改性支链淀粉材料及其制备方法和包含其的水性油墨技术

本发明专利技术提供了一种改性支链淀粉材料及其制备方法和包含其的水性油墨，所述制备方法包括如下步骤：(1)将支链淀粉、马来酸酐和第一引发剂混合后进行接枝反应；(2)将部分pH调节剂和第二引发剂加入支链淀粉中并混合，然后加入改性单体进行接枝反应，最后加入交联剂进行交联反应，然后利用剩余的pH调节剂调节pH值，得到所述改性支链淀粉材料。本发明专利技术提供的改性支链淀粉具有较高的最低成膜温度，并且防水性较好，耐摩擦，耐曲挠，可以用作水性油墨的连接料。

Modified amylopectin material and its preparation method and water-based ink containing it

The invention provides a modified amylopectin material, a preparation method and a water-based ink containing the said preparation method, which comprises the following steps: (1) grafting reaction of amylopectin, maleic anhydride and the first initiator after mixing; (2) adding and mixing part of the pH regulator and the second initiator into amylopectin, and then adding The modified amylopectin material is obtained by grafting the modified monomer, adding the crosslinking agent to carry out the crosslinking reaction, and then adjusting the pH value with the remaining pH regulator. The modified amylopectin provided by the invention has the advantages of high minimum film forming temperature, good waterproof property, friction resistance and flexibility resistance, and can be used as a binder for water-based ink.

【技术实现步骤摘要】
改性支链淀粉材料及其制备方法和包含其的水性油墨
本专利技术属于改性材料领域，涉及一种改性支链淀粉材料及其制备方法和包含其的水性油墨。
技术介绍
淀粉是一种支链淀粉组分和直链淀粉组分自然混合的天然高分子聚合物，淀粉的支链与直链组分各自在分子结构、聚集态及性能与应用方面具有很大的区别，而支链淀粉则因具有抗老化、冻融稳定、增稠、高膨胀性及吸水性等功能而被广泛应用于食品、包装材料、水溶性及生物降解膜等领域，近年来对淀粉中的直链淀粉与支链淀粉的分离技术取得了极大进展，这不仅促进了对直链淀粉与支链淀粉各自特有的性质的工业化高值应用，也为满足各领域的更高技术需求提供了实际可能。支链淀粉作为天然高分子，有较好的粘合力，耐熨烫、耐高温，并且淀粉溶液对颜料有良好的分散稳定效果和流平效果，又有一定的成膜性能和韧性，是一种完全生物降解并可再生的原材料。但是支链淀粉成膜硬脆、延伸性小，耐水性差，易发霉、裂浆，单纯的支链淀粉淀粉并不能满足水性油墨连接料的需求。支链淀粉可以经过一系列改性，被赋予优良性能，如有机-天然物质结合的丙烯酸-接枝淀粉类连接料，在造纸、印刷、涂料等领域具有广泛的应用。CN1709935A公开了一种淀粉接枝聚丙烯酰胺及其衍生物反相乳液的制备方法，该方法包括配制乳化剂油溶液的连接相，配制支链淀粉和丙烯酰胺的固体份溶液的连接相，将分散相加入连接相，并反应得到淀粉接枝聚丙烯酰胺及其衍生物反相胶乳，该方法制备过程复杂，并且接枝率较低，改性效果不大。CN102875742A公开了一种以支链淀粉为骨架的高支化度丙烯酰胺接枝共聚物的制造方法，其中以尿素作为结构调整剂，通过在支链淀粉上接枝水溶性乙烯基单体，然后添加含酮羰基的烯属不饱和交联单体以及可与交联单体反应的交联剂进行改性得到高支化且轻度交联的改性支链淀粉，虽然可以应用于水性油墨中，但是最低成膜温度较低，干燥速率过慢，因此印刷适应性较差，并且最后得到的水性油墨防水性较差。目前需要开发一种新的改性支链淀粉作为水性油墨连接料，以适应于水性油墨的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种改性支链淀粉材料及其制备方法和包含其的水性油墨。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种改性支链淀粉材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将支链淀粉、马来酸酐和第一引发剂混合后进行接枝反应；(2)将部分pH调节剂和第二引发剂加入支链淀粉中并混合，然后加入改性单体进行接枝反应，最后加入交联剂进行交联反应，然后利用剩余的pH调节剂调节pH值，得到所述改性支链淀粉材料。其中，所述改性支链淀粉材料的制备原料按重量份数包括如下组分：其中，所述改性单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸钠、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、衣康酸单丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术提供的制备方法先得到马来酸酐接枝支链淀粉，使支链淀粉具有了一定的聚合度、酸值以及反应活性，然后利用改性单体对支链淀粉进行改性，得到改性支链淀粉材料，具有良好的水溶性且较高的成膜温度，光泽性好，干燥速率较快，表面吸附能高，适用于水性油墨印刷使用。优选地，所述支链淀粉的重量份为25-40重量份，例如27重量份、30重量份、32重量份、35重量份、37重量份等。优选地，所述马来酸酐的重量份为5-8重量份，例如6重量份、7重量份等。优选地，所述pH调节剂的重量份为1-5重量份，例如2重量份、3重量份、4重量份等。优选地，所述改性单体的重量份为10-30重量份，例如15重量份、17重量份、20重量份、22重量、25重量份、27重量份等。优选地，所述第一引发剂的重量份为0.05-0.2重量份，例如0.08重量份、0.1重量份、0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份等。优选地，所述第二引发剂的重量份为0.05-0.2重量份，例如0.08重量份、0.1重量份、0.12重量份、0.14重量份、0.16重量份、0.18重量份等。优选地，所述交联剂的重量份为0.008-0.65重量份，例如0.01重量份、0.05重量份、0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份等。优选地，步骤(2)所述改性单体为甲基丙烯酸:丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸缩水甘油酯:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照质量比为(5-15):(35-45):(35-45):(1-5):(1-5)组成的组合物，例如5:35:35:1:1、8:40:38:3:3、10:40:40:5:5、15:45:45:5:5等。当改性单体为上述单体组成时，最后得到的改性支链淀粉最低成膜温度较高，可以在成膜温度下快速干燥，并且具有良好的印刷适应性和展色性。优选地，所述支链淀粉与改性单体的质量比为2:(0.75-1.25)，例如2:0.75、2:0.85、2:0.95、2:1、2:1.1、2:1.2等。在本专利技术中，步骤(1)所述第一引发剂为过氧化二异丙苯和/或过氧化二苯甲酰。优选地，步骤(1)所述接枝反应在密炼机中进行。优选地，所述密炼机的转速为70-90r/min，例如75r/min、80r/min、85r/min等。优选地，所述接枝反应的反应温度为125-145℃，例如130℃、135℃、140℃等，反应时间为8-12min，例如9min、10min、11min等。优选地，步骤(1)还包括将防水剂和增塑剂加入反应体系中。优选地，所述防水剂的重量份数为2-5重量份，例如3重量份、4重量份。优选地，所述防水剂为碳酸锆铵。在改性支链淀粉材料中加入防水剂，与体系中剩余的羟基、羧基进行反应，使得最后得到的改性液具有防水功能，当应用于水性油墨时，最后得到的印品具有防水性。优选地，所述增塑剂的重量份数为2-5重量份，例如3重量份、4重量份。优选地，所述增塑剂包括月桂酸、硬脂酸、丙三醇和聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。在材料中添加增塑剂，可以是干燥形成的膜均一透明，并且可以改善耐水性及阻隔水蒸气的能力。优选地，在步骤(1)之后进行步骤(1’)：将步骤(1)得到的支链淀粉和水混合后进行糊化处理。优选地，步骤(1’)中支链淀粉与水的质量比为(1.5-2.5):10，例如1.7:10、1.9:10、2:10、2.2:10、2.4:10等。优选地，步骤(1’)所述糊化时间为1-5小时，例如2小时、3小时、4小时等，糊化温度为50-100℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃等。优选地，步骤(2)所述pH调节剂包括氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和N,N-二甲基乙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。pH调节剂一方面可以调节溶液的pH值，另一方面可以增加在水性油墨干燥前的保湿性，可以使水性油墨充分润湿板材，复溶性好，网点适中，避免出现脏版、糊版的弊端。优选地，步骤(2)所述第二引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。优选地，步骤(2)所述交联剂包括氮丙啶、乙二胺和己二胺中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(2)还包括将阴离子调节剂在步骤(2)所述接枝反应之前加入反应体系。优选地，所述阴离子表面活性剂的重量份数为1-5重量份，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性支链淀粉材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将支链淀粉、马来酸酐和第一引发剂混合后进行接枝反应；(2)将部分pH调节剂和第二引发剂加入支链淀粉中并混合，然后加入改性单体进行接枝反应，最后加入交联剂进行交联反应，然后利用剩余的pH调节剂调节pH值，得到所述改性支链淀粉材料；其中，所述改性支链淀粉材料的制备原料按重量份数包括如下组分：

【技术特征摘要】
1.一种改性支链淀粉材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将支链淀粉、马来酸酐和第一引发剂混合后进行接枝反应；(2)将部分pH调节剂和第二引发剂加入支链淀粉中并混合，然后加入改性单体进行接枝反应，最后加入交联剂进行交联反应，然后利用剩余的pH调节剂调节pH值，得到所述改性支链淀粉材料；其中，所述改性支链淀粉材料的制备原料按重量份数包括如下组分：其中，所述改性单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸钠、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、衣康酸单丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述改性单体为甲基丙烯酸:丙烯酸丁酯:甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸缩水甘油酯:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照质量比为(5-15):(35-45):(35-45):(1-5):(1-5)组成的组合物；优选地，所述支链淀粉与改性单体的质量比为2:(0.75-1.25)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一引发剂为过氧化二异丙苯和/或过氧化二苯甲酰；优选地，步骤(1)所述接枝反应在密炼机中进行；优选地，所述密炼机的转速为70-90r/min；优选地，所述接枝反应的反应温度为125-145℃，反应时间为8-12min；优选地，步骤(1)还包括将防水剂和增塑剂加入反应体系中；优选地，所述防水剂的重量份数为2-5重量份；优选地，所述防水剂为碳酸锆铵；优选地，所述增塑剂的重量份数为2-5重量份；优选地，所述增塑剂包括月桂酸、硬脂酸、丙三醇和聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)之后进行步骤(1’)：将步骤(1)得到的支链淀粉和水混合后进行糊化处理；优选地，步骤(1’)中支链淀粉与水的质量比为(1.5-2.5):10；优选地，步骤(1’)所述糊化时间为1-5小时，糊化温度为50-100℃。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述pH调节剂包括氨水、一乙醇胺、二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和N,N-二甲基乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健强，刘玉珍，陈健超，尹树华，
申请(专利权)人：广东佳景科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44