【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水性底涂，具体涉及一种印刷用水性底涂组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在薄膜材料印品的印刷过程中，目前多使用凹印溶剂型油墨，凹印印刷品精美，色彩表现突出，但凹印印版和油墨使用成本昂贵，并且凹印油墨含有大量的高挥发性有机溶剂，有毒易燃，不符合环保的要求。社会正步入高速发展的阶段，低碳环保已成为社会发展的趋势。少量印刷厂已开始使用uv柔版印刷，配合环保性好的uv油墨，但uv油墨在薄膜材料上的使用存在一定的局限性，由于uv油墨本身没有直接添加溶剂，且一般通用的塑料薄膜(如：pet、pp、pe)表面被液体润湿的能力很弱，在薄膜上直接印刷时无法和薄膜牢固的着附。
2、为了解决uv油墨附着力的问题，通常的做法是在薄膜上设置一层底涂，优选绿色环保的水性底涂，来增大塑料的表面张力，改善其表面印刷性能，进而实现薄膜uv印刷。然而，水性底涂在薄膜材料的应用中也存在较大的技术难点，主要表现在：第一、成膜速度较慢，影响生产周期；第二、成膜温度较高，能耗高，且可能对薄膜基材产生影响；第三、无法兼顾耐候性和柔韧性，耐候性与柔韧性存在顾此失彼的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种改进的印刷用水性底涂组合物，其能够兼具成膜温度低、成膜速度快，且形成的膜的柔韧性和耐候性强，适于在薄膜材料上使用，且在uv固化过程中基本不发生黄变，而且具备大于等于45mn/m的达因值。
2、本专利技术同时还提供了一种上述水性底涂组合物的制备方
3、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种印刷用水性底涂组合物，该水性底涂组合物包含改性丙烯酸树脂、乙醇和水；所述改性丙烯酸树脂通过如下组分反应制备：(ⅰ)选自式(ⅰ)所示的羟基丙烯酸酯类化合物中的至少一种：
4、式(ⅰ)中，t1选自1-6，r1为c2-6烷基；
5、(ⅱ)二羟基苯乙烯；
6、(ⅲ)选自式(ⅱ)所示的二元醇中的至少一种：式(ⅱ)中，r2为c2-10直链烷基，所述的式(ⅱ)所示的二元醇的分子量为200-2000；
7、(ⅳ)多元酸；
8、(ⅴ)二异氰酸酯；
9、组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)的投料摩尔比为1∶0.2-0.5∶2.0-5.0；
10、在制备过程中，使组分(ⅰ)、组分(ⅲ)与组分(ⅴ)发生反应，加入引发剂，反应，反应结束后分离出引发剂，再添加组分(ⅱ)和组分(ⅳ)，反应。
11、根据本专利技术的一些优选方面，式(ⅰ)中，t1为1、2或3，r1为乙基、丙基或丁基。
12、根据本专利技术的一个具体方面，式(ⅰ)所示的羟基丙烯酸酯类化合物为2,2-二(羟基甲基)丙烯酸丁酯。
13、根据本专利技术的一些优选方面，r2为正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
14、根据本专利技术的一些优选方面，所述二羟基苯乙烯为3,4-二羟基苯乙烯。
15、在本专利技术的一些实施方式中，所述多元酸为二元酸和/或酸酐。所述二元酸为邻苯二甲酸、间苯二甲酸等，所述酸酐为邻苯二甲酸酐等。
16、根据本专利技术的一个具体方面，所述二元酸由投料摩尔比为1∶0.2-0.4的邻苯二甲酸和间苯二甲酸构成。
17、在本专利技术的一些实施方式中，所述二异氰酸酯为选自甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、赖氨酸二异氰酸酯(ldi)中的一种或多种的组合。
18、根据本专利技术的一些优选方面，所述组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)的总投料摩尔量、所述组分(ⅳ)、所述组分(ⅴ)的投料摩尔量之比为1∶0.5-0.8∶0.2-0.6。
19、根据本专利技术的一些优选方面，制备所述改性丙烯酸树脂的实施方式包括：
20、(1)使组分(ⅰ)、组分(ⅲ)与组分(ⅴ)在80-90摄氏度下发生反应，生成第一中间体；
21、(2)升温至100-140摄氏度，加入引发剂，在保护气氛下反应，生成第二中间体；
22、(3)分离出引发剂之后，向第二中间体中加入组分(ⅱ)、组分(ⅳ)，在180-220摄氏度下发生缩聚反应，生成所述改性丙烯酸树脂。
23、在本专利技术的一些实施方式中，步骤(2)中，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
24、在本专利技术的一些实施方式中，所述组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)在添加之前均进行了脱水处理。
25、根据本专利技术的一些优选方面，以所述乙醇和所述水的总量100％计，所述乙醇占1％-5％，所述水占95％-99％。
26、本专利技术中，在水性底涂组合物中添加少量的乙醇，主要有以下几个作用：(1)水性底涂中具有用来稀释树脂颗粒的水，而乙醇是一种挥发性液体，它可以促进水份在膜层中的挥发，从而达到加速干燥的效果；(2)水性底涂中加入乙醇后，其挥发性能可以促进树脂颗粒的紧密排列，形成一个有光泽的膜层，从而提高膜层的光泽度；(3)加入适量的乙醇，可以在不破坏基层特性的情况下，降低内部颗粒之间的黏着力，从而达到降低水性底涂粘度的效果。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述水性底涂组合物的固含量为10％-40％。
28、本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的印刷用水性底涂组合物的制备方法，该制备方法包括：将改性丙烯酸树脂、乙醇和水混匀，控制固含量为10％-40％。
29、本专利技术提供的又一技术方案：一种上述所述的印刷用水性底涂组合物作为uv油墨的底涂剂在薄膜材料的表面印刷过程中的应用。
30、由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
31、本专利技术基于现有技术中水性底涂存在的成膜速度较慢，成膜温度较高，无法兼顾耐候性和柔韧性等问题，创新地提供了一种改进的改性丙烯酸树脂并将其应用于水性底涂组合物中，本专利技术的改性丙烯酸树脂中，引入式(ⅰ)所示的羟基丙烯酸酯类化合物，一方面，通过其羟基可以与二异氰酸酯制备聚氨酯结构，另一方面，通过其端基丙烯酸酯基团，可以引发聚合生成丙烯酸树脂，使得整体结构中既包含氨基甲酸酯基和丙烯酸酯基，也即可以兼具聚氨酯和丙烯酸树脂的耐磨、耐热、耐低温、粘附力、柔韧性、高剥离强度等性能；
32、同时，进一步结合式(ⅱ)所示的二元醇，在体系中引入较长的直链柔性链段，增加成膜后的柔韧性；
33、还在体系中通过添加二羟基苯乙烯和多元酸，可以使得体系形成特定的醇酸树脂结构，提高成膜后的材料的力学性能，而且苯环的引入还有利于提高耐候性；
34、尤其是，本专利技术改性丙烯酸树脂中还保留有苯乙烯苯环上的双键结构，其能够参与后期在水性底涂的膜层上设置的uv油墨的光固化过程，尤其是苯环上的双键结构是均匀分散在整个树脂结构中，意味着，当其参与uv油墨的光固化过程时，相当于在水性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种印刷用水性底涂组合物，其特征在于，该水性底涂组合物包含改性丙烯酸树脂、乙醇和水；所述改性丙烯酸树脂通过如下组分反应制备：(ⅰ)选自式(Ⅰ)所示的羟基丙烯酸酯类化合物中的至少一种：式(Ⅰ)中，t1选自1-6，R1为C2-6烷基；
2.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，式(Ⅰ)中，t1为1、2或3，R1为乙基、丙基或丁基。
3.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，R2为正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
4.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，所述二羟基苯乙烯为3,4-二羟基苯乙烯；和/或，所述多元酸为二元酸和/或酸酐；和/或，所述二异氰酸酯为选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，所述组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)的总投料摩尔量、所述组分(ⅳ)、所述组分(ⅴ)的投料摩尔量之比为1∶0.5-0.8∶0.2-0.
6.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，制备所述改性丙烯酸树脂的实施方式包括：
7.根据权利要求6所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，步骤(2)中，所述引发剂为偶氮二异丁腈；和/或，所述组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)在添加之前均进行了脱水处理。
8.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，以所述乙醇和所述水的总量100％计，所述乙醇占1％-5％，所述水占95％-99％；和/或，所述水性底涂组合物的固含量为10％-40％。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的印刷用水性底涂组合物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将改性丙烯酸树脂、乙醇和水混匀，控制固含量为10％-40％。
10.一种权利要求1-8中任一项所述的印刷用水性底涂组合物作为UV油墨的底涂剂在薄膜材料的表面印刷过程中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种印刷用水性底涂组合物，其特征在于，该水性底涂组合物包含改性丙烯酸树脂、乙醇和水；所述改性丙烯酸树脂通过如下组分反应制备：(ⅰ)选自式(ⅰ)所示的羟基丙烯酸酯类化合物中的至少一种：式(ⅰ)中，t1选自1-6，r1为c2-6烷基；
2.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，式(ⅰ)中，t1为1、2或3，r1为乙基、丙基或丁基。
3.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，r2为正丙基、正丁基、正戊基或正己基。
4.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，所述二羟基苯乙烯为3,4-二羟基苯乙烯；和/或，所述多元酸为二元酸和/或酸酐；和/或，所述二异氰酸酯为选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的印刷用水性底涂组合物，其特征在于，所述组分(ⅰ)、组分(ⅱ)和组分(ⅲ)...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱文斌，高洋，
申请(专利权)人：苏州江天包装科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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