一种在包装材料上喷墨用的浆料的制作方法

文档序号:14192089阅读:195来源:国知局

本发明涉及包装喷墨材料技术领域,特别是涉及了一种在包装材料上喷墨用的浆料。



背景技术:

近年来,人们对包装喷墨安全性的需求越来越高,水性浆料凭借低voc、不可燃、无毒和无异味等环保特点,正成为目前发展的主流和趋势。据市场调查,现有的浆料与基材的附着力差、颜料分散性不好、表面效果不够平整、存在缩孔等、颜色存在差异、适应性差问题,应用场合单一。



技术实现要素:

为了弥补已有技术的缺陷,本发明提供一种在包装材料上喷墨用的浆料。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:

一种在包装材料上喷墨用的浆料,以重量份计,其含有如下组分:连接料42-50份、去离子水30-40份、乙醇5-10份、颜料10-15份、乳化硅油3-5份、水性有机硅1-2份、液体石蜡1-5份、乙酰化二淀粉磷酸酯1-3份、卵磷脂2-4份。

进一步地,所述连接料由聚氨酯树脂、水性聚酰胺树脂、水性环氧树脂、和纤维素硝酸酯组成,其质量比为(20-30):(10-15):(5-10):(2-5)。

进一步地,所述聚氨酯树脂的制备方法为:

(1)制备聚酯多元醇:

步骤a):将物质的量比为1.2~1.4:1的间苯二甲酸和季戊四醇依次加入反应容器,加热升温,待反应容器内的物料熔融后开始搅拌,通入氮气,升温进行反应,达到出水温度后,继续升温至206~210℃;当出水量达到理论值的95%时,进入下一反应阶段;步骤b):首先在真空度为0.03~0.06mpa下恒温抽真空1.5小时,加入醋酸锌,再将真空度以-0.04~-0.02mpa/h的提升速率提升至0.1mpa;当酸值低于1mgkoh/g时结束反应;其中,醋酸锌占间苯二甲酸和季戊四醇物质的量的0.02%~0.05%;

(2)制备改性亚麻油:将2-6重量份的甲基丙烯酸酯和3-8重量份的丙烯酸加入到25-35重量份的亚麻油和0.5-1.5重量份乳化剂的混合体系中,在68-78℃进行乳液自由基聚合反应;

(3)制备聚氨酯预聚体:将制得的聚酯多元醇与改性亚麻油按物质的量比为5:1~3的比例投入反应容器,在100-120℃的条件下真空干燥1-2小时,降温至60℃-80℃,按照羟基:异氰酸根的摩尔比为1:(1.5-1.8)的比例缓慢滴加异氰酸酯,在异氰酸酯滴加完后通入氮气保护,先在50-75℃的条件下反应2-3小时,再升温至90-105℃,反应2-3小时;

(4)将制备的聚氨酯预聚体冷却至35~40℃,加入去离子水搅拌分散,使聚氨酯预聚体在水中经相反转乳化分散;

(5)向步骤(4)得到的乳液中以2.5g/min的速度滴加质量浓度为4%的乙二胺基乙磺酸钠水溶液,然后加n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行后交联反应,得到所述聚氨酯;其中乙二胺基乙磺酸钠水溶液的加入量占最终所得水性聚氨酯中固体物质量的3-5%;n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的加入量占最终所得水性聚氨酯中固体物质量的2-3%。

本发明采用聚酯多元醇与改性亚麻油作为合成聚氨酯的组分,使制得的聚氨酯具有很好的耐候性和耐水解性能。

在制备聚氨酯预聚体时,通常加入催化剂,常用的催化剂是二丁基二月桂酸锡等有机锡类催化剂,但是有机锡类催化剂有毒,使得制备的聚氨酯残留有少量有毒的有机锡类催化剂,在安全环保方面仍存在不足。申请人经过大量研究发现,采用升温反应步骤制备聚氨酯预聚体,反应条件温和,容易控制,避免了有毒的有机锡类催化剂的使用。

本发明采用乙二胺基乙磺酸钠替代一般的小分子胺类扩链剂进行扩链,形成交联的网状结构,可以显著提高聚氨酯的稳定性,避免了常规工艺中加入小分子胺类扩链剂后体系粘度急剧上升甚至产生凝胶的危险。

本发明采用n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行聚氨酯预聚物的交联改性,提高了聚氨酯的平均分子量和交联密度,所制得的聚氨酯的表面张力更低,因而在非极性基材上的附着性能增强。

本发明的连接料为喷墨油墨制造业的关键组分之一,是油墨中的流体组成部分,它的作用首先是作为颜料的载体,使粉末状的颜料等固体物质混合连接起来,其次是使浆料能在承印物表面上干燥、固着并成膜。连接料直接决定着浆料的使用性能和喷墨效果,如粘度、附着力、光泽度和干燥性。本发明对连接料进行改进,本发明的连接料复配了四种树脂:其中,采用上述制备方法制得的聚氨酯树脂作为主树脂,其具有软硬可调、较强的耐磨性、较好的耐油、耐酸碱性等物化性能,但是也存在固含量低、自增稠性差、乳胶膜的光泽不足不够理想等问题;复配水性聚酰胺树脂可提高该体系的光泽度、附着力、可印性及固质含量;复配水性环氧树脂增强体系的附着力,纤维素硝酸酯能增强该体系的耐温性能。本发明从众多的树脂中筛选出上述四种组分进行复配,各组分之间采用适当的比例,相互协同作为连接料;并加入适当的助剂,同时采用适当的溶剂,这些组分间相互协调,使得制得的浆料性能优越。

本发明中,乳化硅油在体系中抑泡、破泡效果突出,效率高而持久,能长期防治体系产生泡沫,不影响光泽、颜色,不会使涂膜产生缩孔及鱼眼。

本发明中,水性有机硅与其它各组分有良好的相容性,具有防刮伤、抗磨损等特性。

本发明中,乙酰化二淀粉磷酸酯对浆料的稳定及流变性能均有调节作用和改善功能,在贮存阶段,能将颜料粒子包覆于乙酰化二淀粉磷酸酯的单分子层中,而减缓颜料粒子的沉降,改善了浆料的稳定性,并提高其抗冻融性。

本发明具有如下有益效果:

本发明提供的浆料具有优异的附着力、耐水性、耐热性和耐磨性,干燥速度快,将该浆料喷墨在包装材料的表面,浆料的色泽度高。

本发明的浆料组成设计合理,对环境友好,无毒无害,不会对人体造成损伤,不会释放异味,适用范围广,生产成本低,经济效益好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。

实施例1

一种聚氨酯树脂的制备方法,具体为:

(1)制备聚酯多元醇:

步骤a):将物质的量比为1.2~1.4:1的间苯二甲酸和季戊四醇依次加入反应容器,加热升温,待反应容器内的物料熔融后开始搅拌,通入氮气,升温进行反应,达到出水温度后,继续升温至206~210℃;当出水量达到理论值的95%时,进入下一反应阶段;步骤b):首先在真空度为0.03~0.06mpa下恒温抽真空1.5小时,加入醋酸锌,再将真空度以-0.04~-0.02mpa/h的提升速率提升至0.1mpa;当酸值低于1mgkoh/g时结束反应;其中,醋酸锌占间苯二甲酸和季戊四醇物质的量的0.02%~0.05%;

(2)制备改性亚麻油:将2-6重量份的甲基丙烯酸酯和3-8重量份的丙烯酸加入到25-35重量份的亚麻油和0.5-1.5重量份乳化剂的混合体系中,在68-78℃进行乳液自由基聚合反应;

(3)制备聚氨酯预聚体:将制得的聚酯多元醇与改性亚麻油按物质的量比为5:1~3的比例投入反应容器,在100-120℃的条件下真空干燥1-2小时,降温至60℃-80℃,按照羟基:异氰酸根的摩尔比为1:(1.5-1.8)的比例缓慢滴加异氰酸酯,在异氰酸酯滴加完后通入氮气保护,先在50-75℃的条件下反应2-3小时,再升温至90-105℃,反应2-3小时;

(4)将制备的聚氨酯预聚体冷却至35~40℃,加入去离子水搅拌分散,使聚氨酯预聚体在水中经相反转乳化分散;

(5)向步骤(4)得到的乳液中以2.5g/min的速度滴加质量浓度为4%的乙二胺基乙磺酸钠水溶液,然后加n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷进行后交联反应,得到所述聚氨酯;其中乙二胺基乙磺酸钠水溶液的加入量占最终所得水性聚氨酯中固体物质量的3-5%;n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的加入量占最终所得水性聚氨酯中固体物质量的2-3%。

实施例2

一种在包装材料上喷墨用的浆料,以重量份计,由如下组分制成:连接料45份、去离子水35份、乙醇7份、颜料12份、乳化硅油4份、水性有机硅1份、液体石蜡3份、乙酰化二淀粉磷酸酯2份、卵磷脂3份。

其中,所述连接料由实施例1制备的聚氨酯树脂、水性聚酰胺树脂、水性环氧树脂、和纤维素硝酸酯组成,其质量比为25:12:8:3。

实施例3

一种在包装材料上喷墨用的浆料,以重量份计,组分如下:连接料42份、去离子水40份、乙醇5份、颜料10份、乳化硅油3份、水性有机硅1份、液体石蜡1份、乙酰化二淀粉磷酸酯1份、卵磷脂2份。

其中,所述连接料由实施例1制备的聚氨酯树脂、水性聚酰胺树脂、水性环氧树脂、和纤维素硝酸酯组成,其质量比为20:7:5:2。

实施例4

一种在包装材料上喷墨用的浆料,以重量份计,组分如下:连接料50份、去离子水30份、乙醇10份、颜料15份、乳化硅油5份、水性有机硅2份、液体石蜡5份、乙酰化二淀粉磷酸酯3份、卵磷脂4份。

其中,所述连接料由实施例1制备的聚氨酯树脂、水性聚酰胺树脂、水性环氧树脂、和纤维素硝酸酯组成,其质量比为30:15:7:5。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。

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