本发明专利技术公开了一种聚脲-丙烯酸酯乳液制备方法及其应用，采用种子乳液聚合法，将聚脲与丙烯酸酯有机结合起来，制备了聚脲-丙烯酸酯乳液，其兼具了聚脲优异的柔韧性、耐磨性，以及聚丙烯酸酯耐水性好、机械强度高等优点，克服了两者各自的缺点，使制备的水性凹版油墨性能大幅提高。本发明专利技术制备的水性凹版油墨无毒无味、对PP基材的附着力强、柔韧性好、具有优异的耐热性和耐水性，可用于家俱生产、室内装修等，如装饰板、木纹纸和塑胶表面的印刷。
【技术实现步骤摘要】
一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨
本专利技术属于化工
，具体涉及一种聚脲-丙烯酸酯乳液及其制备的水性凹版油墨。
技术介绍
目前，木纹家俱、地板等的表面木纹图案有两种制备方式:一种是在制作完成的家具表面贴实木皮，但是这会导致森林大量砍伐，影响大自然；另一种是粘贴仿真实木PVC装饰膜，其以高分子聚合物PVC为原料，添加各种助剂，经压延、复合，印刷木纹图案，制成仿真实木装饰膜。这种装饰膜木纹逼真，装饰效果好，可减少对树木的砍伐。随着社会经济发展、人类文明进步，人们对环保的要求越来越高。我国所生产的木纹纸、墙纸和波音纸软片用油墨一般都是使用油溶性的溶剂型油墨，导致这些装饰材料受到某些出口国的限制，也达不到国内绿色环保、可持续发展的要求。聚氯乙烯(PVC)工程塑料虽然拥有很多优点，但是PVC基材不降解，废弃物的处理难以达到环保要求，而且其燃烧过程中会产生氯化氢和其他有毒气体。另外，PVC装饰膜的表面耐磨性、耐高温性较差。因此，人们已开始尝试使用其他工程塑料如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等代替PVC。但是PP装饰板由于PP的非极性、润湿能力差、结晶度高、存在弱边界层等原因，使其难于与其它物质粘接，限制了其使用范围。另外，木纹纸一般要通过热压花纹和涂背胶后吸塑粘贴于家俱表面，要求其具有较好的耐热性和绕曲性，因此，要求油墨能耐高温且柔韧性好。目前，现有技术的制备油墨或涂料的乳液用于PP装饰板或木纹纸上难以达到很好的效果，因此制备一种适用于PP基材上的油墨具有实际意义。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种聚脲-丙烯酸酯乳液。本专利技术的另一目的在于提供一种由所述聚脲-丙烯酸酯乳液制备得到的水性凹版油墨。所述水性油墨无毒无味、附着力强、柔韧性好、具有优异的耐热性和耐水性，可用于家俱生产、室内装修用PP装饰板、木纹纸和塑胶表面的印刷。本专利技术的上述目的通过如下技术方案予以实现: 一种聚脲-丙烯酸酯乳液，所述聚脲-丙烯酸酯乳液为包括如下原料: 聚脲预聚体100份； 丙烯酸酯单体95~300份； 乙烯基硅烷偶联剂0.5飞份； 所述聚脲预聚体以二异氰酸酯、端氨基聚醚、亲水单体和含双键的封端单体为原料反应得到；将二异氰酸酯与端氨基聚醚反应至残余-NCO达到理论值，加入亲水单体，反应后再加入含双键的封端单体制得所述聚脲预聚体；二异氰酸酯的-NCO摩尔数:端氨基聚醚的-NH2和亲水单体的-OH摩尔数之和为1.1~1.5:1 ;所述亲水单体的质量占聚脲预聚体总质量的3~7% ;所述含双键的封端单体与残余-NCO的摩尔比为1~1.1:1 ； 所述亲水单体为羧酸型亲水单体和/或磺酸型亲水单体； 所述聚脲-丙烯酸酯乳液的制备方法包括具体步骤如下: 51.制备聚脲预聚体； 52.取丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合物总量的6~15%加入聚脲预聚体中混合均匀，按羧酸型亲水单体的摩尔量添加中和剂，搅拌3-10min后，加入120-220份去离子水高速乳化2(T30min，转速为80(Tl200r/min，得到聚脲预乳液； 53.将剩余的丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合单体与乳化剂、50-150份去离子水搅拌乳化得到丙烯酸酯预乳液； 54.在反应釜中加入100-200份去离子水，pH缓冲剂和步骤S2制得的聚脲预乳液作为种子乳液，升温至70~76°C，加入引发剂，反应25~40min ;升温至78~83°C，同时滴加步骤S3制得的丙烯酸酯预乳液和引发剂，2^4小时滴加完丙烯酸酯预乳液，引发剂在丙烯酸酯预乳液滴加完毕后0.5小时内滴完； 55.引发剂滴加完毕，升温到83~88°C熟化0.8^1.2小时；控制温度为60~65°C，抽真空f2h脱丙酮；然后降温到至45°C以下，调节pH为7，出料，即得到所述聚脲-丙烯酸酯乳液。所用的二异氰酸酯可以是本领域常用的二异氰酸酯。作为一种优选方案，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。作为一种优选方案，所述端氨基聚醚为聚醚二元胺、聚醚三元胺中的一种或几种的混合物，所述端氨基聚醚的分子量为230-5000。聚脲体系中的脲键相比聚氨酯体系中的氨酯键，可形成更高密度的氢键，因此聚脲具有更好的热性能，以及极强的耐磨性和耐化学性，脲键的存在还提高了树脂对基材的附着力。但是单纯采用聚脲乳液做油墨连接料，不仅成本昂贵，而且耐水性差，浸水易发胀脱落，影响家俱使用外观及寿命。而聚丙烯酸乳液耐水性好，但是其弹性和柔韧性不足，导致其制备的木纹纸在压纹或吸塑过程中出现爆裂。以聚脲与丙烯酸酯形成的乳液，可以兼有聚脲及丙烯酸酯的优点，其制备的油墨可满足PP装饰板及木纹纸的印刷和使用。作为一种优选方案，所述聚脲预聚体合成过程中以丙酮为溶剂。由于胺较醇具有更高的亲核性，导致端氨基聚醚与二异氰酸酯反应生成脲键的速度非常快，而丙酮与胺存在可逆缩合反应，丙酮作为溶剂的同时，还可以起到反应延迟剂的作用。作为一种优选方案，所述羧酸型亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二氨基苯甲酸中的一种或几种混合物；所述磺酸型亲水单体为乙二胺基乙磺酸钠、1，2-二羟基-3-丙磺酸钠、1，4- 丁二醇-2-磺酸钠中的一种或几种混合物。当选用的亲水单体含有羧酸型亲水单体时，在聚脲预乳液的合成过程中，需要添加中和剂。若亲水单体选用磺酸型亲水单体时，在聚脲预乳液的合成过程可以不添加中和剂。作为一种优选方案，所述含双键的封端单体为(甲基)丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯中的一种或两种的混合物。作为一种优选方案，所述丙烯酸酯单体为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸中的一种或几种的混合物。作为一种优选方案，所述乙烯基硅烷偶联剂为乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基二异丙氧基硅烷、乙烯基二叔丁氧基硅烷、乙烯基二乙酸氧基硅烷中的一种或几种的混合物。乳化剂可以是本领域常用的乳化剂。作为一种优选方案，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂，所述阴离子型乳化剂为烯丙氧基羟丙基磺酸钠、乙氧基化烷基酚硫酸铵、烷基聚氧乙烯酰磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、1-丙烯氧基-2-羟基丙烷磺酸钠中的一种或几种的混合物；所述非离子型乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、壬基酚聚氧乙烯醚NP-40、烷基酚聚氧乙烯醚0P-10、烷基酚聚氧乙烯醚0P-40、非离子型氟碳表面活性剂中的一种或几种的混合物。在聚脲-丙烯酸酯乳液的合成过程中，调节pH值时可以采用本领域常用的中和剂来实现。作为一种优选方案，所述中和剂为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种混合物。 在聚脲-丙烯酸酯乳液的合成过程中，所用的pH缓冲剂及引发剂可以是本领域常用的PH缓冲剂及引发剂。作为一种优选方案，所述pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸钠中的一种或几种混合物；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或几种混合物。一种水性凹版油墨，包括如下重量百分比的原料:权利要求1所述聚脲-丙烯酸酯乳液35~60%，颜料8~15%，水5~40%，乙醇I~20%，润湿分散剂0~5%，增稠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚脲?丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚脲?丙烯酸酯乳液为包括如下原料：聚脲预聚体100份；丙烯酸酯单体95~300份；乙烯基硅烷偶联剂?0.5~6份；所述聚脲预聚体以二异氰酸酯、端氨基聚醚、亲水单体和含双键的封端单体为原料反应合成得到；将二异氰酸酯与端氨基聚醚反应至残余?NCO达到理论值，加入亲水单体，反应后再加入含双键的封端单体制得所述聚脲预聚体；二异氰酸酯的?NCO摩尔数：端氨基聚醚的?NH2和亲水单体的?OH摩尔数之和为1.1~1.5：1；所述亲水单体的质量占聚脲预聚体总质量的3~7%；所述含双键的封端单体与残余?NCO的摩尔比为1~1.1：1；所述亲水单体为羧酸型亲水单体和/或磺酸型亲水单体；所述聚脲?丙烯酸酯乳液的制备方法包括具体步骤如下：S1.?制备聚脲预聚体；S2.?取丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合物总量的6~15%加入聚脲预聚体中混合均匀，按羧酸型亲水单体的摩尔量添加中和剂，搅拌3?10min后，加入120~220份去离子水高速乳化20~30min，转速为800~1200r/min，得到聚脲预乳液；S3.?将剩余的丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合单体与乳化剂、50~150份去离子水搅拌乳化得到丙烯酸酯预乳液；S4.?在反应釜中加入100~200份去离子水，pH缓冲剂和步骤S2制得的聚脲预乳液作为种子乳液，升温至70~76℃，加入引发剂，反应25~40min；升温至78~83℃，同时滴加步骤S3制得的丙烯酸酯预乳液和引发剂，2~4小时滴加完丙烯酸酯预乳液，引发剂在丙烯酸酯预乳液滴加完毕后0.5小时内滴完；S5.?引发剂滴加完毕，升温到83~88℃熟化0.8~1.2小时；控制温度为60~65℃，抽真空1~2h脱丙酮；然后降温到至45℃以下，调节pH为7，出料，即得到所述聚脲?丙烯酸酯乳液。...
【技术特征摘要】
1.一种聚脲-丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述聚脲-丙烯酸酯乳液为包括如下原料: 聚脲预聚体100份； 丙烯酸酯单体95~300份； 乙烯基硅烷偶联剂0.5飞份； 所述聚脲预聚体以二异氰酸酯、端氨基聚醚、亲水单体和含双键的封端单体为原料反应合成得到；将二异氰酸酯与端氨基聚醚反应至残余-NCO达到理论值，加入亲水单体，反应后再加入含双键的封端单体制得所述聚脲预聚体； 二异氰酸酯的-NCO摩尔数:端氨基聚醚的-NH2和亲水单体的-OH摩尔数之和为1.1-1.5:1 ;所述亲水单体的质量占聚脲预聚体总质量的3~7% ;所述含双键的封端单体与残余-NCO的摩尔比为f 1.1:1 ； 所述亲水单体为羧酸型亲水单体和/或磺酸型亲水单体； 所述聚脲-丙烯酸酯乳液的制备方法包括具体步骤如下: 51.制备聚脲预聚体； 52.取丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合物总量的6~15%加入聚脲预聚体中混合均匀，按羧酸型亲水单体的摩尔量添加中和剂，搅拌3-10min后，加入120-220份去离子水高速乳化2(T30min，转速为80(Tl200r/min，得到聚脲预乳液； 53.将剩余的丙烯酸酯单体和乙烯基硅烷偶联剂混合单体与乳化剂、50-150份去离子水搅拌乳化得到丙烯酸酯预乳液； 54.在反应釜中加入100-200份去离子水，pH缓冲剂和步骤S2制得的聚脲预乳液作为种子乳液，升温至7(T76°C，加入引发剂，反应25~40min ;升温至78、3°C，同时滴加步骤S3制得的丙烯酸酯预乳液和引发剂，2^4小时滴加完丙烯酸酯预乳液，引发剂在丙烯酸酯预乳液滴加完毕后0.5小时内滴完； 55.引发剂滴加完毕，升温到83~88°C熟化0.8^1.2小时；控制温度为6(T65°C，抽真空f2h脱丙酮；然后降温到至45°C以下，调节pH为7，出料，即得到所述聚脲-丙烯酸酯乳液。2.根据权利要求1所述聚脲-丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述二异氰酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹智明，许汉光，王小妹，伍雪芬，杨翰，
申请(专利权)人：汕头市东和机械有限公司，中山大学，
类型：发明
国别省市：
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