水性聚合物颗粒分散体制造技术

水性聚合物颗粒分散体，所述颗粒包含聚合物和含Si

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性聚合物颗粒分散体


[0001]本专利技术涉及在印刷中并且更具体地在非吸收性基材上使用水性喷墨油墨的喷墨印刷中使用的聚合物颗粒的水性分散体。

技术介绍

[0002]喷墨的工业应用正扩展到越来越多的
，必须满足越来越多的要求的物理性质。工业印刷技术必须与通常是聚(烯烃)基的廉价基材相容。在工业中已知对聚(烯烃)的粘附通常是非常困难的。
[0003]直到现在，在非吸收性基材(包括聚(烯烃))上的喷墨技术已经是UV基的。UV基油墨含有有毒和/或有害的成分，例如光引发剂、单体，并且印刷过程需要固化站，这增加了印刷设备的价格和复杂性。因此，水性油墨技术在非吸收性基材上也逐渐获得了进展。与UV技术相比，水性树脂基油墨直接粘附在聚(烯烃)上保持甚至更困难。
[0004]在本领域中已知若干方法来改进水性油墨的粘附性，包括电晕处理、基材的火焰处理和用含有树脂(例如聚氨酯树脂)的底漆对基材涂底漆。用电晕和火焰处理来预处理基材使工作流程复杂化，并且不总是解决粘附问题，尤其是在聚(烯烃)上。
[0005]已经设计了含有树脂(例如聚氨酯树脂)的水性基底漆或水性基喷墨油墨以改进图像耐久性，例如耐擦伤性、耐磨性和耐化学性。WO2018077624A描述了包含具有提供电子和空间胶体稳定的分散基团的聚氨酯树脂的水性喷墨油墨。WO 2016/122569教导了包含具有特定二醇的聚氨酯树脂的底漆溶液。水性油墨和底漆仍然遭受对聚(烯烃)基材的粘附不足。此外，使用分散或溶解在必须经由例如喷墨头喷射的水性油墨或底漆中的树脂引起喷射可靠性的问题。这可能是由于当喷墨头一段时间不使用时树脂在喷嘴板处的膜形成引起喷嘴的堵塞。
[0006]通过使用硅烷偶联剂(例如烷氧基硅烷)以获得缩聚反应，已经实现改进粘附性和无孔基材以及改进喷墨印刷图像的耐水性的另一种方法，参见JP2004174834。烷氧基硅烷在水性媒介物中非常易于水解，并且必须非常好地控制缩聚反应期间的反应温度(缩聚反应温度)。如果缩聚反应温度低于室温，则在使用前在油墨中可能发生缩聚反应，并且妨碍油墨的液体稳定性和排出稳定性。JP 2010121060通过使用含有具有烷氧基甲硅烷基的化合物的单独的反应液体解决了烷氧基硅烷的不受控缩聚的问题，并且其中含有该液体的液体的pH低于油墨的pH。然而，额外反应液体的需要代表喷墨印刷机设计的主要复杂性。
[0007]在WO 2016/165956A中，描述了水性树脂基喷墨油墨，其中树脂作为胶囊存在。为了实现良好的粘结性质并因此实现耐久的图像，将反应性化学物质(例如封端的异氰酸酯)并入到胶囊的核中。当未完全反应时，这样的反应物的存在可能产生健康和安全问题。此外，反应性化学物质(例如封端的异氰酸酯)需要高于120℃，优选高于150℃的温度以变得具有反应性。这些高温与非吸收性基材(例如聚(烯烃))不相容，因为它们可能导致变形或熔融。
[0008]WO19243080A公开了用于喷墨油墨的核壳颗粒，其中硅烷醇基团连接到聚合物壳，
并且核含有在施加辐射或热时能够形成反应产物的反应物，例如封端的异氰酸酯。硅烷醇基团借助在颗粒的界面聚合中加入到水相中的烷氧基硅烷而并入。
[0009]EP3085746A公开了通过共聚具有烯属不饱和基团的硅烷偶联剂获得的丙烯酸树脂颗粒。
[0010]在WO19243080A和EP3085746A两者中，将硅烷并入到聚合物中。
[0011]仍然需要树脂技术，其固有地显示对非吸收性基材(例如PMMA、PVC和聚(烯烃))的良好的粘附性能，同时可以并入到水性喷墨油墨或可喷射底漆中，提供可靠的喷射性能，并且其不需要加热到与非吸收性基材(例如聚丙烯)不相容的温度。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供解决上述问题的方案。通过提供如权利要求1中所定义的颗粒的水性分散体实现了该目的。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供喷墨油墨，其包含权利要求1所述的颗粒分散体，如权利要求8中所定义。
[0014]本专利技术的另一个实施方案提供了使用包含权利要求1所述的树脂颗粒分散体的喷墨油墨的印刷方法，如权利要求13中所定义。
[0015]本专利技术的其它特征、要素、步骤、特性和优点将从本专利技术的优选的实施方案的以下详细描述中变得更加明显。本专利技术的具体实施方案也在从属权利要求中限定。
具体实施方式
[0016]A.颗粒的水性分散体本专利技术包含分散在水性介质中的颗粒，所述颗粒包含聚合物和含Si
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O部分。含Si
‑
O部分是化合物的一部分并且根据结构式I。化合物与聚合物形成固体混合物。
[0017]其中R1、R2、R3独立地表示H、取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基L是二价连接基团、
‑
OR4或R4R4是H、取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基。
[0018]优选地，含Si
‑
O部分可以是化合物的一部分并且可以根据结构式I，其中R1、R2或R3中至少一个是任选取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基。
[0019]在更优选的实施方案中，化合物包含根据结构式II的含Si
‑
O部分单元。
[0020]其中R1、R2、R3独立地表示H、任选取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基。
[0021]优选地，含Si
‑
O部分可以是化合物的一部分并且可以根据结构式II，其中R1、R2或R3中至少一个是任选取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基。
[0022]不受任何理论的束缚，认为聚合物的存在防止或基本上减缓含Si
‑
O部分中Si
‑
O
‑
R基团的水解。因此，由于这种防止的水解，在油墨中保持Si
‑
O
‑
R基团对交联反应的反应性。然后，反应性Si
‑
O
‑
R基团将通过温度的升高而触发反应，例如在喷射的油墨的干燥期间。温度升高将允许Si
‑
O
‑
R基团的醇解或水解，并通过已知的溶胶
‑
凝胶反应获得交联的网络。这种交联的网络确保油墨的喷射的着色剂对基材良好的粘附性以及优异的耐水性和耐溶剂性。
[0023]在优选的实施方案中，根据本专利技术的颗粒是具有核
‑
壳结构的微胶囊，壳优选是聚合物。含Si
‑
O部分可以存在于核和壳两者中。
[0024]聚合物优选是疏水性的，并且更优选是交联的。最优选地，聚合物是聚脲、聚氨酯、聚脲
‑
氨基甲酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、三聚氰胺基聚合物及其混合物。
[0025]A.1. 含Si
‑
O部分含Si
‑
O部分可以源自任何原硅酸盐(酯)或硅酸盐(酯)。原硅酸盐(酯)或硅酸盐(酯)是具有四个连接到硅原子的烷氧基的分子，SiO
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‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.水性颗粒分散体，所述颗粒包含聚合物和具有含Si
‑
O部分的化合物，所述含Si
‑
O部分根据结构式I，所述化合物与所述聚合物形成固体混合物，其中R1、R2、R3独立地表示H、取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基L是二价连接基团、
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OR4或R4R4是H、取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基。2.根据权利要求1所述的水性颗粒分散体，其中所述颗粒是胶囊，所述胶囊由核和壳组成，所述壳包含所述聚合物。3.根据前述权利要求中任一项所述的水性颗粒分散体，其中所述聚合物选自聚脲、聚氨酯、聚脲
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氨基甲酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、三聚氰胺基聚合物及其混合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的水性颗粒分散体，其中所述化合物包含根据结构式II的含Si
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O部分单元其中R1、R2、R3独立地表示H、取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基；L是二价连接基团；X是NH、NR或O；Y是NH、NR、O或羰基部分；R是取代或未取代的烷基、芳基、芳烷基或杂烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：爱克发有限公司，
类型：发明
国别省市：