[发明专利]水性聚氨酯连结料、水性聚氨酯复合连结料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水性油墨技术领域，涉及一种水性聚氨酯连结料、水性聚氨酯复合连结料及制备方法。

背景技术

随着印刷工业的迅速发展，人们对水性油墨的性能要求也越来越高，如低温性能、高光泽度、耐水性、耐热性、极端环境的印刷适性等。而作为油墨“心脏”的连结料在水性油墨中起着至关重要的作用，它是油墨制造中研磨色粉的基料、主要的流动相和油墨干燥后的成膜物质，直接决定着油墨的使用性能和印刷效果，如粘度、附着力、光泽度和干燥性。连结料的技术创新决定着油墨的技术革新，它直接影响着油墨的使用性能和印刷效果。在水性油墨完全取代溶剂型油墨的进程中，干燥性、稳定性等问题一直是阻碍水性油墨发展的最大的问题，因为以水作溶剂的水性油墨在干燥性方面比不上一些有机溶剂，不能适应印刷业的高速印刷需求，使得水性油墨不能全面的取代溶剂型油墨。

聚氨酯是由德国首先发展起来的。初时用作泡沫塑料与粘合剂。涂料工业在上世纪六十年代发展了聚氨酯醇酸树脂等以制造油漆。油墨工业在近20余年内，已有聚氨酯快干油墨等投入市场。由于聚氨酯具有极好的耐磨性、耐擦伤性、粘接性能、良好的低温性能、高光泽和保光性，脂肪族聚氨酯具有耐紫外光性能，并且其应用性能具有较广泛的可调性，可以满足各种不同的要求，且在油墨中的应用日趋广泛，成为最重要的树脂材料之一，特别是聚氨酯以其无毒、不燃、无污染等方面的优点，在网版印刷、塑料包装和复合薄膜的印刷方面都占有举足轻重的地位。

最新发展起来的水性聚氨酯连结料继承了溶剂型聚氨酯连结料的很多优异性能，如软硬可调、较强的耐磨性、优良的附着力、较好的耐油、耐酸碱性等物化性能；但是水性聚氨酯连结料存在固含量低、稳定性能差、自增稠性差、乳胶膜的光泽不足、耐水性不够理想等问题。因而需要大量研究实验以期对聚氨酯进行改性，千方百计地想在保留水性聚氨酯的上述优点的同时，又能最大限度的克服水性聚氨酯的各种缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的水性聚氨酯连结料由于固含量低、稳定性能差、自增稠性差，使得油墨乳胶膜的光泽不足、耐水性不够理想等缺陷，提供一种具有固含量高、黏度低的水性聚氨酯连结料，并提供一种工艺简单、操作方便的水性聚氨酯连结料的制备方法。

本发明进一步要解决的问题是，提供一种具有固含量高、黏度低、pH值稳定并且具有优良静置稳定性、离心稳定性和热稳定性的水性聚氨酯复合连结料，并提供一种工艺简单、操作方便的水性聚氨酯复合连结料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水性聚氨酯连结料，包括以下重量份数的原料：二异氰酸酯5～20、聚丙二醇30～40、亲水扩链剂2～7、N-甲基吡咯烷酮5～10、乙二胺0.5～3、三元胺1～4、去离子水40～80，所述水性聚氨酯连结料还包括占上述原料总重量的0.1‰~1‰的催化剂二丁基二月桂酸锡。

所述的水性聚氨酯连结料中，所述二异氰酸酯是异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。

所述的水性聚氨酯连结料中，所述的亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸。

所述的水性聚氨酯连结料中，所述三元胺为三乙胺。

一种上述的水性聚氨酯连结料的制备方法，具体包括如下步骤：

a、将二异氰酸酯和聚丙二醇升温至80~90℃搅拌2~3小时，加入催化剂二丁基二月桂酸锡继续搅拌1~2小时反应；

b、接着将步骤a的反应溶液温度降低至60~65℃，再将充分分散于少量N-甲基吡咯烷酮中的亲水扩链剂加入步骤a的反应溶液中，升温至80~90℃反应2~3小时得到水性聚氨酯预聚体；

c、然后将步骤b的水性聚氨酯预聚体温度降至35~40℃，将乙二胺溶于剩余N-甲基吡咯烷酮后加入水性聚氨酯预聚体中，高速搅拌剪切30min~2小时；

d、将三元胺溶于去离子水中，在高速搅拌下加入步骤c搅拌剪切后的反应溶液中反应5~15分钟；

e、反应完成后将步骤d的反应溶液过滤得到泛蓝光的水性聚氨酯连结料。

一种水性聚氨酯复合连结料，包括以下重量份数的原料：上述水性聚氨酯连结料10～40、引发剂0.1～0.8、乳化剂3～9、去离子水30～70、丙烯酸酯类单体混合物15～35。

所述的水性聚氨酯复合连结料中，所述丙烯酸酯类单体混合物为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中任意两种单体的混合物，混合物中两种单体的重量比为2:1。