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過氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯劑處理后與甲基丙烯酸六氟丁酯接枝反應，制備得到疏水性高分散活性納米羥基磷灰石復合料，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水性聚氨酯進行改性處理，改性后的聚氨酯耐水性更佳，力學性能也得到有效改善，這種油墨承印效果佳，環保安全，涂層柔韌阻燃，擴寬了傳統聚氨酯水性油墨的應用范圍。
【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
技術領域
[0001] 本發明涉及水性油墨技術領域，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】
[0002] 水性油墨是由水溶性樹脂、有機顏料、溶劑以及相關助劑構成，其具有優良的環保 性，可以緩解當前包裝與印刷行業存在污染問題，成為目前及今后油墨行業的重點發展方 向。
[0003] 水性聚氨酯油墨具有色彩表現力好、附著力佳、耐油等優點，對各種承印物材料具 有廣泛的適用性。由于水性聚氨酯中存在親水基團，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，直接影響印刷產品的使用體驗，因此有必要對水性聚氨酯 的性能做進一步改進，以完善其性能。《納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，然而其拉伸強度及斷裂伸 長率隨之降低，綜合力學性能欠佳，由此可見，在提高水性聚氨酯疏水性的同時獲得具備優 良力學性能的乳液才是具有實際應用價值的研究重點，也是本發明的目的所在。
【發明內容】
[0004] 本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，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] 本發明是通過以下技術方案實現的： 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、鈦酸酯偶聯劑，并以600-800轉/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，滴加結束后靜置反應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/分鐘的速度攪拌混合4-5h，所得復 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滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結束后高速攪拌混合1-2h，隨后將反應體系加熱至55-60 °C，加入1/ 3重量份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應1.5-2h后升溫至75-80 °C，再滴加剩余量的復合 乳化液及過硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應l_2h，反應結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，一并投入砂磨機內充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調節體系pH值為7-8,并使用去離子水調節體系粘度，出料即得。
[0007] 本發明將納米羥基磷灰石經過氟碳表面活性劑、鈦酸酯偶聯劑處理后與甲基丙烯 酸六氟丁酯接枝反應，制備得到疏水性高分散活性納米羥基磷灰石復合料，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水性聚氨酯進行改性處理，改性后的聚氨酯 耐水性更佳，力學性能也得到有效改善，這種油墨承印效果佳，環保安全，涂層柔韌阻燃，擴 寬了傳統聚氨酯水性油墨的應用范圍。
【具體實施方式】
[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 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、鈦酸酯偶聯劑，并以600轉/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，滴加結束后靜置反應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/分鐘的速度攪拌混合4h，所得復合乳化液備用； (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滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結束后高速攪拌混合lh，隨后將反應體系加熱至55 °C，加入1/3重量 份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應1.5h后升溫至75°C，再滴加剩余量的復合乳化液及過 硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應lh，反應結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，一并投入砂磨機內充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調節體系pH值為7,并使用去離子水調節體系粘度，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，根據相應的國家檢測標準，該 油墨及其涂層的性能測試結果為：
【主權項】
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、鈦酸酯偶聯劑，并以600-800轉/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，滴加結束后靜置反應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/分鐘的速度攪拌混合4-5h，所得復 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滴加1/4重量份的步驟（1)制備的復合乳化液和甲基丙烯酸縮水甘油 酯，邊滴加邊攪拌，滴加結束后高速攪拌混合l_2h，隨后將反應體系加熱至55-60 °C，加入1/ 3重量份的過硫酸銨水溶液，攪拌混合反應1.5-2h后升溫至75-80 °C，再滴加剩余量的復合 乳化液及過硫酸銨水溶液，滴加完畢后反應l_2h，反應結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，一并投入砂磨機內充分研磨，使所得 漿料的粒徑為<5μπι，調節體系pH值為7-8,并使用去離子水調節體系粘度，出料即得。
【文檔編號】C09D11/107GK105885529SQ201610297721
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】徐明克, 裴大偉
【申請人】安徽雅美油墨有限公司