一种塑料用高附着力彩色水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种塑料用高附着力彩色水性油墨及其制备方法，其原料组分包括彩色水性油墨连接料；所述彩色水性油墨连接料按重量份计包括如下组分：大分子二元醇30‑70份，环氧树脂2‑5份，二异氰酸酯10‑50份，亲水扩链剂4‑10份，二元醇扩链剂0‑11份，小分子染料单体0.1‑10份，三元醇交联剂0‑2份，催化剂0.01‑0.08份，封端剂5‑20份，阻聚剂0.1‑0.5份，溶剂20‑200份，中和剂5‑10份，后扩链剂1‑3份，引发剂0.1‑1份，丙烯酸单体5‑20份，去离子水200‑400份。本发明专利技术制得的彩色水性油墨的连接料模量、强度、耐水性、附着力得到明显提高。

A high adhesion color water-based ink for plastics and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种塑料用高附着力彩色水性油墨及其制备方法
本专利技术涉及水性油墨
，具体涉及一种塑料用高附着力彩色水性油墨及其制备方法。
技术介绍
目前，溶剂型油墨具有工艺成熟，质量稳定，性能优异等优点。但溶剂型油墨中有机溶剂苯、醇、醚等作为分散介质，干燥后，有机溶剂挥发到空气中，造成VOC的排放，对人体和环境造成严重伤害。随着环保和可持续发展要求的进一步提高，市场对于环保油墨的需求在不断的增长，目前环保型油墨主要分为水性墨、UV墨、水性UV墨和醇溶性墨。水性墨是以水为溶剂，几乎无VOC排放，对环境的污染极低。目前，水性油墨已在多方面实现应用，在包括铝箔、纸张、纸板、卡纸、塑料薄膜等多种基材上都可以印刷。但水性油墨在塑料薄膜印刷方面存在一些问题，限制了水性油墨在塑料薄膜方面的应用。一方面，水性油墨主要由连接料、填料、色料组成，水极性较强，很难与非极性的OPP、PE、PP、PET等薄膜有较好的粘结力。同时水性油墨中的色料主要是一些小分子无机染料、有机染料，这些色料是分散在水中，这些色料与非极性材料的粘结力也较差，也会影响水性油墨与塑料薄膜的粘结力。另一方面，塑料薄膜水性油墨的色彩不够鲜艳亮丽，塑料薄膜水性油墨印刷的印品色彩不及溶剂型凹印油墨艳丽。上述这些问题都限制了水性油墨在塑料薄膜印刷上的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种塑料用高附着力彩色水性油墨及其制备方法，旨在解决
技术介绍
中的技术问题。为达成上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其原料组分包括彩色水性油墨连接料；所述彩色水性油墨连接料按重量份计包括如下组分：大分子二元醇30-70份，环氧树脂2-5份，二异氰酸酯10-50份，亲水扩链剂4-10份，二元醇扩链剂0-11份，小分子染料单体0.1-10份，三元醇交联剂0-2份，催化剂0.01-0.08份，封端剂5-20份，阻聚剂0.1-0.5份，溶剂20-200份，中和剂5-10份，后扩链剂1-3份，引发剂0.1-1份，丙烯酸单体5-20份，去离子水200-400份。进一步地，所述大分子二元醇选自聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、聚己二酸-新戊二醇酯二元醇(PMA)、聚己内酯二元醇(PCL)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)的中一种或多种。进一步地，所述环氧树脂选自环氧树脂E44、E20、E51中的一种或多种。进一步地，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任意一种或者任意两种混合。进一步地，所述小分子染料单体选自以下结构式DYE1-9中的一种或多种：进一步地，所述丙烯酸单体选自醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸中的任意一种或任意两种混合。进一步地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、有机铋(DY-20)和BACT-20C中的一种或多种。进一步地，所述封端剂选自丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)的任意一种或者任意两种混合。进一步地，所述引发剂为水溶性自由基型引发剂，选自过硫酸盐引发剂、水溶性偶氮引发剂和氧化还原引发剂中的至少一种。上述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨的制备方法，包括如下步骤：(1)取大分子二元醇、环氧树脂在100-120℃脱水1-2h，冷却降温至50℃，再加入二异氰酸酯，在70-90℃反应1-2h后加入小分子染料单体、亲水扩链剂、二元醇扩链剂、三元醇交联剂、催化剂和溶剂，在70-75℃反应3-4h，然后降温至60℃，再加入封端剂、阻聚剂、丙烯酸单体反应0.5-1h得到端基含有双键的聚氨酯预聚体后降温至0-40℃，加入中和剂，搅拌1-5分钟后，在高速剪切搅拌下再加入水，搅拌反应5分钟后加入扩链剂进行后扩链；搅拌30分钟后，再次升温至85℃，滴加引发剂，滴加1-2h，搅拌反应1-2h；降温至40–50℃，在0.01MPa真空条件下除去溶剂，得到彩色水性油墨连接料；(2)取去离子水和助溶剂混合，然后依次加入润湿剂、消泡剂、分散剂，搅拌10-15分钟，待搅拌结束后，向反应器中加入彩色水性油墨连接料，搅拌30-45分钟，最后添加增稠剂或水调节粘度，静置后过滤，得到塑料用高附着力彩色水性油墨。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术将小分子染料单体通过聚合反应键接到水性油墨的连接料中，使连接料既具有小分子染料的多彩性，同时具有水性油墨连接料功能性。本专利技术制备的彩色水性油墨粒径为纳米级别，使其具有鲜艳的颜色，同时进一步提高连接料与塑料薄膜的粘结力。2、本专利技术制备的彩色水性油墨连接料通过环氧树脂进行改性，使连接料模量、强度、耐水性、附着力得到明显提高。3、本专利技术制成的彩色水性油墨连接料是一种丙烯酸改性水性聚氨酯树脂，兼具聚氨酯和聚丙烯酸酯两者的优点。4、本专利技术制备的彩色水性油墨连接料合成工艺与普通丙烯酸改性水性聚氨酯树脂合成工艺基本一致，成本低，可行性高，性能优异。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中，二元醇扩链剂选自乙二醇(EG)、一缩二乙二醇(DEG)、1，3-丙二醇(MPO)、1,4-丁二醇(BDO)、新戊二醇(NPG)、1,6-己二醇(HDO)中的任意一种或者任意两种混合。本专利技术中，亲水扩链剂选自二羟甲基丙酸(DMPA)或酒石酸(TA)中的一种或两种。本专利技术中，三元醇交联剂选自三羟甲基丙烷(TMP)、PCL-3057、BY-3095、甘油、蓖麻油中的任意一种或者任意两种混合。本专利技术中，阻聚剂选自2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)、1,4-苯醌(BQ)、1,4-苯二酚(HQ)中的任意一种或者任意两种混合。本专利技术中，溶剂选自丁酮或丙酮。本专利技术中，中和剂选自三乙胺(TEA)或氢氧化钠(NaOH)中的一种或两种。本专利技术中，后扩链剂为胺类扩链剂，例如乙二胺(EDA)。本专利技术中，引发剂为水溶性自由基型引发剂，选自过硫酸盐引发剂、水溶性偶氮引发剂和氧化还原引发剂中的至少一种，具体可以是过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS)、偶氮二氰基戊酸、过硫酸铵/亚硫酸氢钠中的任意一种或者任意两种混合。本专利技术中，一种塑料用高附着力彩色水性油墨的制备方法的步骤(2)中所使用的助溶剂选用乙醇。下述实施例中所使用的湿润剂、消泡剂、分散剂和增稠剂均可以是市面上购得的任意一款产品，本专利技术对其具体类型不作限定。下述实施例中使用的实验原料如无特殊说明，均可通过商业途径得到。实施例1(1)将50g聚酯多元醇PBA(Mn＝20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，其原料组分包括彩色水性油墨连接料；所述彩色水性油墨连接料按重量份计包括如下组分：大分子二元醇30-70份，环氧树脂2-5份，二异氰酸酯10-50份，亲水扩链剂4-10份，二元醇扩链剂0-11份，小分子染料单体0.1-10份，三元醇交联剂0-2份，催化剂0.01-0.08份，封端剂5-20份，阻聚剂0.1-0.5份，溶剂20-200份，中和剂5-10份，后扩链剂1-3份，引发剂0.1-1份，丙烯酸单体5-20份，去离子水200-400份。/n

【技术特征摘要】
1.一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，其原料组分包括彩色水性油墨连接料；所述彩色水性油墨连接料按重量份计包括如下组分：大分子二元醇30-70份，环氧树脂2-5份，二异氰酸酯10-50份，亲水扩链剂4-10份，二元醇扩链剂0-11份，小分子染料单体0.1-10份，三元醇交联剂0-2份，催化剂0.01-0.08份，封端剂5-20份，阻聚剂0.1-0.5份，溶剂20-200份，中和剂5-10份，后扩链剂1-3份，引发剂0.1-1份，丙烯酸单体5-20份，去离子水200-400份。


2.根据权利要求1所述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，所述大分子二元醇选自聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二元醇(PBA)、聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)、聚己二酸-新戊二醇酯二元醇(PMA)、聚己内酯二元醇(PCL)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)的中一种或多种。


3.根据权利要求1所述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，所述环氧树脂选自环氧树脂E44、E20、E51中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的任意一种或者任意两种混合。


5.根据权利要求1所述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，所述小分子染料单体选自以下结构式DYE1-9中的一种或多种：





6.根据权利要求1所述的一种塑料用高附着力彩色水性油墨，其特征在于，所述丙烯酸单体选自醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怡霞，曹苏毅，项羽，杨文东，吴祥松，李军配，
申请(专利权)人：浙江材华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33