能量可固化的聚合物油墨组合物制造技术

本发明专利技术涉及含聚氨酯聚合物和至少一种着色剂的水性油墨组合物，其中着色剂被共价键合到聚氨酯聚合物上，组合物可交联形成含聚氨酯聚合物的网络结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
能量可固化的聚合物油墨组合物本专利技术涉及水性油墨组合物，它包括可固化或交联的着色聚氨酯，更具体地涉及水性油墨组合物，其中在将该组合物施涂到合适的基质上之后或之中，可交联产生三维网络结构。由于环境压力，水基油墨代表增长的市场。传统地，由水基聚合物粘合剂(典型地由乳液聚合制造的丙烯酸胶乳)和颜料在水中的分散液的共混物制造这种油墨，而所述颜料分散液是通过采用表面活性添加剂(分散剂和/或表面活性剂)，在水中高剪切粉碎颜料而获得的。此外，不含颜料，但含有着色剂的水基油墨是已知的。因为喷墨打印机要求具有低粘度和低粒度以及热稳定性的油墨，所以这种油墨尤其可用于喷墨应用。然而，这种油墨必须显示出耐水、耐溶剂和耐光牢度。应当避免因颜料絮凝、染料结晶或水蒸发导致聚合物在喷嘴处干燥所致的喷射通道堵塞。最近，已开发出水性油墨组合物，它含有着色剂共价键合到其上的聚合物。特别地，已开发出含有共价键合的着色剂的聚氨酯预聚物和聚氨酯聚合物，并用于该目的。例如在US-A5700851、US-A5864002、US-A5786410、US-A5919846、US-A5886091和EP-A0992533中公开了含有它们的相应着色的聚合物和/或油墨组合物。US-A6022944公开了可均匀共混到各种热塑性或热固性树脂内的着色剂。然而，该文献没有公开着色剂共价键合到其上的热固性聚氨酯聚合物。WO00/31189公开了无溶剂的能量可固化油墨，它既包括颜料，又包括着色的流变添加剂。该文献没有公开着色剂共价键合到其上的热固性聚氨酯分散液。尽管最近开发的油墨配方相对于以前已知的配方具有优势，但它们仍不完全令人满意，尤其是在苛刻的高技术应用如喷墨应用、模内装-->饰等中使用它们的情况。因此，本专利技术的目的是提供水性油墨组合物，当在这种高技术应用中使用它时尤其有利，并且该组合物比已知的水性油墨组合物在尤其是光泽、粘附性、耐水性、耐溶剂性、耐划伤、耐磨、抗皱和抗粘连方面具有更好的性能。本领域的技术人员已知衍生自在水中的聚合物分散液的水基油墨配方容易形成连续的膜，若温度高于最低成膜温度(MFFT)的话。这一现象对应于聚合物组合物不可逆的干燥，在通过常规技术如胶版印刷和照相制版法施涂油墨的过程中，这会引起许多麻烦。甚至更加糟糕的是在喷墨油墨的情况下，当干燥时喷墨油墨堵塞印刷头的喷嘴并中断印刷过程。为了克服产率和可靠性方面的这些严重问题，油墨必须显示出常称为“再溶解性(ressolubility)”的特殊性能，再溶解性是指油墨不会干燥和妨碍印刷过程。聚合物改进的再溶解性与同低分子量有关的充足亲水特征一起获得。直接结果是这些聚合物一旦被印刷，则自然显示出更糟糕的耐水和耐溶剂牢度。发现聚合物的交联是与油墨的良好再溶解性和牢度同时相关的良好方式。通过权利要求中定义的水性油墨组合物解决本专利技术的目的。本专利技术的水性油墨组合物含有至少一种着色剂共价键合到其上的聚氨酯聚合物。该油墨组合物可交联形成三维网络结构，其中聚氨酯聚合物、以及着色剂也被共价键合到该三维网络结构内。为了引发交联反应，在施涂油墨组合物到基质上其间或优选在此之后，用能量，优选热处理油墨组合物。可通过共价地包括一种或数种额外的官能团到着色聚合物上，来实现着色聚氨酯聚合物的交联度，这使得可能交联聚氨酯聚合物。在此情况下，在该说明书中，这一机理被称为“自-交联”。实现交联度的另一方式是添加外固化剂，该外固化剂具有能与聚氨酯聚合物上的官能团反应的至少两个官能团。在优选的实施方案中，交联剂是当施加能量，优选热时，能进行聚氨酯的交联的聚合物。本专利技术人发现，在本说明书中披露的油墨组合物在施涂且交联之后，具有良好的光学性能，如耐光牢度和显色性能以及优良的物理性-->能，如耐水牢度、耐溶剂牢度、耐摩擦并耐划伤。原则上交联产生三维网络结构。因此，着色剂共价连接到聚合物基体上。在没有解离化学键的情况下，着色剂不可能从基体中逸出。优选在将油墨施涂到基质上其间或之后发生交联和固化，且交联和固化通常是优选可热引发的过程。本专利技术的水性油墨组合物以聚氨酯聚合物在含水介质，优选水中的分散液为基础。在优选的实施方案中，由聚氨酯预聚物获得聚氨酯聚合物，其中所述聚氨酯预聚物是下述物质的反应产物：(i)含有可与异氰酸酯反应的至少两个反应性基团的至少一种有机化合物，(ii)至少一种多异氰酸酯，(iii)具有能与(i)或(ii)反应的至少一个反应性基团的至少一种反应性着色剂，和(iv)能与(i)或(ii)反应且含有对交联反应敏感(susceptible)的额外官能团的至少一种化合物。由于过量地使用多异氰酸酯，所以聚氨酯预聚物通常含有游离的异氰酸酯端基，和可通过聚氨酯预聚物与封端剂如水或增链剂反应，获得聚氨酯聚合物。在另一实施方案中，由以上所述的聚氨酯预聚物与含有对(自)交联反应敏感的额外官能团的封端剂反应，获得聚氨酯聚合物。在此情况下，可省去化合物(iv)。在水中的分散液同样优选含有外交联剂，所述外交联剂优选为除聚氨酯聚合物之外的官能化的预聚物或聚合物。分散液也可任选地含有自由基或阳离子引发剂。另外，可存在在本领域中使用的非-聚合物添加剂，和这种添加剂是例如杀生物剂、抗氧剂、UV-稳定剂、湿润剂、调湿剂、消泡剂、蜡、增稠剂、流平剂、凝结剂、增塑剂、表面活性剂等。本专利技术制备聚氨酯预聚物所使用的多异氰酸酯(化合物ii)可以是脂族、脂环族、芳族或杂环多异氰酸酯或其结合。作为合适的脂族二-->异氰酸酯的实例，可提及单独的1，4-二异氰酸根合丁烷、1，6-二异氰酸根合己烷、1，6-二异氰酸根合-2，2，4-三甲基己烷和1，12-二异氰酸根合十二烷或其结合。特别合适的脂环族二异氰酸酯包括单独的1，3-二异氰酸根合环己烷和1，4-二异氰酸根合环己烷、2，4-二异氰酸根合-1-甲基环己烷、1，3-二异氰酸根合-2-甲基环己烷、1-异氰酸根合-2-(异氰酸甲酯基)环戊烷、1，1’-亚甲基双[4-异氰酸根络环己烷]、1，1’-(1-甲基亚乙基)双[4-异氰酸根合环己烷]、5-异氰酸根合-1-异氰酸酯根合甲基-1，3，3-三甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯)、1，3-双(异氰酸酯根合甲基)环己烷和1，4-双(异氰酸酯根合甲基)环己烷、1，1’-亚甲基双[4-异氰酸根合-3-甲基环己烷]、1-异氰酸根合-4(或3)-异氰酸酯根合甲基-1-甲基环己烷或其结合。特别合适的芳族二异氰酸酯包括单独的1，4-苯二异氰酸酯、1，1’-亚甲基双[4-异氰酸根合苯]、2，4-二异氰酸根合-1-(甲基亚乙基)双[4-异氰酸根合苯]、1，3-双[1-异氰酸根合-1-甲基乙基]苯和1，4-双[1-异氰酸根合-1-甲基乙基]苯、1，5-萘二异氰酸酯或其结合。也可使用含有3个或更多个异氰酸酯基的芳族多异氰酸酯，如1，1’，1”-次甲基三[4-异氰酸根合苯]和通过苯胺/甲醛缩合物的光气化获得的多苯基多亚甲基多异氰酸酯。有机多异氰酸酯的总量没有特别限制，但通常范围是聚氨酯聚合物的10-60wt％，优选20-50wt％，和更优选30-40wt％。在优选的实施方案中，所述多异氰酸酯选自脂环族多异氰酸酯，特别优选使用亚甲基双(环己烷异氰酸酯)。可与异氰酸酯(化合物i)反应、含有至少两个反应性基本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性油墨组合物，它含有带有着色剂的聚氨酯聚合物，其中着色剂共价键合到聚氨酯聚合物上，并且该组合物可交联形成含聚氨酯聚合物的网络结构。

【技术特征摘要】
EP 2001-7-13 01117099.01.水性油墨组合物，它含有带有着色剂的聚氨酯聚合物，其中着色剂共价键合到聚氨酯聚合物上，并且该组合物可交联形成含聚氨酯聚合物的网络结构。2.权利要求1的水性油墨组合物，其中聚氨酯聚合物由聚氨酯预聚物制备，其中聚氨酯预聚物是下述物质的反应产物：(i)含有可与异氰酸酯反应的至少两个反应性基团的至少一种有机化合物，(ii)至少一种多异氰酸酯，(iii)具有能与(i)或(ii)反应的至少一个反应性基团的至少一种反应性着色剂，和(iv)能与(i)或(ii)反应且含有对交联反应敏感的额外官能团的至少一种化合物。3.权利要求2的水性油墨组合物，其中对交联敏感的基团是阴离子盐基团或可转化成阴离子盐基团的酸基。4.权利要求1或2的水性油墨组合物，它另外含有外交联剂。5.权利要求4的水性油墨组合物，其中交联剂是具有反应性官能团的至少一种乙烯基-型聚合物。6.权利要求4或5的水性油墨组合物，其中反应性官能团是乙酰基乙酰氧基烷酯基。7.权利要求4-6之一的水性油墨组合物，其中在聚氨酯聚合物或预聚物存在下，通过自由基乳液聚合制备具有乙酰基乙酰氧基烷酯官能团的乙烯基-型聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：M泰勒曼斯，D邦廷克，V雷纳德，
申请(专利权)人：UCB公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]