一种生物基聚氨酯水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种生物基聚氨酯水性油墨及其制备方法，其制备方法包括预聚体的制备、乳化脱溶和油墨树脂的制备三个步骤。其成分包括生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇、聚碳酸亚丙酯多元醇、羧酸型亲水扩链剂、磺酸型亲水扩链剂和交联剂，其中，生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇的摩尔比为3:1:0.5～6:1:0.5；羧酸型亲水扩链剂的质量为聚氨酯预聚体质量的1％～2％；磺酸型亲水扩链剂的质量为聚氨酯预聚体质量的2％～6％；交联剂的质量为聚氨酯乳液质量的1.5％～5.5％。该油墨不仅解决了哑光树脂需要外加消光粉等无机助剂的缺陷，且外加的交联剂可以提高树脂的耐刮擦性能，聚碳酸亚丙酯多元醇的加入也改善了水性油墨树脂的醇溶性。善了水性油墨树脂的醇溶性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基聚氨酯水性油墨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子聚合物
，具体涉及一种生物基聚氨酯水性油墨及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们审美观念的改变，人们对哑光产品的需求越来越大，因此现在很多领域开发了哑光型功能树脂，其中水性聚氨酯型哑光树脂也得到很大的发展，但是目前很多水性聚氨酯实现哑光功能是通过外加聚合物粒子、结晶二氧化硅及消光粉等外加助剂的方式来实现的，这种外加助剂的加入容易影响水性聚氨酯的稳定性或导致水性聚氨酯变脆而无法使用，因此开发自消光的哑光型水性聚氨酯具有十分重要的意义。尤其是在油墨领域，大部分油墨树脂都是亮光型产品，因此开发哑光型油墨具有广阔的应用市场。
[0003]现阶段的水性油墨虽然改善了油墨施工环境，但是其最终产品主要是石油基产品，生物降解性较差。而随着大众环保意识的不断提高，人们对可生物降解的产品的需求越来越高。生物基水性聚氨酯原料来自生物基原料，其生物可降解性较好，具有优异的环境友好性，因此开发生物基型水性油墨具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种生物基聚氨酯水性油墨及其制备方法。本专利技术以环保可降解的生物基原料代替石油基原料，制备的生物基聚氨酯水性油墨不仅能够实现在PET、BOPP等薄膜上的高附着力，同时其具有耐刮擦哑光性能，且其生物降解性及生物相容性十分优异，是一种环境友好功能型树脂。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种生物基聚氨酯水性油墨的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)预聚体的制备：将生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇、聚碳酸亚丙酯多元醇、羧酸型亲水扩链剂和催化剂置于反应釜中，70～95℃下搅拌反应得到聚氨酯预聚体；
[0008](2)乳化脱溶：将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体降温至40～60℃，加入降粘剂、成盐剂和磺酸型亲水扩链剂，搅拌反应后于分散机中加水乳化，然后脱去降粘剂，得到聚氨酯乳液；
[0009](3)油墨树脂的制备：在步骤(2)得到的聚氨酯乳液中加入交联剂反应得到所述生物基哑光聚氨酯水性油墨树脂。
[0010]在一实施例中，步骤(1)包括：
[0011](11)将生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇置于反应釜中，70～95℃下搅拌反应1～4h；
[0012](12)向反应釜中加入羧酸型亲水扩链剂，70～95℃下搅拌反应1～4h；
[0013](13)将反应体系降温至60～75℃，加入催化剂，继续搅拌反应2～5h得到所述聚氨酯预聚体。
[0014]在一实施例中，步骤(11)中，所述生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇的摩尔比为3:1:0.5～6:1:0.5。
[0015]在一实施例中，所述生物基异氰酸酯包括二聚酸二异氰酸酯、生物基质1,4
‑
丁二异氰酸酯及生物基质1,5
‑
戊二异氰酸酯中的一种或多种。
[0016]在一实施例中，所述生物基大分子多元醇包括蓖麻油、蓖麻油改性多元醇、二聚酸多元醇及1,3
‑
丙二醇聚醚多元醇中的一种或多种。
[0017]在一实施例中，步骤(12)中，所述羧酸型亲水扩链剂的质量为所述聚氨酯预聚体质量的1％～2％，所述羧酸型亲水扩链剂包括二羟甲基丙酸及二羟甲基丁酸中一种或多种。
[0018]在一实施例中，步骤(13)中，所述的催化剂为有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、叔胺类催化剂、烷基磷催化剂中的一种或多种的混合物。
[0019]在一实施例中，步骤(2)中，所述磺酸型亲水扩链剂的质量为所述聚氨酯预聚体质量的2％～6％，所述磺酸型亲水扩链剂包括乙二胺基乙基磺酸钠、N
‑
(2
‑
氨基乙基)
‑2‑
氨基乙磺酸钠及1,2
‑
二羟基
‑3‑
丙磺酸钠中一种或多种。
[0020]在一实施例中，步骤(3)中，所述交联剂的质量为所述聚氨酯乳液质量的1.5％～5.5％，所交联剂包括多官能度氰基酰胺、多官能度氮丙啶、甲苯基氰基酰胺/三缩水甘油酯、多异氰酸酯、氨基树脂及环氧性交联剂中一种或多种。
[0021]在一实施例中，所述降粘剂为丙酮，所述成盐剂为三乙胺。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种生物基聚氨酯水性油墨，该生物基聚氨酯水性油墨采用上述方法制备。
[0023]本专利技术提供一种生物基聚氨酯水性油墨及制备方法，本专利技术的有益效果在于：
[0024]首先，本专利技术的生物基聚氨酯水性油墨在PET，BOPP等薄膜上具有优异附着力；其次，本专利技术的生物基聚氨酯水性油墨无需外加消光粉等外加助剂即具有优良的哑光性能，解决了哑光树脂需要外加消光粉等无机助剂的缺陷，从而避免了外加助剂的加入影响水性聚氨酯的稳定性或导致水性聚氨酯变脆的缺陷；再次，该生物基聚氨酯水性油墨主要采用生物基异氰酸酯和生物基大分子多元醇反应制备，由于其原料大部分为生物基原料，因此其具有十分优异的生物相容性及生物可降解性；再次，本专利技术的生物基聚氨酯水性油墨外加交联剂，可以有效提高亚光树脂的耐刮擦性能，改善哑光树脂不耐刮擦的缺点；再次，本专利技术的生物基聚氨酯水性油墨中加入聚碳酸亚丙酯多元醇，改善了水性油墨树脂的醇溶性，使水性油墨树脂满足使用过程需添加酒精的要求。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步阐述。
[0026]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验
方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0027]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本专利技术中使用的所有技术和科学术语与本
的技术人员对现有技术的掌握及本专利技术的记载，还可以使用与本专利技术实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本专利技术。
[0028]注意，如没有特别说明，本文中描述所示的“％”和“份”分别是指“质量％”和“质量份”。
[0029]本专利技术提供一种生物基水性聚氨酯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
[0030](1)预聚体的制备：将生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇、聚碳酸亚丙酯多元醇、羧酸型亲水扩链剂和催化剂置于反应釜中，70～95℃下搅拌反应得到聚氨酯预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基聚氨酯水性油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)预聚体的制备：将生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇、聚碳酸亚丙酯多元醇、羧酸型亲水扩链剂和催化剂置于反应釜中，70～95℃下搅拌反应得到聚氨酯预聚体；(2)乳化脱溶：将步骤(1)得到的聚氨酯预聚体降温至40～60℃，加入降粘剂、成盐剂和磺酸型亲水扩链剂，搅拌反应后于分散机中加水乳化，然后脱去降粘剂，得到聚氨酯乳液；(3)油墨树脂的制备：在步骤(2)得到的聚氨酯乳液中加入交联剂反应得到所述生物基哑光聚氨酯水性油墨树脂。2.如权利要求1所述的生物基聚氨酯水性油墨的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：(11)将生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇置于反应釜中，70～95℃下搅拌反应1～4h；(12)向反应釜中加入羧酸型亲水扩链剂，70～95℃下搅拌反应1～4h；(13)将反应体系降温至60～75℃，加入催化剂，继续搅拌反应2～5h得到所述聚氨酯预聚体。3.如权利要求2所述的生物基聚氨酯水性油墨的制备方法，其特征在于，步骤(11)中，所述生物基异氰酸酯、生物基大分子多元醇和聚碳酸亚丙酯多元醇的摩尔比为3:1:0.5～6:1:0.5。4.如权利要求2所述的生物基聚氨酯水性油墨的制备方法，其特征在于，所述生物基异氰酸酯包括二聚酸二异氰酸酯、生物基质1,4
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丁二异氰酸酯及生物基质1,5
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戊二异氰酸酯中的一种或多种。5.如权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维虎，王启东，朱保凌，戴家兵，赵曦，
申请(专利权)人：兰州科天水性高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：