[发明专利]一种水性油墨连接料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料制备领域，涉及一种水性油墨连接料及其制备方法。

背景技术

近年来，人们对包装印刷安全性的需求越来越高，水性油墨凭借低VOC、不可燃、无毒和无异味等环保特点，正成为油墨产业发展的主流和趋势。油墨连接料决定着油墨的性能，特别是印刷的性能，如粘度，干燥速度，流动性，光泽等。目前，制造高档水墨大多都是以水性丙烯酸类树脂作为连接料，虽然其在塑料软包装上的附着力有所提高，具有优异的耐侯性、耐水性、耐碱性，但是在印刷品的光泽度和耐化学品性能方面仍存在热粘冷脆、耐磨损性差、耐溶剂性差等缺点，需进一步改进。

水性聚氨酯树脂以水为介质，不燃，无味，对环境无危害，节能，操作加工方便，光泽度好，具有耐磨和耐刮伤性能和良好的耐低温性能，在水性油墨领域具有广阔的应用前景。但是单一的水性聚氨酯在非极性基材附着力差，并且对极性基材如PET和NY的附着力有所欠缺，存在耐水性不佳，固含量低，粘度大的缺点，难以满足人们对材料的需要，因此当今国内外研究者都致力于水性聚氨酯的改性研究。水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂具有天然的性能互补性，聚丙烯酸酯改性水性聚氨酯树脂被称为“第三代水性聚氨酯”，成为当今研究的热点。但是在改性工艺和配方上，却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种水性油墨连接料及其制备方法，使其在极性基材和非极性基材上有好的附着力，初干性好，并且具有较好的耐水性和耐热性。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种水性油墨连接料，按重量百分比计，包括14～35.85％的水性聚氨酯预聚物，1～3％的扩链剂，1～3％的有机胺，16～33.25％的丙烯酸酯类单体、乙烯基单体或丙烯酸酯类单体与乙烯基单体的混合物，1～2％的复合乳化剂，0.05～0.15％的引发剂，0.1～0.5％的pH调节剂和45～55％的去离子水。

一种水性油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚合物多元醇在100～110℃真空条件下脱水后加入多异氰酸酯化合物并在75～95℃下，反应3～4h，得到水性聚氨酯预聚物；其中，聚合物多元醇与多异氰酸酯化合物的摩尔比为3.5:1；

2)按质量百分比计，向14～35.85％的水性聚氨酯预聚物中加入1～3％的扩链剂和有机溶剂，然后在50～75℃下继续反应3～5h后，降至室温，再加入1～3％的有机胺中和后，在搅拌下加入45～55％的去离子水乳化成水基树脂，然后真空脱除有机溶剂，得到水性聚氨酯分散体；其中，有机溶剂的加入量为水性聚氨酯预聚物与扩链剂总质量的30～50％；

3)向水性聚氨酯分散体中加入1～2％的复合乳化剂，0.1～0.5％的pH调节剂，在氮气保护下搅拌反应1h后升温至70℃，加入16～33.25％的丙烯酸酯类单体、乙烯基单体或丙烯酸酯类单体与乙烯基单体的混合物的三分之一以及0.05～0.15％引发剂的三分之一，然后在80℃滴加剩余的丙烯酸酯类单体、乙烯基单体或丙烯酸酯类单体与乙烯基单体的混合物以及引发剂的水溶液，然后升温至85℃继续反应1.5h，得到水性油墨连接料。

所述聚合物多元醇为聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇或聚醚二元醇；

扩链剂为含亲水性官能团的具有活性氢的化合物、大分子活泼氢化合物、小分子二元醇、小分子三元醇中的一种或几种。

所述的含亲水性官能团的具有活性氢的化合物为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、聚环氧乙二醇、双羟基乙基胺、3-双(羟基乙基)氨基丙烷磺酸钠中的一种或几种；

所述大分子活泼氢化合物是数均分子量为300～6000g·mol^-1的多元醇；

所述小分子二元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁烯二醇、1,4-丁炔二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊基二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二乙烯二醇、三乙烯二醇、四乙烯二醇、二丙二醇、二丁二醇中的一种或几种；

所述小分子三元醇为甘油、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇中的一种或几种。

所述的数均分子量为300～6000g·mol^-1的多元醇为蓖麻油、橄榄油、椰子油、棕榈油、花生油、向日葵油、大豆油、菜子油中的一种或几种。