一种含纤维素纳米晶体的改性水性聚氨酯油墨及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含纤维素纳米晶体的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，改性后的聚氨酯耐水性得到改善，加入的纤维素纳米晶体经季戊四醇油酸酯、钛酸酯偶联剂接枝改性处理后在聚氨酯乳液的分散性和结合性更好，有效的增强了该油墨的力学性能，其对颜料的保持力和印刷留着性更佳，制得的油墨成膜效果好，耐水耐光老化，色彩均匀稳定，经久耐用。
【专利说明】
一种含纤维素纳米晶体的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，尤其涉及一种含纤维素纳米晶体的改性水性聚氨 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，提供一种含纤维素纳米晶体的改性水 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： 一种含纤维素纳米晶体的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30-40、甲基丙烯酸六氟丁酯6-8、钛酸酯偶联剂0.4-〇.5、季戊四醇油酸酯2-3、纤维素纳米晶体5-8、离子液体15-20、甲基丙烯酸缩水甘油酯1-2、水性颜料10-20、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ΙΟ-? 5% 的过硫酸铵水溶液0.2-0.5 、 十二烷基磺酸钠 0.5-1 、 偶氮二异丁腈0.1-0.2 。
[0006] 所述的一种含纤维素纳米晶体的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) 先将纤维素纳米晶体投入离子液体中，待其完全溶解后加入季戊四醇油酸酯、钛酸 酯偶联剂，加热至50-60°C后加入偶氮二异丁腈，搅拌混合反应20-30min后滴加1/2重量份 的十二烷基磺酸钠/去离子水混合溶液，边滴加边以800-1000转/min的速度高速搅拌，滴加 完毕后静置沉淀，除去上层清夜，产物用异丙醇洗2-3次后干燥备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，加入余量的十二烷基磺酸钠/去离子水溶液， 搅拌混合均匀后同时滴加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，边 滴加边搅拌，滴加结束后高速搅拌混合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，调节体系 pH值为7-8,过滤出料； (3)将步骤(2)制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机内充分研磨，使所得 浆料的粒径为彡5μπι，并使用去离子水调节体系粘度，出料即得。
[0007] 本发明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，改性后的聚氨酯耐水性得到改善，加入的纤维素纳米晶体经季戊四醇油酸酯、钛酸酯 偶联剂接枝改性处理后在聚氨酯乳液的分散性和结合性更好，有效的增强了该油墨的力学 性能，其对颜料的保持力和印刷留着性更佳，制得的油墨成膜效果好，耐水耐光老化，色彩 均匀稳定，经久耐用。
【具体实施方式】
[0008] -种含纤维素纳米晶体的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30、甲基丙烯酸六氟丁酯6、钛酸酯偶联剂0.4、季戊四 醇油酸酯2、纤维素纳米晶体5、离子液体15、甲基丙烯酸缩水甘油酯1、水性颜料10、消泡剂 0.01、聚羧酸盐减水剂0.1、去离子水20、浓度为10%的过硫酸铵水溶液0.2、十二烷基磺酸钠 0.5、偶氣二异丁臆0.1。
[0009] 该油墨的制备方法分为以下几个步骤： (1) 先将纤维素纳米晶体投入离子液体中，待其完全溶解后加入季戊四醇油酸酯、钛酸 酯偶联剂，加热至50°C后加入偶氮二异丁腈，搅拌混合反应20min后滴加1/2重量份的十二 烷基磺酸钠/去离子水混合溶液，边滴加边以800转/min的速度高速搅拌，滴加完毕后静置 沉淀，除去上层清夜，产物用异丙醇洗2次后干燥备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，加入余量的十二烷基磺酸钠/去离子水溶液， 搅拌混合均匀后同时滴加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，边 滴加边搅拌，滴加结束后高速搅拌混合lh，随后将反应体系加热至55°C，加入1/3重量份的 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lh，反应结束后溶液冷却至室温，调节体系pH值为7，过 滤出料； (3) 将步骤(2)制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机内充分研磨，使所得 浆料的粒径为彡5μπι，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. 一种含纤维素纳米晶体的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30-40、甲基丙烯酸六氟丁酯6-8、钛酸 酯偶联剂0.4-0.5、季戊四醇油酸酯2-3、纤维素纳米晶体5-8、离子液体15-20、甲基丙烯酸 缩水甘油酯1-2、水性颜料10-20、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、十二烷基磺酸钠0.5-1、偶氮二异丁腈0 . ΙΟΙ2. 如权利要求1所述的一种含纤维素纳米晶体的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) 先将纤维素纳米晶体投入离子液体中，待其完全溶解后加入季戊四醇油酸酯、钛酸 酯偶联剂，加热至50-60°C后加入偶氮二异丁腈，搅拌混合反应20-30min后滴加1/2重量份 的十二烷基磺酸钠/去离子水混合溶液，边滴加边以800-1000转/min的速度高速搅拌，滴加 完毕后静置沉淀，除去上层清夜，产物用异丙醇洗2-3次后干燥备用； (2) 将水性聚氨酯乳液投入四口烧瓶中，加入余量的十二烷基磺酸钠/去离子水溶液， 搅拌混合均匀后同时滴加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，边 滴加边搅拌，滴加结束后高速搅拌混合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，调节体系 pH值为7-8,过滤出料； (3) 将步骤(2)制备的物料与其它剩余物料混合，一并投入砂磨机内充分研磨，使所得 浆料的粒径为彡5μπι，并使用去离子水调节体系粘度，出料即得。
【文档编号】C09D11/107GK105907173SQ201610297718
【公开日】2016年8月31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