一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨，该印刷油墨利用甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯对水性聚氨酯进行改性处理，得到的聚氨酯乳液耐水性更好，加入的聚磷酸铵、多孔硅酸钙等原料使得油墨具备良好的阻燃耐火效果，极大的改善了传统水性聚氨酯油墨的性能，这种油墨粘度低，强度高，安全环保，功能持久稳定，拓宽了使用范围。
【专利说明】
一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水性油墨技术领域，尤其涉及一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 水性油墨是由水溶性树脂、有机颜料、溶剂以及相关助剂构成，其具有优良的环保 性，可以缓解当前包装与印刷行业存在污染问题，成为目前及今后油墨行业的重点发展方 向。
[0003] 水性聚氨酯油墨具有色彩表现力好、附着力佳、耐油等优点，对各种承印物材料具 有广泛的适用性。由于水性聚氨酯中存在亲水基团，其所形成的涂层耐水性、耐热性以及粘 弹性欠佳，尤其是耐水性的差异，直接影响印刷产品的使用体验，因此有必要对水性聚氨酯 的性能做进一步改进，以完善其性能。《纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表 征》一文利用硅烷偶联剂在聚氧化丙烯二醇溶液中水解分散制得纳米二氧化硅聚氧化丙烯 二醇分散体，参与水性聚氨酯合成过程，得到了纳米二氧化硅改性的水性聚氨酯乳液，这种 方法得到的聚氨酯涂层其疏水性及表面硬度得到了一定的改善，然而其拉伸强度及断裂伸 长率随之降低，综合力学性能欠佳，由此可见，在提高水性聚氨酯疏水性的同时获得具备优 良力学性能的乳液才是具有实际应用价值的研究重点，也是本发明的目的所在。
【发明内容】
[0004] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油 墨及其制备方法。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨，该印刷油墨由以下重量份的原料制成：固含量为 30-40%的水性聚氨酯乳液40-50、甲基丙烯酸六氟丁酯8-10、马来酸酐0.1-0.2、聚磷酸铵 0.2-0.3、聚苯乙烯磺酸钠1-2、400-600目多孔硅酸钙3-5、木质素磺酸钙0.1-0.2、水性颜料 10-20、钛酸酯偶联剂0.1-0.2、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-2、消泡剂0.01-0.02、聚羧酸盐减 水剂0.1-0.2、去离子水20-25、浓度为10-15%的过硫酸铵水溶液0.2-0.5。
[0006] 所述的一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨的制备方法，该制备方法分为以下几个 步骤： (1) 先将马来酸酐、聚苯乙烯磺酸钠、木质素磺酸钙加入去离子水中，搅拌混合均匀加 入聚磷酸铵、多孔硅酸钙，以600-800转/分钟的速度搅拌混合1-2h后滴加0.01-0.02重量份 的过硫酸铵溶液，边滴加边搅拌，在1.5-2h内加完，滴加完毕后混合反应40-50min，随后所 得物料备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，同时滴加1/4重量份的甲基丙烯酸六氟丁酯和 甲基丙烯酸缩水甘油酯，高速搅拌混合l_2h，随后将反应体系加热至55-60°C，加入1/3重量 份的余量过硫酸铵水溶液，搅拌混合反应1.5-2h后升温至75-80°C，再滴加剩余量的甲基丙 烯酸六氟丁酯及过硫酸铵水溶液，滴加完毕后反应1-2h，反应结束后溶液冷却至室温，过滤 出料； (3 )将步骤(1)制备的物料、步骤(2 )制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机 内研磨分散2-3h，调节体系pH值为7-8,并使用去离子水调节体系粘度，出料即得。
[0007] 本发明的油墨利用甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯对水性聚氨酯进 行改性处理，得到的聚氨酯乳液耐水性更好，加入的聚磷酸铵、多孔硅酸钙等原料使得油墨 具备良好的阻燃耐火效果，极大的改善了传统水性聚氨酯油墨的性能，这种油墨粘度低，强 度高，安全环保，功能持久稳定，拓宽了使用范围。
【具体实施方式】
[0008] -种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨，该印刷油墨由以下重量份的原料制成：固含 量为30%的水性聚氨酯乳液40、甲基丙烯酸六氟丁酯8、马来酸酐0.1、聚磷酸铵0.2、聚苯乙 烯磺酸钠1、400目多孔硅酸钙3、木质素磺酸钙0.1、水性颜料10、钛酸酯偶联剂0.1、甲基丙 烯酸缩水甘油酯1、消泡剂〇. 01、聚羧酸盐减水剂〇. 1、去离子水20、浓度为10%的过硫酸铵水 溶液0.2。
[0009] 该油墨的制备方法分为以下几个步骤： (1) 先将马来酸酐、聚苯乙烯磺酸钠、木质素磺酸钙加入去离子水中，搅拌混合均匀加 入聚磷酸铵、多孔硅酸钙，以600转/分钟的速度搅拌混合Ih后滴加0.01重量份的过硫酸铵 溶液，边滴加边搅拌，在1.5h内加完，滴加完毕后混合反应40min，随后所得物料备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，同时滴加1/4重量份的甲基丙烯酸六氟丁酯和 甲基丙烯酸缩水甘油酯，高速搅拌混合lh，随后将反应体系加热至55°C，加入1/3重量份的 余量过硫酸铵水溶液，搅拌混合反应1.5h后升温至75°C，再滴加剩余量的甲基丙烯酸六氟 丁酯及过硫酸铵水溶液，滴加完毕后反应Ih，反应结束后溶液冷却至室温，过滤出料； (3 )将步骤(1)制备的物料、步骤(2 )制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机 内研磨分散2h，调节体系pH值为7,并使用去离子水调节体系粘度，出料即得。
[0010] 将制得的油墨印刷在塑胶基材上，待其完全干燥后，根据相应的国家检测标准，该 油墨及其涂层的性能测试结果为：
【主权项】
1. 一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨，其特征在于，该印刷油墨由以下重量份的原料 制成：固含量为30-40%的水性聚氨酯乳液40-50、甲基丙烯酸六氟丁酯8-10、马来酸酐0. Ιο. 2、聚磷酸铵 0.2-0. 3、聚苯乙烯磺酸钠 1-2、 400-600 目多孔硅酸钙3-5、 木质素磺酸钙0.1- 0.2、水性颜料10-20、钛酸酯偶联剂0.1-0.2、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-2、消泡剂0.01_ 0.02、聚羧酸盐减水剂0.1-0.2、去离子水20-25、浓度为10-15%的过硫酸铵水溶液0.2-0.5。2. 如权利要求1所述的一种阻燃耐火改性水性聚氨酯油墨的制备方法，其特征在于，该 制备方法分为以下几个步骤： (1) 先将马来酸酐、聚苯乙烯磺酸钠、木质素磺酸钙加入去离子水中，搅拌混合均匀加 入聚磷酸铵、多孔硅酸钙，以600-800转/分钟的速度搅拌混合1-2h后滴加0.01-0.02重量份 的过硫酸铵溶液，边滴加边搅拌，在1.5-2h内加完，滴加完毕后混合反应40-50min，随后所 得物料备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，同时滴加1/4重量份的甲基丙烯酸六氟丁酯和 甲基丙烯酸缩水甘油酯，高速搅拌混合l_2h，随后将反应体系加热至55-60°C，加入1/3重量 份的余量过硫酸铵水溶液，搅拌混合反应1.5-2h后升温至75-80°C，再滴加剩余量的甲基丙 烯酸六氟丁酯及过硫酸铵水溶液，滴加完毕后反应l_2h，反应结束后溶液冷却至室温，过滤 出料； (3) 将步骤（1)制备的物料、步骤(2)制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机 内研磨分散2-3h，调节体系pH值为7-8,并使用去离子水调节体系粘度，出料即得。
【文档编号】C09D11/03GK105860659SQ201610297713
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】徐明克, 裴大伟
【申请人】安徽雅美油墨有限公司