一种水性油墨的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种水性油墨的制备方法，属于油墨技术领域。本发明首先通过聚醚二元醇与二环己基甲烷二异氰酸酯反应得到端异氰基酸酯基预聚物，再依次与二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯反应，反应液中加入甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺等反应得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物，再向混合物中加入己二酰二酰肼反应得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂，然后再加入助剂等得到水性油墨，本发明通过添加常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂，提高了水性油墨的耐水性和干燥速度，使干燥时间减少了10min，硫酸钡可以增强水性油墨的光泽度，本发明操作简单，适合工业化生产。
【专利说明】
一种水性油墨的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种水性油墨的制备方法，属于油墨技术领域。
【背景技术】
[0002]水性油墨因其具有优良的环保性能，可以解决当前包装与印刷行业所存在的排放与污染问题，受到了越来越多的关注，成为了今后研究的主要对象，同时，它的使用也必将代替传统的溶剂型油墨。我国已明确将水性油墨及其相关原材料列为今后发展研究的重点和油墨行业研究的组要方向。
[0003]水性油墨是21世纪的新型“绿色”印刷材料，具有两个显著的特点:一、粘度低、流动性好;二、不使用有机溶剂，有利于环境保护。水性油墨是以水为溶剂的，其中VOC含量极低，与溶剂型油墨相比，大大改善了油墨制造者和印刷操作者的工作环境，从而降低了有害物质对他们身体的伤害，另外，也降低了由于静电和易燃溶剂引起的失火危险和毒害，为今后包装与印刷行业走向绿色化和环保化提供了有利条件。
[0004]水性油墨特别是印刷型油墨其组成主要包括:连接料(聚合性预聚物)、颜料、水和其他助剂。它的特点是采用水性树脂作为连接料，主要分为两种类型:水稀释型和水性散型。前者可以使用的树脂类型有很多种，比如顺丁烯二酸树脂、紫胶、马来酸树脂改性虫胶、乌拉坦、水溶性丙烯酸树脂和水性氨基树脂等。水分散型的连接料是在水中通过乳化的单体聚合所得，它是两相体系，其中油相以颗粒状在水相中分散，虽不能够被水解溶解，但能够被水稀释，所以也可以认为是水包油乳液型。
[0005]目前不管是进口还是国产水墨都存在与聚合物基材的附着力差、不抗碱、不抗乙醇和水、干燥慢、光泽度差、易造成纸张收缩等弊端，因此，开发一种性能良好的水性油墨具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题:针对目前的水性油墨普遍存在不耐水、干燥慢、光泽度差的问题，提供了一种水性油墨的制备方法，本发明首先通过聚醚二元醇与二环己基甲烷二异氰酸酯反应得到端异氰基酸酯基预聚物，再依次与二羟甲基丙酸、甲基丙烯酸羟乙酯反应，反应液中加入甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺等反应得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物，再向混合物中加入己二酰二酰肼反应得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树月旨，然后再加入助剂等得到水性油墨，本发明通过添加常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树月旨，提高了水性油墨的耐水性和干燥速度，使干燥时间减少了 1min，硫酸钡可以增强水性油墨的光泽度，本发明操作简单，适合工业化生产。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(I)称取1?12g聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为80?90°C，向烧瓶中以I?2L/min流速通入氮气10?20min后，再向烧杯中依次加入8?1g 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.3?0.5g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应3?4h，得到端异氰基酸酯基预聚物；
(2)向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入5?7g二羟甲基丙酸，控制温度在80?90°C，搅拌反应I?2h，再向烧瓶中加入3?5g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应I?2h，停止加热，向烧瓶中依次加入I?3g甲基丙稀酸甲酯、2?4g双丙酮丙稀酰胺，搅拌10?20min，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在O?15 °C，再向烧瓶中依次加入0.5?0.7g偶氮二异丁腈、0.3?
0.5g硫酸钱、2?4mL三乙胺，搅拌20?30min，得到聚氨酯、甲基丙稀酸甲酯混合物；
(3)向上述混合物中加入加入100?200mL去离子水，搅拌30?40min，再加入I?3g己二酰二酰肼，搅拌反应I?2h，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂；
(4)称取20?30g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入10?20mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌10?20min，再向烧杯中依次加入5?1g硫酸钡、I?3g十二烧基硫酸钠、I?3g山梨酸钾、0.3?0.5g聚醚改性有机娃氧烧、5?8g娃藻土、3?5g有机颜料，搅拌20?30min，得到一种水性油墨。
[0008]本发明的应用方法:在制笔过程中，将本发明制得的油墨加入制笔原料中，其中加入量为制笔原料的10?20%，通过传统工艺制成水性笔即可。使用后，经检测，通过加入本发明水性油墨制得的水性笔比传统水性笔更加耐水，光泽度高，干燥时间缩短30?40s。
[0009]
本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明通过添加常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂，提高了水性油墨的耐水性和干燥速度，使干燥时间减少了 I Omin;
(2)本发明操作简单，适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0010]首先称取10?12g聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为80?90°C，向烧瓶中以I?2L/min流速通入氮气10?20min后，再向烧杯中依次加入8?1g 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.3?0.5g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应3?4h，得到端异氰基酸酯基预聚物；向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入5?7g二羟甲基丙酸，控制温度在80?90 °C，搅拌反应I?2h，再向烧瓶中加入3?5g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应I?2h，停止加热，向烧瓶中依次加入I?3g甲基丙烯酸甲酯、2?4g双丙酮丙烯酰胺，搅拌10?20min，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在O?15°C，再向烧瓶中依次加入0.5?0.7g偶氮二异丁腈、0.3?0.5g硫酸钱、2?4mL三乙胺，搅拌20?30min，得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物；向上述混合物中加入加入100?200mL去离子水，搅拌30?40min，再加入I?3g己二酰二酰肼，搅拌反应I?2h，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂;称取20?30g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入10?20mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌10?20min，再向烧杯中依次加入5?I Og硫酸钡、I?3g十二烧基硫酸钠、I?3g山梨酸钾、0.3?0.5g聚醚改性有机娃氧烧、5?8g娃藻土、3?5g有机颜料，搅拌20?30min，得到一种水性油墨。
[0011]实例I
首先称取1g聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为80 0C，向烧瓶中以lL/min流速通入氮气1min后，再向烧杯中依次加入Sg 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.3g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应3h，得到端异氰基酸酯基预聚物；向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入5g二羟甲基丙酸，控制温度在80°C，搅拌反应lh，再向烧瓶中加入3g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应lh，停止加热，向烧瓶中依次加入Ig甲基丙烯酸甲酯、2g双丙酮丙烯酰胺，搅拌lOmin，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在O°C，再向烧瓶中依次加入0.5g偶氮二异丁腈、0.3g硫酸钱、2mL三乙胺，搅拌20min，得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物；向上述混合物中加入加入10mL去离子水，搅拌30min，再加入Ig己二酰二酰肼，搅拌反应lh，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂;称取20g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入1mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌1min，再向烧杯中依次加入5g硫酸钡、Ig十二烧基硫酸钠、Ig山梨酸钾、0.3g聚醚改性有机娃氧烧、5g娃藻土、3g有机颜料，搅拌20min，得到一种水性油墨。
[0012]将超细羊毛织物用去离子水清洗3次后，置于烧杯中，并向烧杯中加入去离子水中，以没过织物3cm为宜，并控制水温为45°C，再向烧杯中加入织物质量30%上述制备的聚酰亚胺酯改性氨基硅油织物柔软剂，用磁力搅拌器搅拌30min后，取出织物，脱水，并置于温度为85°C烘箱中烘干，即可成成品。经检测，该成品柔软，平滑，且不会出现泛黄以及油斑现象。
[0013]在制笔过程中，将本发明制得的油墨加入制笔原料中，其中加入量为制笔原料的10%，通过传统工艺制成水性笔即可。使用后，经检测，通过加入本发明水性油墨制得的水性笔比传统水性笔更加耐水，光泽度高，干燥时间缩短30s。
[0014]实例2
首先称取Ilg聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为85°C，向烧瓶中以lL/min流速通入氮气15min后，再向烧杯中依次加入9g 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.4g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应3.5h，得到端异氰基酸酯基预聚物；向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入6g二羟甲基丙酸，控制温度在85°C，搅拌反应1.5h，再向烧瓶中加入4g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应1.5h，停止加热，向烧瓶中依次加入2g甲基丙烯酸甲酯、3g双丙酮丙烯酰胺，搅拌15min，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在8°C，再向烧瓶中依次加入0.6g偶氮二异丁腈、0.4g硫酸钱、3mL三乙胺，搅拌25min，得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物；向上述混合物中加入加入150mL去离子水，搅拌35min，再加入2g己二酰二酰肼，搅拌反应1.5h，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂；称取25g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入15mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌15min，再向烧杯中依次加入8g硫酸钡、2g十二烧基硫酸钠、2g山梨酸钾、
0.4g聚醚改性有机娃氧烧、7g娃藻土、4g有机颜料，搅拌25min，得到一种水性油墨。
[0015]在制笔过程中，将本发明制得的油墨加入制笔原料中，其中加入量为制笔原料的15%，通过传统工艺制成水性笔即可。使用后，经检测，通过加入本发明水性油墨制得的水性笔比传统水性笔更加耐水，光泽度高，干燥时间缩短35s。
[0016]实例3
首先称取12g聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为90 0C，向烧瓶中以2L/min流速通入氮气20min后，再向烧杯中依次加入1g 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.5g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应4h，得到端异氰基酸酯基预聚物；向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入7g二羟甲基丙酸，控制温度在90°C，搅拌反应2h，再向烧瓶中加入5g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应2h，停止加热，向烧瓶中依次加入3g甲基丙烯酸甲酯、4g双丙酮丙烯酰胺，搅拌20min，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在15 °C，再向烧瓶中依次加入0.7g偶氮二异丁腈、0.5g硫酸钱、4mL三乙胺，搅拌30min，得到聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯混合物；向上述混合物中加入加入200mL去离子水，搅拌40min，再加入3g己二酰二酰肼，搅拌反应2h，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂;称取30g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入20mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌20min，再向烧杯中依次加入1g硫酸钡、3g十二烧基硫酸钠、3g山梨酸钾、0.5g聚醚改性有机娃氧烧、8g娃藻土、5g有机颜料，搅拌30min，得到一种水性油墨。
[0017]在制笔过程中，将本发明制得的油墨加入制笔原料中，其中加入量为制笔原料的20%，通过传统工艺制成水性笔即可。使用后，经检测，通过加入本发明水性油墨制得的水性笔比传统水性笔更加耐水，光泽度高，干燥时间缩短40s。
【主权项】
1.一种水性油墨的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取10?12g聚醚二元醇加入到带有温度计的500mL三口烧瓶中，将烧瓶置于水浴锅中，控制水浴温度为80?90°C，向烧瓶中以1?2L/min流速通入氮气10?20min后，再向烧杯中依次加入8?1g 二环己基甲烷二异氰酸酯、0.3?0.5g 二月桂酸二丁基锡，恒温搅拌反应3?4h，得到端异氰基酸酯基预聚物； (2)向上述端异氰基酸酯基预聚物中加入5?7g二羟甲基丙酸，控制温度在80?90°C，搅拌反应1?2h，再向烧瓶中加入3?5g甲基丙烯酸羟乙酯，保温搅拌反应1?2h，停止加热，向烧瓶中依次加入1?3g甲基丙稀酸甲酯、2?4g双丙酮丙稀酰胺，搅拌10?20min，将烧瓶置于冰水浴中，控制温度在O?15 °C，再向烧瓶中依次加入0.5?0.7g偶氮二异丁腈、0.3?.0.5g硫酸钱、2?4mL三乙胺，搅拌20?30min，得到聚氨酯、甲基丙稀酸甲酯混合物； (3)向上述混合物中加入加入100?200mL去离子水，搅拌30?40min，再加入I?3g己二酰二酰肼，搅拌反应I?2h，得到常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂； (4)称取20?30g常温自交联水性聚氨酯丙烯酸酯树脂加入到烧瓶中，向烧瓶中加入10?20mL质量浓度为95%乙醇溶液，搅拌10?20min，再向烧杯中依次加入5?1g硫酸钡、1?.3g十二烧基硫酸钠、1?3g山梨酸钾、0.3?0.5g聚醚改性有机娃氧烧、5?8g娃藻土、3?5g有机颜料，搅拌20?30min，得到一种水性油墨。
【文档编号】C08G18/67GK105949878SQ201610469738
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月26日
【发明人】周荣, 孟浩影
【申请人】周荣