[发明专利]水性聚氨酯树脂分散体

说明书

一种侧链中具有阳离子基团的水性聚氨酯树脂，其中所述聚氨酯树脂可通过使聚酯多元醇、多异氰酸酯和含有季N‑原子或氨基的二醇反应获得，所述季N‑原子或氨基不存在于所述二醇的两个羟基之间的碳链中，并且其中所述聚酯多元醇通过使芳族多元羧酸和多元醇反应获得。所述聚氨酯树脂适合作为喷墨印刷用处理液中的树脂。

技术领域

本发明涉及水性聚氨酯树脂分散体，且更具体地说，涉及所述聚氨酯树脂在用水性喷墨油墨进行喷墨印刷的基材的处理液或印刷图像的处理液中的用途。

背景技术

近年来，喷墨技术已经越来越多地用于工业印刷应用，例如显示器、海报、公告板、包装、纺织品等。在这些应用中，耐久性如耐光性、耐水性和耐磨性是印刷图像的重要要求，因此已经开发了颜料基油墨。

工业应用中广泛使用油墨，例如使用有机溶剂作为媒介物的溶剂基喷墨油墨，以及包含可聚合单体作为主组分的紫外线可固化喷墨油墨。

然而，溶剂基喷墨油墨不是环境上优选的，因为溶剂在大气中蒸发。紫外线可固化喷墨油墨由于根据使用的单体而可能具有皮肤致敏性并且需要在打印机主体中并入昂贵的紫外线照射设备而具有有限的应用领域。

鉴于这样的背景，已经开发出能够直接用于在多孔和无孔基材上印刷并且提供较小环境负担的用于喷墨记录的颜料基水性油墨。这些油墨的特征在于存在树脂，所述树脂粘结颜料并防止图像从基材上擦掉，从而产生改善的耐溶剂性和抗划伤性。

通常，用于水性喷墨油墨的喷墨记录介质包括基材如纸、塑料膜或纺织织物和提供在其上的喷墨接收层。

该层由主要含有水溶性树脂如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等和任何各种添加剂的喷墨接受剂形成，以便防止由水基油墨引起的渗色和/或油墨聚结或改善油墨吸收性质。由于水性颜料油墨在喷墨接受层中的吸附不足而产生渗色和聚结，因此引起问题。

此外，存在通过喷射水性喷墨油墨制成的印刷图像具有差的防水特性的问题。改善防水特性的最流行方法是其中在油墨中使用除了上述树脂之外还包含水性阳离子树脂如聚(二烯丙基二甲基氯化铵)的喷墨接受剂的方法。由于在油墨中颜料的阴离子基团与水溶性阳离子树脂的阳离子基团之间的静电键合，通过固定水性油墨的颜料可以改善防水特性。然而，由于水溶性阳离子树脂本身倾向于易溶于水，因此改善防水特性的效果不足。此外，这些聚合物不彼此交联也不形成膜，导致印刷图像的物理性质差。

WO14042652公开了用于制备油墨接收层且包含液体媒介物、表面活性剂和阳离子聚合物的定影液。所述阳离子聚合物可以选自季铵化聚胺、双氰胺聚阳离子、二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、季铵化二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯聚合物、季铵化乙烯基咪唑聚合物、烷基胍聚合物、烷氧基化聚乙烯亚胺。

JP2015163678A公开了一种用于在多孔基材如纺织品上印刷的水性颜料组合物，其确保织物上的图像具有改善的耐洗性和耐擦性。所述水性组合物包含含有氨基甲酸酯树脂的颜料粒子，所述氨基甲酸酯树脂通过使聚酯多元醇与包含离子或非离子基团的多元醇以及多异氰酸酯反应而获得。

US2009/0233065公开了一种含有阳离子聚氨酯的喷墨预处理液。所述阳离子聚氨酯通过使用具有叔氨基的扩链剂，由此在树脂的主链中引入阳离子基团而获得。所述树脂确保了树脂与无孔基材的良好粘附。含有阳离子聚氨酯的预处理液的储存稳定性仍有待改善。

US2008/0090949公开了一种包含阳离子聚氨酯树脂水性分散体的喷墨接受剂。所述树脂在从分散体中除去水之后形成的涂层上提供优异的防水特性。具有仲OH-基团的含叔氨基的多元醇将具有有限的反应性，限制聚合物链的长度，并因此降低树脂的物理物质，例如粘附性、抗划伤性和机械性能。此外，如US2008/0090949中公开的阳离子聚氨酯的制备方法是费力的，因为首先需要预先制备含叔氨基的多元醇。聚亚烷基二醇单元的并入被限制在聚氨酯的主链中，这将导致在水性树脂分散体的胶体稳定性方面的较差性质。