一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨，該印刷油墨將納米羥基磷灰石經(jīng)過氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑處理后與甲基丙烯酸六氟丁酯接枝反應(yīng)，制備得到疏水性高分散活性納米羥基磷灰石復(fù)合料，其再與甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯一起對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性處理，改性后的聚氨酯耐水性更佳，力學(xué)性能也得到有效改善，這種油墨承印效果佳，環(huán)保安全，涂層柔韌阻燃，擴(kuò)寬了傳統(tǒng)聚氨酯水性油墨的應(yīng)用范圍。
【專利說明】
一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及水性油墨技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨 酯油墨及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水性油墨是由水溶性樹脂、有機(jī)顏料、溶劑以及相關(guān)助劑構(gòu)成，其具有優(yōu)良的環(huán)保 性，可以緩解當(dāng)前包裝與印刷行業(yè)存在污染問題，成為目前及今后油墨行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方 向。
[0003] 水性聚氨酯油墨具有色彩表現(xiàn)力好、附著力佳、耐油等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各種承印物材料具 有廣泛的適用性。由于水性聚氨酯中存在親水基團(tuán)，其所形成的涂層耐水性、耐熱性以及粘 彈性欠佳，尤其是耐水性的差異，直接影響印刷產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，因此有必要對(duì)水性聚氨酯 的性能做進(jìn)一步改進(jìn)，以完善其性能?！都{米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制備與表 征》一文利用硅烷偶聯(lián)劑在聚氧化丙烯二醇溶液中水解分散制得納米二氧化硅聚氧化丙烯 二醇分散體，參與水性聚氨酯合成過程，得到了納米二氧化硅改性的水性聚氨酯乳液，這種 方法得到的聚氨酯涂層其疏水性及表面硬度得到了一定的改善，然而其拉伸強(qiáng)度及斷裂伸 長率隨之降低，綜合力學(xué)性能欠佳，由此可見，在提高水性聚氨酯疏水性的同時(shí)獲得具備優(yōu) 良力學(xué)性能的乳液才是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究重點(diǎn)，也是本發(fā)明的目的所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種含納米羥基磷灰石的改性水 性聚氨酯油墨及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨，該印刷油墨由以下重量份的原料制 成：固含量為30-40%的水性聚氨酯乳液40-50、甲基丙烯酸六氟丁酯8-10、水性顏料10-20、 鈦酸酯偶聯(lián)劑0.1-0.2、甲基丙烯酸縮水甘油酯1-2、消泡劑0.01-0.02、N，N-二甲基甲酰胺 10-15、納米羥基磷灰石4-6、氟碳表面活性劑0.1-0.2、去離子水20-25、濃度為10-15%的過 硫酸銨水溶液〇. 2-0.5、十二烷基磺酸鈉0.5-1、偶氮二異丁腈0.1-0.2。
[0006] 所述的一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨的制備方法，該制備方法分 為以下幾個(gè)步驟： (1) 先將納米羥基磷灰石投入N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌分散均勻后加入氟碳表面活 性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑，并以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合2-3h，隨后加入甲基丙烯酸六氟 丁酯，混合均勻后滴加偶氮二異丁腈，滴加結(jié)束后靜置反應(yīng)40_50min，最后再加入1/2重量 份的十二烷基磺酸鈉/去離子水混合溶液，以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合4-5h，所得復(fù) 合乳化液備用； (2) 將水性聚氨酯乳液投入四口燒瓶中，加入余量的十二烷基磺酸鈉/去離子水溶液， 攪拌混合均勻后同時(shí)滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復(fù)合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結(jié)束后高速攪拌混合1-2h，隨后將反應(yīng)體系加熱至55-60 °C，加入1/ 3重量份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應(yīng)1.5-2h后升溫至75-80 °C，再滴加剩余量的復(fù)合 乳化液及過硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應(yīng)l_2h，反應(yīng)結(jié)束后溶液冷卻至室溫，過濾出料； (3)將步驟(2)制備的物料與其它剩余物料混合，一并投入砂磨機(jī)內(nèi)充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調(diào)節(jié)體系pH值為7-8,并使用去離子水調(diào)節(jié)體系粘度，出料即得。
[0007] 本發(fā)明將納米羥基磷灰石經(jīng)過氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑處理后與甲基丙烯 酸六氟丁酯接枝反應(yīng)，制備得到疏水性高分散活性納米羥基磷灰石復(fù)合料，其再與甲基丙 烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯一起對(duì)水性聚氨酯進(jìn)行改性處理，改性后的聚氨酯 耐水性更佳，力學(xué)性能也得到有效改善，這種油墨承印效果佳，環(huán)保安全，涂層柔韌阻燃，擴(kuò) 寬了傳統(tǒng)聚氨酯水性油墨的應(yīng)用范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0008] -種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨，該印刷油墨由以下重量份的原料 制成：固含量為30%的水性聚氨酯乳液40、甲基丙烯酸六氟丁酯8、水性顏料10、鈦酸酯偶聯(lián) 劑0.1、甲基丙烯酸縮水甘油酯1、消泡劑0.01、N，N-二甲基甲酰胺10、納米羥基磷灰石4、氟 碳表面活性劑0.1、去離子水20、濃度為10%的過硫酸銨水溶液0.2、十二烷基磺酸鈉0.5、偶 氮二異丁腈0.1。
[0009] 該油墨的制備方法分為以下幾個(gè)步驟： (1) 先將納米羥基磷灰石投入N，N_二甲基甲酰胺中，攪拌分散均勻后加入氟碳表面活 性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑，并以600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合2h，隨后加入甲基丙烯酸六氟丁酯， 混合均勻后滴加偶氮二異丁腈，滴加結(jié)束后靜置反應(yīng)40min，最后再加入1/2重量份的十二 烷基磺酸鈉/去離子水混合溶液，以600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合4h，所得復(fù)合乳化液備用； (2) 將水性聚氨酯乳液投入四口燒瓶中，加入余量的十二烷基磺酸鈉/去離子水溶液， 攪拌混合均勻后同時(shí)滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復(fù)合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結(jié)束后高速攪拌混合lh，隨后將反應(yīng)體系加熱至55 °C，加入1/3重量 份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應(yīng)1.5h后升溫至75°C，再滴加剩余量的復(fù)合乳化液及過 硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應(yīng)lh，反應(yīng)結(jié)束后溶液冷卻至室溫，過濾出料； (3) 將步驟(2)制備的物料與其它剩余物料混合，一并投入砂磨機(jī)內(nèi)充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調(diào)節(jié)體系pH值為7,并使用去離子水調(diào)節(jié)體系粘度，出料即得。
[0010] 將制得的油墨印刷在塑膠基材上，待其完全干燥后，根據(jù)相應(yīng)的國家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，該 油墨及其涂層的性能測(cè)試結(jié)果為：

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨，其特征在于，該印刷油墨由以下重 量份的原料制成：固含量為30-40%的水性聚氨酯乳液40-50、甲基丙烯酸六氟丁酯8-10、水 性顏料10-20、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.1-0.2、甲基丙烯酸縮水甘油酯1-2、消泡劑0.01-0.02、N，N-二甲基甲酰胺10-15、納米羥基磷灰石4-6、氟碳表面活性劑0.1-0.2、去離子水20-25、濃度 為10-15%的過硫酸銨水溶液0.2-0.5、十二烷基磺酸鈉0.5-1、偶氮二異丁腈0.1-0.2。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含納米羥基磷灰石的改性水性聚氨酯油墨的制備方法，其 特征在于，該制備方法分為以下幾個(gè)步驟： (1) 先將納米羥基磷灰石投入N，N-二甲基甲酰胺中，攪拌分散均勻后加入氟碳表面活 性劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑，并以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合2-3h，隨后加入甲基丙烯酸六氟 丁酯，混合均勻后滴加偶氮二異丁腈，滴加結(jié)束后靜置反應(yīng)40_50min，最后再加入1/2重量 份的十二烷基磺酸鈉/去離子水混合溶液，以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌混合4-5h，所得復(fù) 合乳化液備用； (2) 將水性聚氨酯乳液投入四口燒瓶中，加入余量的十二烷基磺酸鈉/去離子水溶液， 攪拌混合均勻后同時(shí)滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復(fù)合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結(jié)束后高速攪拌混合l_2h，隨后將反應(yīng)體系加熱至55-60 °C，加入1/ 3重量份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應(yīng)1.5-2h后升溫至75-80 °C，再滴加剩余量的復(fù)合 乳化液及過硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應(yīng)l_2h，反應(yīng)結(jié)束后溶液冷卻至室溫，過濾出料； (3) 將步驟(2)制備的物料與其它剩余物料混合，一并投入砂磨機(jī)內(nèi)充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調(diào)節(jié)體系pH值為7-8,并使用去離子水調(diào)節(jié)體系粘度，出料即得。
【文檔編號(hào)】C09D11/107GK105885529SQ201610297721
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】徐明克, 裴大偉
【申請(qǐng)人】安徽雅美油墨有限公司