PTP铝箔OP保护剂的固化机理及影响因素_沉淀的机理和影响因素

　　泡罩包装是目前应用最广泛的药品包装形式之一，PTP铝箔是泡罩包装的重要组成部分，一般由保护层、印刷层、铝箔基材、胶黏剂层组成，其中保护层的主要作用是：使PTP铝箔表面光亮、平整，填补PTP铝箔表面的细小空隙；提高PTP铝箔的抗酸碱侵蚀能力，延长药品的保质期；保护印刷层，使油墨与铝箔基材能够有效黏合、不脱落。在快速发展的当今社会，制药企业不仅更加注重生产效率和包装加工速度，同时也对PTP铝箔保护层的性能提出了更高的要求。OP保护剂是PTP铝箔常用的保护层涂料，其具有涂布性好、固化速度快、耐热性高、耐摩擦性强、耐溶剂性佳等优点，目前已得到广泛应用。
　　 OP保护剂的种类及性能
　　 1.氨基树脂自固化型OP保护剂（简称“101OP”）
　　101OP以甲醚化氨基树脂为原料，通过甲醚化氨基树脂自身的交联反应，可形成一层致密的涂层，耐热性达230℃。同时，101OP涂层具有良好的印刷适性和耐溶剂性，但印刷需要采用耐热性更高的油墨。然而，由于受到甲醚化氨基树脂自身交联程度的影响，101OP涂层的耐热性无法再提高，加上其易氧化物含量严重超标，大大限制了101OP在PTP铝箔中的推广和使用。
　　 2.氨基树脂和丙烯酸树脂交联的OP保护剂（简称“102OP”）
　　102OP通过丁醚化氨基树脂和羟基丙烯酸树脂的交联反应，可形成一层致密的涂层，耐热性达270℃。由于丁醚化氨基树脂与羟基丙烯酸树脂的交联程度较高，可使102OP涂层表面丰满、光亮、高温固化不变形，对印刷层有较好的保护作用，且耐摩擦性和耐溶剂性良好，更重要的是其易氧化物含量易控制，因此广受业界推崇。但是102OP涂层的表面张力很小，不宜在其表面进行涂布或印刷。
　　 3.氨基树脂和聚酯树脂交联的OP保护剂（简称“103OP”）
　　103OP通过甲醚化氨基树脂和聚酯树脂的交联反应，可形成一层致密的涂层，耐热性达220℃以上。103OP涂层的耐摩擦性、耐溶剂性和印刷适性良好，且所用树脂均易取得FDA认证。但由于103OP涂层的耐热性不能再提高，且成本较高，目前在市场中的应用情况并不乐观。
　　 4.双组分聚氨酯交联的OP保护剂（简称“104OP”）
　　104OP通过双组分聚氨酯树脂的交联反应，可形成一层致密的涂层，耐热性达200℃以上。104OP涂层具有很好的印刷适性，且其易氧化物含量极低。但是104OP涂层的耐热性差，双组分聚氨酯溶剂需要即用即配，涂布后还需高温固化48小时，这些都是阻碍其广泛应用的主要因素。
　　在同等实验条件下（ 180℃，7秒），使用同一种催化剂（乙酯∶丁酮= 1∶1，固含量为20%）对各类型OP保护涂层的性能进行比较，结果如表1所示。
　　 OP保护剂的反应机理及影响因素
　　鉴于102OP目前在PTP铝箔中的应用最为广泛，下面，笔者就以102OP为例，探讨OP保护剂的反应机理和影响因素。
　　 1.反应机理
　　在高温环境中，102OP在催化剂的作用下，可在10秒内形成一层致密的涂层，同时各基团间的反应也较为充分，易氧化物含量易控制，但耐溶剂性弱于101OP涂层。
　　在102OP的交联反应中，既包括丁醚化氨基树脂和羟基丙烯酸树脂之间的交联反应，也包括丁醚化氨基树脂自身的交联反应，具体反应过程如下。
　　化剂可以有效控制氨基树脂的逆解，促进交联反应，并降低固化温度。而要想实现快速固化，就必须加入加速催化剂。
　　(1)酸性催化剂
　　①羟基丙烯酸树脂中的-COOH具有酸性催化剂的作用，其可促进树脂之间的交联反应，但固化时间较长，不能充分满足涂布要求。此外，为了有效控制氨基树脂的逆解反应，还须加入辅助酸作为催化剂。
　　②乙酸类低分子有机酸可与树脂更好地混溶，但催化速度较慢，且气味较大。
　　③磷酸一般用作辅助催化剂，其不仅可以大大缩短固化时间，还能促进102OP保护剂固化后成膜。
　　值得注意的是，一定要严格控制酸性催化剂的添加量，一方面是因为其具有腐蚀性，另一方面是因为过量的酸性催化剂易使树脂呈现白色絮凝状，导致涂层发白，影响外观质量。
　　(2)加速催化剂
　　根据PTP铝箔生产工艺的要求，102OP保护剂在线涂布时间为7～8秒，102OP保护剂要在如此短暂的时间内完全固化，这也对加速催化剂提出了更高的要求。通过试验发现，苯磺酸的催化效果较好，使用C-16、C-56和C-96三种类型的苯磺酸作为加速催化剂，可使102OP保护剂在8秒内完全固化（如表2）。不过，过量的快速催化剂容易引起102OP保
　　在对PTP铝箔进行102OP保护剂在线涂布的过程中，即使采用了高效的加速催化剂，也要严格控制固化条件，即固化温度和固化速度。过低的固化温度或过快的固化速度都会严重影响102OP保护剂的交联程度，导致涂层的耐热性和耐摩擦性下降。例如，采用C-16苯磺酸作为加速催化剂，固化温度低于160℃时，即使将固化时间延长3倍，也达不到耐热性指标。
　　还需说明的一点是，涂布时的环境湿度一般不能高于70%，否则102OP保护剂的附着力就会下降。