[发明专利]原位生成有机化SiO2

说明书

本发明涉及一种原位生成有机化SiO₂增强型水性聚氨酯油墨及其制备方法，由水性聚氨酯乳液、硅烷溶液、水性颜料、分散剂、消泡剂和流平剂混合制备而成，水性聚氨酯乳液和硅烷溶液的质量比为100:(8～12)，水性聚氨酯乳液的固含量为40～45％。一种原位生成有机化SiO₂增强型水性聚氨酯油墨的制备方法，包括如下步骤：1)制备水性聚氨酯乳液；2)制备硅烷溶液；3)制备原位生成有机化SiO₂增强水性聚氨酯乳液；4)将制备的原位生成有机化SiO₂增强水性聚氨酯乳液与水性颜料、分散剂、消泡剂和流平剂按比例混合，在分散研磨机中高速研磨分散，达到要求的细度后，出料，制得所述的原位生成有机化SiO₂增强型水性聚氨酯油墨。与现有技术相比，本发明制备的原位生成有机化SiO₂增强型水性聚氨酯油墨具有较强的耐磨性和附着力。

技术领域

本发明涉及油墨制备技术领域，特别涉及一种原位生成有机化SiO₂环保增强型水性聚氨酯油墨及制备方法。

背景技术

水性油墨以水作溶剂，不使用有机溶剂，与溶剂型油墨相比，VOC含量极低，显著改善了油墨生产、印刷及使用环境，环保性能大大提高，水性油墨逐渐成为环保型油墨的发展趋势。聚氨酯树脂因其优异的粘结性能、力学性能和与颜料等助剂良好的相容性，被广泛应用于制造油性及紫外光固化型油墨。以此为基础，水性聚氨酯油墨也得到了飞速发展，由于都以聚氨酯为基体树脂，水性聚氨酯油墨继承了油性聚氨酯油墨的部分优点。水性聚氨酯以油性聚氨酯预聚体为基础，采用外加乳化剂的外乳化法或使用亲水性扩链剂在聚氨酯分子结构中引入亲水性链段的自乳化法在水分散相中高速搅拌或乳化制备而成。与溶剂型、紫外光固化型聚氨酯油墨相比，水性聚氨酯乳液的机械性能显著降低，制备的油墨的耐磨性能变差。而且，由于分子结构中引入极性亲水性链段，水性聚氨酯油墨对薄膜等非极性表面的附着力显著变差。耐磨性和附着力差的水性聚氨酯油墨容易出现划痕和掉色问题，影响印刷美观，尤其是对高质量印刷及生产日期、防伪码等印刷，油墨的耐磨性和附着力至关重要。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种耐磨性和附着力强的原位生成有机化SiO₂环保增强型水性聚氨酯油墨及其制备方法。

技术方案：一种原位生成有机化SiO₂环保增强型水性聚氨酯油墨，由水性聚氨酯乳液、硅烷溶液、水性颜料、分散剂、消泡剂和流平剂混合制备而成。

优选的，所述的水性聚氨酯乳液和硅烷溶液的质量比为100:(8～12)。

优选的，所述的水性聚氨酯乳液为磺酸型水性聚氨酯，固含量为40～45％，制备原料包括异氟尔酮二异氰酸酯、聚己二酸乙二醇酯、丙酮、二月桂酸二丁基锡、1,4-丁二醇、乙二胺乙磺酸钠溶液、乙二胺和水。

优选的，所述的硅烷溶液的制备原料为辛基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、异构十醇聚氧乙烯醚和异构十三醇聚氧乙烯醚。

一种原位生成有机化SiO₂增强型水性聚氨酯油墨的制备方法，包括以下步骤：

1)水性聚氨酯乳液的制备

在装有搅拌桨、冷凝管和温度计的三口烧瓶中加入异氟尔酮二异氰酸酯、干燥脱水的聚己二酸乙二醇酯、丙酮和二月桂酸二丁基锡催化剂，升温至(75～80)℃反应2h，搅拌速率为(350～400)r/min；加入1,4-丁二醇继续反应至-NCO含量达到要求；然后，冷却至(30～35)℃，搅拌速率增加至(700～800)r/min，缓慢加入乙二胺乙磺酸钠溶液，反应(20～30)min；加入乙二胺和水，反应(15～30)min；最后，减压蒸馏脱除丙酮，得到水性聚氨酯乳液；

2)硅烷溶液的制备