一种环保水性UV纸张光油的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保水性UV纸张光油的制备方法，采用环氧稀释剂、二元酸、硅溶胶共同对环氧丙烯酸树脂进行改性，大大降低了树脂的粘度，保证树脂硬度的同时，有效提高了树脂的柔韧性、光泽度和耐磨损性。本发明专利技术水性UV纸张光油环保无毒，粘度低，稳定性好，柔韧性高，附着力及耐磨损性能优异，适合多种印刷方式及生产要求，可广泛应用于书刊封面、明信片、广告宣传画、装饰纸袋、卡片、标签等纸质基材的涂装。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种环保水性UV纸张光油的制备方法，采用环氧稀释剂、二元酸、硅溶胶共同对环氧丙烯酸树脂进行改性，大大降低了树脂的粘度，保证树脂硬度的同时，有效提高了树脂的柔韧性、光泽度和耐磨损性。本专利技术水性UV纸张光油环保无毒，粘度低，稳定性好，柔韧性高，附着力及耐磨损性能优异，适合多种印刷方式及生产要求，可广泛应用于书刊封面、明信片、广告宣传画、装饰纸袋、卡片、标签等纸质基材的涂装。【专利说明】一种环保水性UV纸张光油的制备方法
本专利技术属于涂料
，特别涉及一种环保水性UV纸张光油的制备方法。
技术介绍
UV固化技术及其涂料近年来得到了迅速的发展和应用，但由于在传统油性UV固 化体系中惯用的溶剂型稀释剂对人的皮肤和眼睛有较强烈的刺激作用，影响操作者的身体 健康，限制了其在食品卫生行业中的应用。水性UV固化涂料结合了传统的UV固化技术和 水性涂料技术的优点，特别是对环境污染小，对人体健康无影响，不易燃烧，安全性好，近十 年来得到快速的发展，并已成为涂料发展的一个主要方向。 现代印刷行业中，水性UV固化纸张上光油是一种对纸或纸板进行表面处理以获 得很高的光泽度、耐磨性和耐水性能的印刷化学品，主要由水性不饱和树脂、活性稀释剂、 光引发剂、助剂、水等组成。 双酚A型环氧丙烯酸树脂原料来源广泛、价格便宜，对极性和金属材料表面有良 好的粘附力，对颜料有优良的润湿性，耐化学药品性优良，有较高的刚性、强度和热稳定性。 这些优异性能使得双酚A型环氧丙烯酸树脂成为一类较为广泛应用的光敏预聚物，成为制 备水性UV纸张光油的主要基体树脂。但是常规的环氧丙烯酸酯预聚物往往存在粘度过大、 成膜硬而脆、柔韧性欠佳等缺点。 水性UV纸张光油虽然减少了有机溶剂和活性稀释剂的使用量，但为了提高树脂 与水的相溶性和体系的稳定性，仍然会使用部分活性稀释剂、助溶剂及表面活性剂等，其中 传统使用的活性稀释剂大多为油性，与水的相溶性不好，而助溶剂和表面活性剂的使用往 往会影响上光油的性能。 此外，传统的UV纸张上光油往往采用小分子光引发剂，这些光引发剂虽然种类 多、引发效率高、价格相对较低，但是其经光照裂解后会产生小分子碎片。这些小分子碎片 不能参与固化，容易迁移和挥发，导致漆膜产生黄变，甚至产生有毒气体，从而限制了其在 食品和药品包装等安全性要求较高的材料中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种环保水性UV纸张光油的制备 方法。 本专利技术所采取的技术方案是： 一种环保水性UV纸张光油的制备方法，包括以下步骤：采用环氧稀释剂、二元酸对环 氧树脂进行改性后，与丙烯酸反应，再与酸酐反应，然后与中和剂进行中和反应，制得水性 环氧丙烯酸UV固化预聚物，将其与硅溶胶混合，制得硅溶胶改性的水性环氧丙烯酸UV固化 预聚物，最后将其与水性反应型稀释剂、大分子光引发剂、助剂混合，获得环保水性UV纸张 光油。 优选的，该制备方法包括以下步骤： (1) 保护气氛下，将摩尔比为1:0. 5?2的环氧树脂和环氧稀释剂混匀，升温至90? 100°C，加入催化剂、阻聚剂、二元酸，反应1. 5?2. 0小时，然后加入丙烯酸，升温至100? IKTC反应3?4. 5小时，生成改性环氧丙烯酸预聚体； (2) 将改性环氧丙烯酸预聚体冷却，加入催化剂、阻聚剂、酸酐，65?70°C保温40? 60min，70?75°C保温30?50min后，冷却，加入中和剂，调pH，制得水性环氧丙烯酸UV固 化预聚物； (3) 将水性环氧丙烯酸UV固化预聚物与硅溶胶混匀，得到硅溶胶改性的水性环氧丙烯 酸UV固化预聚物； (4) 将硅溶胶改性的水性环氧丙烯酸UV固化预聚物、水性反应型稀释剂、大分子光引 发剂、水性消泡剂、水性流平剂、抗菌剂和适量的去离子水混匀，静置消泡，获得环保水性UV 纸张光油。 优选的，步骤（1)中，所述二元酸的用量为环氧基摩尔数的5?15% ;所述丙烯酸的 用量为环氧基摩尔数的70?90%。 优选的，步骤（2)中，所述酸酐的用量为环氧基摩尔数的80?100%。 优选的，步骤（3)，所述硅溶胶的用量为水性环氧丙烯酸UV固化预聚物质量的 10 ?25%。 优选的，所述环氧稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1， 4-丁二醇二缩水甘油醚、1，6_己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙 烷三缩水甘油醚中的至少一种；所述二元酸为己二酸和/或癸二酸；所述酸酐为丁二酸酐、 戊二酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、四溴苯酐、甲基四氢苯酐中的至少一种。 优选的，步骤（1)、（2)中，所述催化剂、阻聚剂分别占环氧树脂、环氧稀释剂总质量 的 0· 5 ?L 5%、0· 05 ?0· 15%。 优选的，步骤（4)中，按质量份数，各组份配比为：硅溶胶改性的水性环氧丙烯酸 UV固化预聚物40?80份、水性反应型稀释剂5?10份、大分子光引发剂1?5份、水性 消泡剂0. 5?2份、水性流平剂0. 5?2份、抗菌剂0. 1?1份、去离子水10?30份。 优选的，大分子光引发剂为聚乙二醇二（β-4-哌嗪)丙酸酯、聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、异丙基硫杂蒽酮、2-甲 基-1- (4-甲硫基苯基）-2-吗琳基-1-丙酮、2,4_二乙基硫杂蒽酮中的至少一种；水性反 应型稀释剂为聚乙二醇二丙烯酸酯和/或乙氧化三轻甲基丙烷三丙烯酸酯。 更优选的，步骤（2)，将改性环氧丙烯酸预聚体冷却至60?65°C后，加入催化剂、 阻聚剂、酸酐，65?70°C保温40?60min，70?75°C保温30?50min后，冷却至50?60°C， 加入中和剂，调pH，制得水性环氧丙烯酸UV固化预聚物。 优选的，所述硅溶胶，SiO2粒子尺寸在5?200nm范围内，硅溶胶固含量为25? 35%。 优选的，步骤（2)中，所述中和剂为三乙醇胺、二甲氨基乙醇、三乙胺中的至少一 种，中和剂与酸酐的摩尔比值为1。 优选的，所述水性消泡剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷；水性流平剂为丙烯酸酯类 流平剂和/或有机硅类流平剂；抗菌剂为双硫代氨基甲酸酯和/或二氧化钛银抗菌剂。 催化剂选用三乙胺、三苯基膦、N，N-二甲基苄胺、四乙基溴化铵等均可达到本专利技术 目的。基于成本考虑，优选三乙胺作为催化剂。 阻聚剂选用对羟基苯甲醚、对苯二酚、2, 6-二叔丁基甲酚等均可达到本专利技术目的， 优选为对羟基苯甲醚。 优选的，所述环氧树脂为E51和/或E44。 本专利技术的有益效果是： 本专利技术针对传统的环氧丙烯酸酯粘度大、固化膜硬而脆等缺点，通过采用合适分子量 的功能性环氧稀释剂、二元酸、硅溶胶对环氧丙烯酸树脂进行改性，大大降低了树脂的粘 度，保证树脂硬度的同时，有效提高了树脂的柔韧性、光泽度和耐磨损性，获得粘度适中、物 理机械性能良好的新型环氧丙烯酸树脂UV固化预聚物。本专利技术使用少量的水性反应型稀 释剂，即可调节体系粘度，提高树脂稳定性及其它性能；本专利技术所用光引发剂为大分子光引 发剂，有效解决了光解过程中光引发剂的迁移、挥发、黄变、气味、毒性和与主体预聚物相容 性等问题。 本专利技术水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保水性UV纸张光油的制备方法，包括以下步骤：采用环氧稀释剂、二元酸对环氧树脂进行改性后，与丙烯酸反应，再与酸酐反应，然后与中和剂进行中和反应，制得水性环氧丙烯酸UV固化预聚物，将其与硅溶胶混合，制得硅溶胶改性的水性环氧丙烯酸UV固化预聚物，最后将其与水性反应型稀释剂、大分子光引发剂、助剂混合，获得环保水性UV纸张光油。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦星船，杨前程，覃健耀，李国荣，蔡伟平，邓妮，任保川，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44