一种通用的高端水性UV油墨制备方法技术

本发明专利技术公开了一种通用的高端水性UV油墨制备方法，涉及水性油墨制备技术领域。包括将40‑55份有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物和20‑30份丙烯酸酯单体加入至搅拌桶中，在搅拌速度700‑1000rpm下搅拌10‑20分钟；将预分散得液体转移至研磨机中，研磨1‑3次；将研磨后的液体转移至搅拌桶中，加入1‑10份光引发剂、5‑10份颜料、5‑15份溶剂及1‑5份助剂至搅拌桶中，在搅拌速度700‑1000rpm下搅拌20‑30分钟，使混合液混合均匀，即得水性UV油墨。本发明专利技术制备的水性UV油墨具有稳定性好、对环境友好、固化速率快，具有优异的耐水性、耐溶剂性、耐磨性及附着力佳的性能特征。

A general preparation method of high-end Waterborne UV ink

【技术实现步骤摘要】
一种通用的高端水性UV油墨制备方法
本专利技术属于水性油墨制备
，特别是涉及一种通用的高端水性UV油墨制备方法。
技术介绍
传统溶剂型油墨以有机溶剂为稀释剂，在生产过程中，VOCs(挥发性有机化合物)排放量大，对操作工人及环境造成了严重的危害。水性UV油墨以水为溶剂，含有极少的VOCs，对环境友好；UV技术使用特定波长和能量的紫外光使油墨干燥固化，大大节省了能源。水性油墨以水溶性树脂作为油墨的连接料，其中以水性聚氨酯丙烯酸酯连接料应用较为广泛，但水性聚氨酯耐水耐候性较差，这使其应用受到一定程度的限制。一般在水性聚氨酯丙烯酸酯中混入一定量的硅溶液，物理共混入水性聚氨酯丙烯酸酯中，可在一定程度提高水性聚氨酯丙烯酸酯的耐水耐溶剂性及耐磨性，但其稳定性会下降，所以还需提高水性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通用的高端水性UV油墨制备方法，制备的水性UV油墨具有稳定性好、对环境友好、固化速率快，具有优异的耐水性、耐溶剂性、耐磨性及附着力佳的性能特征。为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种通用的高端水性UV油墨制备方法，包括：步骤1、将40-55份有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物和20-30份丙烯酸酯单体加入至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌10-20分钟；步骤2、将预分散得液体转移至研磨机中，研磨1-3次；步骤3、将研磨后的液体转移至搅拌桶中，加入1-10份光引发剂、5-10份颜料、5-15份溶剂及1-5份助剂至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌20-30分钟，使混合液混合均匀；将混合均匀后的油墨倒入研磨机中，研磨1-3次，得到UV油墨。进一步地，所述有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物合成包括：S01、在氮气保护下，将聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯和聚硅氧烷加入到反应器中，在75℃-90℃温度范围内反应2-4h，得到溶液A；S02、向上述溶液A中加入双羟基羧酸及小分子二元醇扩链剂，在70℃-80℃温度范围内反应1-2h，得到溶液B；S03、向上述溶液B中加入催化剂，在60-75℃温度范围内反应2-4h，至-NCO达到理论值，得到溶液C；S04、向上述溶液C中加入单官能度羟基丙烯酸酯进行封端，60-70℃温度范围内反应2-3h，得到溶液D；S05、将溶液D降温至50℃以下，加入三乙胺中和，制得有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物。进一步地，所述二异氰酸酯的用量与所述聚酯或聚醚二元醇和聚硅氧烷用量和的摩尔比为2-7。进一步地，所述聚酯或聚醚多元醇为聚酯二元醇或聚醚二元醇。进一步地，所述聚酯二元醇或聚醚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、端羟基聚丁二烯、聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或几种混合物。进一步地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种混合物。进一步地，所述催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺、三乙烯二胺中的一种或几种混合物；所述催化剂的用量占聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯、聚硅氧烷、双羟基羧酸及小分子二元醇扩链剂的质量之和的百分数为0.05-0.1％。进一步地，所述小分子二元醇扩链剂为1.4-丁二醇、乙二醇、丙二醇中的一种或几种混合物。进一步地，所述单官能度羟基丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯；所述单官能度丙烯酸酯的用量占聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯、聚硅氧烷、双羟基羧酸及小分子二元醇扩链剂的质量之和的百分数为1-5％。进一步地，所述的丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯中的一种或几种混合物。进一步地，所述光引发剂为2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮中的一种或几种混合物。进一步地，所述溶剂去离子水、乙醇中的一种或几种混合物进一步地，所述颜料为水性红色颜料、水性绿色颜料、水性蓝色颜料、水性黄色颜料、水性炭黑中的一种或几种混合物。进一步地，所述助剂为消泡剂、增稠剂、阻聚剂、流平剂、分散剂、抗菌剂中的一种或几种混合物。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制备的高端水性UV油墨制备该油墨环保无毒，含有极少的VOCs。本专利技术以有机硅、丙烯酸酯改性水性聚氨酯，提高了水性聚氨酯耐水性及抗污能力；与丙烯酸酯单体复配使用作为水性UV油墨的连接料，改善了使用单一树脂聚丙烯酸酯热黏冷脆的缺点；本专利技术将有机硅化合物以共聚的方法接入聚氨酯树脂中，而非共混的形式混入聚氨酯树脂中，大大增加了油墨连接料的稳定性，增加油墨的抗污性、耐磨性、耐老化性、耐溶剂性及稳定性。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式本专利技术通过下列实施实例进一步加以说明，并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1(1)有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备：在干燥氮气保护下，取10.0g聚氧化丙烯二醇(分子量1000)、7.12g异佛尔酮二异氰酸酯、0.79g聚硅氧烷(分子量1000)于装有搅拌杆和回流冷凝管的三口烧瓶85℃反应3-4h；加入0.72g二羟甲基丙酸、0.44g1,4-丁二醇、适量辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡及10mL丙酮，70℃反应5小时；加入0.8g丙烯酸羟乙酯，70℃反应2小时。降温至50℃，加入0.8mL三乙胺进行中和，加入去离子水高速剪切分散获得有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物。(2)一种通用的高端水性UV油墨制备：1)将10份上述有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物、5份丙烯酸丁酯、3份甲基丙烯酸甲酯和1份丙烯酸加入至搅拌桶中，在搅拌速度800rpm下搅拌15分钟；2)将预分散得液体转移至研磨机中，研磨2次；3)将研磨后的液体转移至搅拌桶中，加入1份2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2份水性红色颜料、3份去离子水及2份助剂至搅拌桶中，在搅拌速度800rpm下搅拌25分钟，使混合液混合均匀，即得水性UV油墨。实施例2(1)有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物的制备：在干燥氮气保护下，取10.0g聚氧化丙烯二醇(分子量2000)、3.67g甲苯二异氰酸酯、0.31g聚硅氧烷(分子量1000)于装有搅拌杆和回流冷凝管的三口烧瓶85℃反应3-4h；加入0.64g二羟甲基丙酸、0.56g1,4-丁二醇、适量辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡及10mL丙酮，70℃反应5小时；加入0.69g丙烯酸羟乙酯，70℃反应2小时。降温至50℃，加入0.66mL三乙胺进行中和，加入去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用的高端水性UV油墨制备方法，其特征在于，包括：/n步骤1、将40-55份有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物和20-30份丙烯酸酯单体加入至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌10-20分钟；/n步骤2、将预分散得液体转移至研磨机中，研磨1-3次；/n步骤3、将研磨后的液体转移至搅拌桶中，加入1-10份光引发剂、5-10份颜料、5-15份溶剂及1-5份助剂至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌20-30分钟，使混合液混合均匀，即得水性UV油墨。/n

【技术特征摘要】
1.一种通用的高端水性UV油墨制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、将40-55份有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物和20-30份丙烯酸酯单体加入至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌10-20分钟；
步骤2、将预分散得液体转移至研磨机中，研磨1-3次；
步骤3、将研磨后的液体转移至搅拌桶中，加入1-10份光引发剂、5-10份颜料、5-15份溶剂及1-5份助剂至搅拌桶中，在搅拌速度700-1000rpm下搅拌20-30分钟，使混合液混合均匀，即得水性UV油墨。


2.根据权利要求1所述的一种通用的高端水性UV油墨制备方法，其特征在于，所述有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物由以下步骤合成：
S01、在氮气保护下，将聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯和聚硅氧烷加入到反应器中，在75℃-90℃温度范围内反应2-4h，得到溶液A；
S02、向上述溶液A中加入双羟基羧酸及小分子二元醇扩链剂，在70℃-80℃温度范围内反应1-2h，得到溶液B；
S03、向上述溶液B中加入催化剂，在60-75℃温度范围内反应2-4h，至-NCO达到理论值，得到溶液C；所述催化剂的质量百分含量为0.05-0.3％；
S04、向上述溶液C中加入单官能度羟基丙烯酸酯进行封端，60-70℃温度范围内反应2-3h，得到溶液D；单官能度丙烯酸酯的质量百分含量为1-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文，黄毅萍，潘轸，
申请(专利权)人：南京炫科材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32