[发明专利]一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨

说明书

技术领域

 本发明属于化工技术领域，具体涉及一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨。

背景技术

目前，木纹家俱、地板等的表面木纹图案有两种制备方式：一种是在制作完成的家具表面贴实木皮，但是这会导致森林大量砍伐，影响大自然；另一种是粘贴仿真实木PVC装饰膜，其以高分子聚合物PVC为原料，添加各种助剂，经压延、复合，印刷木纹图案，制成仿真实木装饰膜。这种装饰膜木纹逼真，装饰效果好，可减少对树木的砍伐。

随着社会经济发展、人类文明进步，人们对环保的要求越来越高。我国所生产的木纹纸、墙纸和波音纸软片用油墨一般都是使用油溶性的溶剂型油墨，导致这些装饰材料受到某些出口国的限制，也达不到国内绿色环保、可持续发展的要求。聚氯乙烯（PVC）工程塑料虽然拥有很多优点，但是PVC基材不降解，废弃物的处理难以达到环保要求，而且其燃烧过程中会产生氯化氢和其他有毒气体。另外，PVC装饰膜的表面耐磨性、耐高温性较差。因此，人们已开始尝试使用其他工程塑料如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等代替PVC。

但是PP装饰板由于PP的非极性、润湿能力差、结晶度高、存在弱边界层等原因，使其难于与其它物质粘接，限制了其使用范围。另外，木纹纸一般要通过热压花纹和涂背胶后吸塑粘贴于家俱表面，要求其具有较好的耐热性和绕曲性，因此，要求油墨能耐高温且柔韧性好。目前，现有技术的制备油墨或涂料的乳液用于PP装饰板或木纹纸上难以达到很好的效果，因此制备一种适用于PP基材上的油墨具有实际意义。

发明内容

本发明的发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种聚脲-丙烯酸酯乳液。

本发明的另一目的在于提供一种由所述聚脲-丙烯酸酯乳液制备得到的水性凹版油墨。所述水性油墨无毒无味、附着力强、柔韧性好、具有优异的耐热性和耐水性，可用于家俱生产、室内装修用PP装饰板、木纹纸和塑胶表面的印刷。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种聚脲-丙烯酸酯乳液，所述聚脲-丙烯酸酯乳液为包括如下原料：

聚脲预聚体100份；

丙烯酸酯单体95~300份；

乙烯基硅烷偶联剂 0.5~6份；

所述聚脲预聚体以二异氰酸酯、端氨基聚醚、亲水单体和含双键的封端单体为原料反应得到；将二异氰酸酯与端氨基聚醚反应至残余-NCO达到理论值，加入亲水单体，反应后再加入含双键的封端单体制得所述聚脲预聚体；

二异氰酸酯的-NCO摩尔数：端氨基聚醚的-NH₂和亲水单体的-OH摩尔数之和为1.1~1.5：1；所述亲水单体的质量占聚脲预聚体总质量的3~7%；所述含双键的封端单体与残余-NCO的摩尔比为1~1.1：1；

所述亲水单体为羧酸型亲水单体和/或磺酸型亲水单体；

所述聚脲-丙烯酸酯乳液的制备方法包括具体步骤如下：

S1. 制备聚脲预聚体；

S2. 取丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合物总量的6~15%加入聚脲预聚体中混合均匀，按羧酸型亲水单体的摩尔量添加中和剂，搅拌3-10min后，加入120~220份去离子水高速乳化20~30min，转速为800~1200r/min，得到聚脲预乳液；

S3. 将剩余的丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合单体与乳化剂、50~150份去离子水搅拌乳化得到丙烯酸酯预乳液；

S4. 在反应釜中加入100~200份去离子水，pH缓冲剂和步骤S2制得的聚脲预乳液作为种子乳液，升温至70~76℃，加入引发剂，反应25~40min；升温至78~83℃，同时滴加步骤S3制得的丙烯酸酯预乳液和引发剂，2~4小时滴加完丙烯酸酯预乳液，引发剂在丙烯酸酯预乳液滴加完毕后0.5小时内滴完；

S5. 引发剂滴加完毕，升温到83~88℃熟化0.8~1.2小时；控制温度为60~65℃，抽真空1~2h脱丙酮；然后降温到至45℃以下，调节pH为7，出料，即得到所述聚脲-丙烯酸酯乳液。

所用的二异氰酸酯可以是本领域常用的二异氰酸酯。作为一种优选方案，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

作为一种优选方案，所述端氨基聚醚为聚醚二元胺、聚醚三元胺中的一种或几种的混合物，所述端氨基聚醚的分子量为230~5000。