水性油墨组合物、水性油墨树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及水性油墨领域，公开了水性油墨组合物、水性油墨树脂及其制备方法和应用。一种水性油墨组合物。其中，以重量百分比计，该组合物含有以下组分：(1)端羟基聚酰胺‑醚树脂20～35重量％；(2)二异氰酸酯5～15重量％；(3)二元醇2～10重量％；(4)二元胺类磺酸盐2～10重量％；(5)环氧醇1～6重量％；(6)水45～65重量％。由本发明专利技术的水性油墨组合物制备的水性油墨树脂附着牢度好、印刷适性好。以该水性油墨树脂所制水性油墨印刷于包装基材后，具有耐水煮、耐蒸煮的优点。

【技术实现步骤摘要】
水性油墨组合物、水性油墨树脂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种水性油墨领域，具体涉及水性油墨组合物、水性油墨树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
耐高温蒸煮食品以其保质期长，即可冷食也可热食、携带方便备受消费者的欢迎。该类食品包装后通常需要经过高温水煮或蒸煮工艺，因此对食品的包装提出了更高的要求。不但要求包装基材能经受得起高温考验，更要求印刷复合后的包装袋具有较高的复合强度。随着国内环保意识的加强，我国软包装用油墨产品正朝着环保、卫生方向迅速发展。水性油墨具有无毒、无刺激性气味、无腐蚀性、不燃、不爆、使用安全性好，对环境和人体都不存在危害，属于典型的绿色环保产品。CN104059429B公开了一种采用水溶性丙烯酸改性树脂为油墨连接料的水溶里印复合塑料油墨。由于该类水溶性树脂对基材的附着力较差，无法满足耐水煮、蒸煮的要求。水性聚氨酯是一种以水为分散介质的环境友好型材料，广泛应用于胶黏剂、涂料、制革、纺织助剂、医药卫生、建筑材料和印刷等领域。开展以水性聚氨酯为油墨连接料的水性油墨引起了研发人员的广泛关注。US5470907公开了一种以二羟甲基丙酸为亲水扩链剂的水性聚氨酯乳液的制备方法，但是由于羧基的催化水解作用，使得所制聚氨脂乳液成膜后，耐水解性较差。因此通常意义上的水性聚氨酯难以满足高温、高湿，水蒸气侵彻破环作用下的耐蒸煮包装要求。近年来，用于普通轻包装的水墨在市场上已经逐渐增多。但是作为耐蒸煮包装用水性油墨，目前效果均难令人满意，因此开发耐水煮、耐蒸煮水性油墨成为油墨环保化必然要走出的一步。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的包装用水性油墨无法满足耐水煮、耐蒸煮的问题，提供水性油墨组合物、水性油墨树脂及其制备方法和应用，由本专利技术的水性油墨组合物制备的水性油墨树脂附着牢度好、印刷适性好。由该水性油墨树脂所制水性油墨印刷于包装基材后，具有耐水煮、耐蒸煮的优点。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种水性油墨组合物，其中，以重量百分比计，该组合物含有以下组分：优选地，所述端羟基聚酰胺-醚树脂的羟值为28～56mg(KOH)/g。优选地，所述端羟基聚酰胺-醚树脂为端羟基聚酰胺-聚氧化乙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚氧化丙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚四氢呋喃二醇树脂、端羟基聚酰胺-氧化丙烯-氧化乙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇树脂中的至少一种。优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。优选地，所述二元醇为2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、氢化双酚A、2-异丙基-1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇中的至少一种。优选地，所述二元胺类磺酸盐为2-(2-氨基-环己氨基)-乙磺酸钠、2-[(5-氨基-1,3,3-三甲基-环己甲基)-氨基]-乙磺酸钠、2-[4-(4-氨基-环己甲基)-环己氨基]-乙磺酸钠、N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠、乙二胺基乙磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠、2,6-二氨基苯磺酸钠中的至少一种。优选地，所述环氧醇为环氧丙醇和/或环氧丁醇。本专利技术第二方面提供了由上述的水性油墨组合物制备水性油墨树脂的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将端羟基聚酰胺-醚树脂与二异氰酸酯进行第一反应，并加入二元醇进行第二反应，降至室温并加入丙酮，然后加入二元胺类磺酸盐进行第三反应，并加入环氧醇进行第四反应，得到聚合物；(2)将所述聚合物与水接触进行分散，并除去丙酮，得到水性油墨树脂。根据本专利技术的具体实施方式，由上述的水性油墨组合物制备水性油墨树脂的方法可以为：(1)将端羟基聚酰胺-醚树脂、二异氰酸酯加入反应釜I中，加热到80～100℃，反应1～2小时后，加入二元醇反应1～2小时，降至室温加入适量丙酮降低反应物的粘度，加入二元胺类磺酸盐，室温搅拌反应0.5～1小时，升温至60～70℃，加入环氧醇反应1～2小时后制得聚合物。(2)在反应釜Ⅱ中加入水，搅拌状态下，将反应釜Ⅰ中的聚合物倒入反应釜Ⅱ中，室温下继续搅拌分散0.5～1小时，抽真空除去丙酮，制得所述水性油墨树脂。本专利技术第三方面提供了由上述的方法制备的水性油墨树脂。本专利技术第四方面提供了上述的水性油墨树脂在油墨、涂料和胶黏剂中的应用。本专利技术通过采用端羟基聚酰胺-醚树脂为软段，提高了水性油墨树脂与包装基材的附着牢度，避免了采用普通聚酯时，由于酯键的耐水解性差所带来的聚合物降解问题。其次，本专利技术通过采用二元胺类磺酸盐作为扩链剂，在保持水性聚氨酯分子量不降低的同时，降低了聚合物中亲水性基团的含量，从而提高了水性油墨树脂的耐水性。而且，本专利技术通过引入环氧基团(环氧醇)，可进行后续水性油墨树脂的交联固化，极大地提高了水性油墨树脂的附着力。以上几点的结合，降低了高温高湿条件下，水蒸气对水性油墨树脂的破坏作用，提高了所制水性油墨的耐水煮、耐蒸煮性能。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供了一种水性油墨组合物，其中，以重量百分比计，该组合物含有以下组分：在本专利技术中，所述端羟基聚酰胺-醚树脂的羟值可以为28～56mg(KOH)/g，该羟值下的端羟基聚酰胺-醚树脂更有利于提高本专利技术的水性油墨树脂对基材的附着牢度。在本专利技术中，所述端羟基聚酰胺-醚树脂以能够作为软段并具有耐水解性能为目的，例如可以为但不限于：端羟基聚酰胺-聚氧化乙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚氧化丙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚四氢呋喃二醇树脂、端羟基聚酰胺-氧化丙烯-氧化乙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇树脂中的至少一种。在本专利技术中，所述二异氰酸酯可以为但不限于：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。在本专利技术中，所述二元醇作为扩链剂，可以为但不限于：2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、氢化双酚A、2-异丙基-1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇中的至少一种。在本专利技术中，所述二元胺类磺酸盐作为扩链剂，以能够提高水性聚氨酯分子量的同时还能够降低聚合物中亲水性基团的含量为目的，例如可以为但不限于：2-(2-氨基-环己氨基)-乙磺酸钠、2-[(5-氨基-1,3,3-三甲基-环己甲基)-氨基]-乙磺酸钠、2-[4-(4-氨基-环己甲基)-环己氨基]-乙磺酸钠、N-(2-氨基乙基)-氨基乙烷磺酸钠、乙二胺基乙磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性油墨组合物，其特征在于，以重量百分比计，该组合物含有以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种水性油墨组合物，其特征在于，以重量百分比计，该组合物含有以下组分：2.根据权利要求1所述的水性油墨组合物，其中，所述端羟基聚酰胺-醚树脂的羟值为28～56mg(KOH)/g；优选地，所述端羟基聚酰胺-醚树脂为端羟基聚酰胺-聚氧化乙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚氧化丙烯二醇树脂、端羟基聚酰胺-聚四氢呋喃二醇树脂、端羟基聚酰胺-氧化丙烯-氧化乙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇树脂、端羟基聚酰胺-四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇树脂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的水性油墨组合物，其中，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二亚甲基苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的水性油墨组合物，其中，所述二元醇为2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,2-环己二醇、1,3-环己二醇、1,4-环己二醇、氢化双酚A、2-异丙基-1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,4-二甲基-1,5-戊二醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的水性油墨组合物，其中，所述二元胺类磺酸盐为2-(2-氨基-环己氨基)-乙磺酸钠、2-[(5-氨基-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭朋，宋延林，秦明明，刘云霞，金小玲，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11