括接枝法、共聚法和后处理法等。

组合法是指将物理法和化学法相结合，充分发挥各自的优势。

聚氨酯吸油材料具有良好的吸油性能和化学稳定性，具有广阔的应用前景。

聚氨酯吸油材料可以应用于石油、化工和环保等领域。

在石油领域，聚氨酯吸油材料可以用于油水分离、油污清洁和油品回收等方面。

在化工领域，聚氨酯吸油材料可以用于化工废水处理、油气分离和溢油应急处理等方面。

在环保领域，聚氨酯吸油材料可以用于污水处理、环境修复和油污清洁等方面。

聚氨酯吸油材料还可以应用于吸附材料、填充材料和载体材料等方面。

聚氨酯吸油材料的研究进展聚氨酯吸油材料是一种新型环保吸油材料，其具有高吸油性、高耐油性、自我修复等优异性能，因此得到了广泛的应用。

本文旨在综述近年来聚氨酯吸油材料的研究进展。

聚氨酯吸油材料的制备方法主要包括溶液浸渍法、反应浸渍法和自组装法。

其中溶液浸渍法是最常用的方法之一，该方法的原理是将聚氨酯固态材料置于吸油剂的溶液中，使其吸附吸油剂并达到一定的吸油能力。

反应浸渍法则是将聚氨酯与吸油剂同时反应产生的一种方法，它可以将吸油剂分散到聚氨酯中，从而提高吸油性能。

自组装法通常采用表面改性的聚合物，在疏水基团作用下，吸附吸油剂，实现了高效吸油的目的。

近年来，对聚氨酯吸油材料的研究主要围绕着以下几个方面展开：1.吸油性能研究聚氨酯吸油材料的吸油性能是其重要的性能之一。

研究人员通过实验测定其吸附各种不同类型的油品的吸油量。

其中，多数研究表明，改性聚氨酯可以达到更高的吸油量，且具有更好的重复性和稳定性。

对于不同类型的油品，聚氨酯吸油材料的吸附量也有所差异。

例如，苯、甲苯、乙苯和二甲苯等馏分石油类油品的吸油量较大，而煤油类和机油类油品的吸油量相对较小。

聚氨酯吸油材料在吸附油品后，往往需要进行处理才能达到回收油品的目的。

因此，材料的稳定性、耐油性和长期使用寿命是非常重要的。

一些研究表明，与传统的吸油材料相比，聚氨酯吸油材料具有更好的耐油性能。

经过多次使用和再生处理后，聚氨酯吸油材料的吸油量和性能基本上不受影响。

3.自我修复性能研究聚氨酯吸油材料具有自我修复性能，即在受到破坏后，其能够通过自我修复机制回复到原有的状态。

实验研究表明，聚氨酯吸油材料在缺口处自我修复的时间和速度都很快，且“自愈能力”可以持续数次。

总的来说，聚氨酯吸油材料在环境保护领域中具有非常广泛的应用前景。

未来的研究则需要更加深入研究其吸油机理，提高其吸油能力和使用寿命的同时，也要结合其实际应用中的特殊要求，深入探索其工业应用价值。

聚氨酯吸油材料的研究进展聚氨酯吸油材料是一种新型的吸油材料，其吸油性能优异，具有极高的吸附容量、快速吸油速度、可重复使用等特点，因此在环境保护、油污处理、水污染治理等领域得到了广泛应用。

本文旨在综述聚氨酯吸油材料的研究进展，为其进一步发展提供参考。

1. 聚氨酯吸油材料的制备方法目前聚氨酯吸油材料主要采用聚合法和交联法制备。

其中聚合法包括原位聚合法、溶液聚合法和悬浮聚合法等。

原位聚合法是将聚氨酯前驱体混合后加热反应制备，其优点是简单易行，但需要高温、高压等反应条件；溶液聚合法则是将聚氨酯原料溶解在有机溶剂中，加入催化剂后反应得到聚氨酯吸油材料，其优点是制备过程简单，但需要使用有机溶剂；悬浮聚合法是将聚氨酯原料悬浮在水中，加入乳化剂和交联剂后反应得到聚氨酯吸油材料，其优点是制备条件温和，环保性好。

交联法包括化学交联和物理交联两种。

化学交联是在聚氨酯合成过程中加入交联剂，反应后形成交联结构，使聚氨酯吸油材料具有优异的吸水性和耐水性；物理交联则是通过热压、冷却等方式，使聚氨酯吸油材料形成交联结构，其优点是制备过程简单，但交联程度低，吸水性能稍逊于化学交联法。

聚氨酯吸油材料具有极高的吸油容量和快速吸油速度。

研究表明，聚氨酯吸油材料的吸油容量可达30-40倍重量，其中对重质油的吸附效果尤为显著。

此外，聚氨酯吸油材料的吸油速度也非常快，可以在数秒内将油污吸附干净。

这些优异的吸油性能使得聚氨酯吸油材料在应对油污处理、海上溢油应急等方面具有广泛的应用前景。

为提高聚氨酯吸油材料的综合性能，研究者们通过改性方法对其进行优化。

其中，纳米材料的引入是一种有效的改性方法。

研究表明，在聚氨酯吸油材料中引入适当比例的碳纳米管、纳米二氧化钛等纳米材料后，可以显著提高其吸附速率和吸油量，并且还可以增强材料的机械强度和耐水性。

此外，研究者们还通过共混、交联等方法对聚氨酯吸油材料进行改性。

共混是将不同种类的聚合物混合制备聚合物复合材料，以期改善其性能。