本发明专利技术提供了水性聚氨酯及其制备方法，所述水性聚氨酯为木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。本发明专利技术还提供了含该水性聚氨酯的水性油墨组合物及其制备方法。本发明专利技术的水性聚氨酯较现有的各种聚氨酯相比，可在保证较高耐热性的同时，具有较好的拉伸强度、断裂伸长率。本发明专利技术大大提高了产品的良率，解决现有技术中IML成型时较多产品出现油墨层拉裂的问题。
【技术实现步骤摘要】
,及含该水性聚氨酯的水性油墨组合物及其制备方法
本专利技术涉及，及含该水性聚氨酯的水性油墨组合物及其制备方法。
技术介绍
模内装饰技术(IML)，是先将聚碳酸酯(PC)或其它材料制成片材，在上面印刷油墨获得需要的图案，再以冲压切割的方式将所需部分切下，然后将切好的片材放入模腔内注射成型。注塑树脂在片材的背面与印刷油墨层结合，油墨图案置于片材与注塑成型的树脂之间，使树脂与片材接合成一体固化成型。正由于油墨图案夹在片材与注塑料之间，所以具有良好的耐磨、耐划、耐化学腐蚀性能，并且对于不规则的工件也可采用平面印刷的方式，缩短了制作周期。水性油墨是由水性树脂、助剂、颜料、水等原材料组成。水性油墨由于用水作为溶剂，在印刷过程中无有机溶剂(VOC)挥发，没有气味。对环境、对印刷操作人员的身体均无任何的污染及损害。近来，为了使产品具有金属效果同时又能保证良好的耐磨、耐划、耐化学性等性能，产生了模内装饰技术与物理气相沉积(PVD)相结合的新技术。但是，PVD镀层在聚碳酸脂、聚对苯二甲酸乙二醇脂等薄膜上进行IML成型时易出现脱落、变形，所以需要在镀层后涂装盖底油墨进行保护PVD镀层。在使用溶剂型油墨进行保护PVD镀层时，易出现溶剂腐蚀PVD镀层的问题，影响PVD镀层的金属效果。现有的水性油墨涂装PVD镀层虽然可以解决腐蚀镀层的问题，但是由于其拉伸强度和断裂伸长率较低、耐热性较差，在成型时易产生拉裂的问题，进而有拉裂金属镀层的可能。CN1676556公开了一种丝网印刷水性油墨及其制造方法，该水性油墨是由高性能水性聚氨酯、颜料、助剂组成；以70-87wt%水性聚氨酯、12-18wt%颜料、0-0. 8wt%的分散剂、0-0. 5wt%消泡剂、0. I-Iwt %的增稠剂、0-6wt%调解剂比例经充分混合制备水性油墨； 该专利技术的水性油墨附着力强、粘接力度高，颜色鲜明，但是将其运用于模内装饰技术时，水性油墨在进行IML成型时出现拉裂的问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中IML成型时水性油墨层容易拉裂的问题。本专利技术提供一种拉伸强度、断裂伸长率、耐热性均较好的水性聚氨酯，所述水性聚氨酯为木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。本专利技术还提供了上述水性聚氨酯的制备方法，包括以下步骤1)将聚碳酸酯二元醇和催化剂真空脱水，加入二异氰酸酯反应，加入溶剂稀释反应体系粘度；2)向反应体系内加入亲水性扩链剂和木质素进行扩链反应；3)向扩链反应后的体系内加入中和剂进行中和反应；4)减压蒸馏出溶剂，得到木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。本专利技术还提供了一种水性油墨组合物，包括水性聚氨酯、含或不含颜料、水，其中所述的水性聚氨酯为上述的木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。本专利技术还提供了一种上述的水性油墨组合物的制备方法，将木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯、加或不加颜料、水混合均勻，即得到水性油墨组合物。本专利技术的专利技术人经过大量实验发现，木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯较现有的各种聚氨酯相比，可在保证较高耐热性的同时，具有较好的拉伸强度、断裂伸长率。本专利技术的专利技术人分析，聚碳酸脂型水性聚氨酯，由于分子链中含有脂肪族亚烷基和碳酸脂基重复单元， 具有良好的拉伸强度和断裂伸长率。通过木质素改性的水性聚氨酯树脂，更能有效提高漆膜的拉伸强度、断裂伸长率，从而提高油墨的韧性，避免油墨在进行IML工艺热压成型时产生拉裂的问题。采用该木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯制备的水性油墨在应用在IML成型时，因油墨层的拉伸强度、断裂伸长率、耐热性较现有技术有所提高，从本专利技术的实施例和对比例的比较中可以看出，本专利技术大大提高了产品的良率，解决现有技术中IML成型时较多产品出现油墨层拉裂的问题。同时，本专利技术所制备得到的水性油墨与基材具有良好的附着力，能广泛应用在聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯等塑胶片材和各种纸张包装印刷底材上。本专利技术的水性油墨运用于IML工艺保护油墨时，在热压成型时不拉裂，并且在高温注塑时不冲墨(即高温注塑时因温度过高导致的油墨层图案不变形)。此外，本专利技术水性油墨组合物具备所有水性油墨均具有的不易燃烧、无毒、环保、易清洗的优点，可印刷在各种烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品上。具体实施例方式本专利技术提供了一种水性聚氨酯，所述水性聚氨酯为木质素改性的聚碳酸酯聚氨优选地，以木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯为基准，木质素占5-10wt%。本专利技术还提供了一种上述的水性聚氨酯的制备方法，所述制备方法为本领域的技术人员常见的合成聚氨酯的方法，包括以下步骤1)将聚碳酸酯二元醇和催化剂真空脱水，加入二异氰酸酯反应，加入溶剂稀释反应体系粘度；2)向反应体系内加入亲水性扩链剂和木质素进行扩链反应；3)向扩链反应后的体系内加入中和剂进行中和反应；4)减压蒸馏出溶剂，得到木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。上述合成方法为本领域技术人员常见的丙酮法合成预聚体-丙酮降黏-扩链-季铵化-木质素改性-脱除丙酮。优选地，以得到的产品木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯为基准，聚碳酸酯二元醇为 30-70wt%，二异氰酸酯为20-30wt%，催化剂为0. l_lwt%，木质素为l_30wt%，亲水性扩链剂为3-10wt%，中和剂为2-10wt%o聚碳酸酯二醇，相对分子质量为500-8000，优选情况下选择1000-5000，用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的30-70wt%，优选为40-60wt% ；所述二异氰酸酯为TDI (甲苯二异氰酸酯)、MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)、 IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯)、HDI (六亚甲基二异氰酸酯)中的一种，用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的20-40Wt%，优选为25-35wt%。所述木质素为磺酸盐木质素(如木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸铵、木质素磺酸镁)、硝化木质素或高沸醇木质素中的一种，所述木质素为用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的5-10wt%。所述亲水性扩链剂为二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、胼(NH2NH2)、乙二胺中一种或多种，所述亲水性扩链剂用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的5-20%，优选为8-15%。所述中和剂为二甲基乙醇胺、一乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺中醋酸中的一种，所述中和剂用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的2-10wt%，优选为3-8wt%。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、2-乙基己基酸亚锡和甲基磺酸铋、辛酸铋、柠檬酸铋、氧化铋中的一种或几种，优选情况下选择甲基磺酸铋、辛酸铋、柠檬酸铋、氧化铋中的一种或几种，所述催化剂用量为木质素改性水性聚氨酯合成的总质量的0. I-Iwt %，优选为0. 2-0. 8wt%，所述催化剂可通过商购得到，如TEGO KAT 720。下面给出本专利技术的合成木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯的优选条件在装有回流冷凝管、搅拌釜的干燥反应釜中加入按照比例称取的聚碳酸酯二元醇和催化剂(二月桂酸二丁基锡的10%溶液)于110°C真空脱水池，再加入步骤1)称取的二异氰酸酯，在60°c反应2h，然后加入丙酮降粘，再加按照上述比例称取的亲水性扩链剂和木质素搅拌，再反应4h，降温到40°C，然后加适量的丙酮使混合物易于搅拌，然后在搅拌状态下，加按照比例称取的中和剂进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种水性聚氨酯，所述水性聚氨酯为木质素改性的聚碳酸酯聚氨酯。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李英卓，崔静娜，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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