PTP鋁箔OP保護劑的固化機理及影響因素

泡罩包裝是目前應用最廣泛的藥品包裝形式之一，PTP鋁箔是泡罩包裝的重要組成部分，一般由保護層、印刷層、鋁箔基材、膠黏劑層組成，其中保護層的主要作用是：使PTP鋁箔表面光亮、平整，填補PTP鋁箔表面的細小空隙；提高PTP鋁箔的抗酸堿侵蝕能力，延長藥品的保質期；保護印刷層，使油墨與鋁箔基材能夠有效黏合、不脫落。在快速發展的當今社會，制藥企業不僅更加注重生產效率和包裝加工速度，同時也對PTP鋁箔保護層的性能提出了更高的要求。OP保護劑是PTP鋁箔常用的保護層涂料，其具有涂布性好、固化速度快、耐熱性高、耐摩擦性強、耐溶劑性佳等優點，目前已得到廣泛應用。

OP保護劑的種類及性能

1.氨基樹脂自固化型OP保護劑（簡稱“101OP”）

101OP以甲醚化氨基樹脂為原料，通過甲醚化氨基樹脂自身的交聯反應，可形成一層致密的涂層，耐熱性達230℃。同時，101OP涂層具有良好的印刷適性和耐溶劑性，但印刷需要采用耐熱性更高的油墨。然而，由于受到甲醚化氨基樹脂自身交聯程度的影響，101OP涂層的耐熱性無法再提高，加上其易氧化物含量嚴重超標，大大限制了101OP在PTP鋁箔中的推廣和使用。

2.氨基樹脂和丙烯酸樹脂交聯的OP保護劑（簡稱“102OP”）

102OP通過丁醚化氨基樹脂和羥基丙烯酸樹脂的交聯反應，可形成一層致密的涂層，耐熱性達270℃。由于丁醚化氨基樹脂與羥基丙烯酸樹脂的交聯程度較高，可使102OP涂層表面豐滿、光亮、高溫固化不變形，對印刷層有較好的保護作用，且耐摩擦性和耐溶劑性良好，更重要的是其易氧化物含量易控制，因此廣受業界推崇。但是102OP涂層的表面張力很小，不宜在其表面進行涂布或印刷。

3.氨基樹脂和聚酯樹脂交聯的OP保護劑（簡稱“103OP”）

103OP通過甲醚化氨基樹脂和聚酯樹脂的交聯反應，可形成一層致密的涂層，耐熱性達220℃以上。103OP涂層的耐摩擦性、耐溶劑性和印刷適性良好，且所用樹脂均易取得FDA認證。但由于103OP涂層的耐熱性不能再提高，且成本較高，目前在市場中的應用情況并不樂觀。

4.雙組分聚氨酯交聯的OP保護劑（簡稱“104OP”）

104OP通過雙組分聚氨酯樹脂的交聯反應，可形成一層致密的涂層，耐熱性達200℃以上。104OP涂層具有很好的印刷適性，且其易氧化物含量極低。但是104OP涂層的耐熱性差，雙組分聚氨酯溶劑需要即用即配，涂布后還需高溫固化48小時，這些都是阻礙其廣泛應用的主要因素。

在同等實驗條件下（ 180℃，7秒），使用同一種催化劑（乙酯∶丁酮= 1∶1，固含量為20%）對各類型OP保護涂層的性能進行比較，結果如表1所示。

OP保護劑的反應機理及影響因素

鑒于102OP目前在PTP鋁箔中的應用最為廣泛，下面，筆者就以102OP為例，探討OP保護劑的反應機理和影響因素。

1.反應機理

在高溫環境中，102OP在催化劑的作用下，可在10秒內形成一層致密的涂層，同時各基團間的反應也較為充分，易氧化物含量易控制，但耐溶劑性弱于101OP涂層。

在102OP的交聯反應中，既包括丁醚化氨基樹脂和羥基丙烯酸樹脂之間的交聯反應，也包括丁醚化氨基樹脂自身的交聯反應，具體反應過程如下。

化劑可以有效控制氨基樹脂的逆解，促進交聯反應，并降低固化溫度。而要想實現快速固化，就必須加入加速催化劑。

(1)酸性催化劑

①羥基丙烯酸樹脂中的-COOH具有酸性催化劑的作用，其可促進樹脂之間的交聯反應，但固化時間較長，不能充分滿足涂布要求。此外，為了有效控制氨基樹脂的逆解反應，還須加入輔助酸作為催化劑。

②乙酸類低分子有機酸可與樹脂更好地混溶，但催化速度較慢，且氣味較大。

③磷酸一般用作輔助催化劑，其不僅可以大大縮短固化時間，還能促進102OP保護劑固化后成膜。

值得注意的是，一定要嚴格控制酸性催化劑的添加量，一方面是因為其具有腐蝕性，另一方面是因為過量的酸性催化劑易使樹脂呈現白色絮凝狀，導致涂層發白，影響外觀質量。

(2)加速催化劑

根據PTP鋁箔生產工藝的要求，102OP保護劑在線涂布時間為7～8秒，102OP保護劑要在如此短暫的時間內完全固化，這也對加速催化劑提出了更高的要求。通過試驗發現，苯磺酸的催化效果較好，使用C-16、C-56和C-96三種類型的苯磺酸作為加速催化劑，可使102OP保護劑在8秒內完全固化（如表2）。不過，過量的快速催化劑容易引起102OP保

在對PTP鋁箔進行102OP保護劑在線涂布的過程中，即使采用了高效的加速催化劑，也要嚴格控制固化條件，即固化溫度和固化速度。過低的固化溫度或過快的固化速度都會嚴重影響102OP保護劑的交聯程度，導致涂層的耐熱性和耐摩擦性下降。例如，采用C-16苯磺酸作為加速催化劑，固化溫度低于160℃時，即使將固化時間延長3倍，也達不到耐熱性指標。

還需說明的一點是，涂布時的環境濕度一般不能高于70%，否則102OP保護劑的附著力就會下降。