[发明专利]非水分散体、其制备方法和含其的单张纸胶印油墨

说明书

本发明专利申请是基于2009年6月11日提交的发明名称为“具有非水分散聚合物的快固着型单张纸胶印油墨”的中国专利申请200980123144.3号的分案申请。

技术领域

本发明涉及在有机溶剂中包含胶乳核和壳聚合物(latexcoreandshellpolymers)的非水分散体以及利用所述非水分散体提高单张纸胶印油墨固着特性的方法。

背景技术

单张纸胶印油墨一般包含连接料(vehicle)，所述连接料通过将醇酸树脂、石油树脂、酚树脂或其改性树脂溶于高温下煮沸的干性油(dryingoil)诸如亚麻仁油或脱水蓖麻油中或者石油衍生溶剂中进行制备。

因为干燥的机理是氧化——其动力学相对缓慢，所以至今不能获得类似于静电印刷中所获得的即干(instantdrying)纸张，所述即干纸张可被进一步加工诸如裁剪和装订。

发明内容

本发明提供非水分散体，其包括：

(a)壳聚合物；

(b)核聚合物；和

(c)连续相溶剂，

其中所述壳聚合物在所述连续相溶剂中可溶并且所述核聚合物在所述连续相溶剂中不溶。

本发明还提供了提高单张纸胶印油墨的固着特性的方法，所述方法包括向所述油墨加入非水分散体，所述非水分散体包括：

(a)壳聚合物；

(b)核聚合物；和

(c)连续相溶剂，

其中所述壳聚合物在所述连续相溶剂中可溶并且所述核聚合物在所述连续相溶剂中不溶。

本发明的其它目的和优点将从下面的说明和所附权利要求中变得明显。

具体实施方式

现在已经发现，将丙烯酸聚合物的非水分散体(NADs)掺入单张纸油墨中导致油墨比传统油墨干得明显快。

非水分散体(NADs)由分散在一些有机介质中的不溶性胶乳组成。它们由于其受控的大小、不相容性和分散性而是有吸引力的油墨添加剂。它们已成功地用于油漆中来控制稠度(body)、包囊颜料并且提供无水环境中的乳液状分散体。

先前的工作集中于通过采用溶剂控制技术产生非水分散体(NAD)。在各情况下，乙烯基单体(主要是甲基丙烯酸甲酯，MMA)在适宜的溶剂中聚合。所选的溶剂或者是单体可溶且所得聚合物不可溶的溶剂，或者是单体和聚合物都可溶的溶剂，这需要溶剂转换以便形成分散体。在任一情况下，MMA反应的快速动力学经常导致过凝胶化的、不可分散的产物。另外，虽然尝试过许多方法，但从没有得到稳定的、均质的NAD产物。

考虑到溶剂转换机理的反复失败，目前的工作采用不同的NAD形成方法。这里，NAD通过产生核-壳聚合物而产生，其中壳在连续相溶剂中可溶而核在该溶剂中不溶但在壳聚合物中可溶。该结构通过两步聚合获得，其中壳首先形成然后核聚合物被“填充(filledin)”，产生分散体。

在NAD的制备中，用于制备聚合物的单体可包含选自羧基和羟基的官能团。

优选地，含羧基的单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸。另外优选地，含羟基的单体选自丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、丙烯酸2-羟丙基酯和甲基丙烯酸2-羟丙基酯。

NAD聚合物也可从这样的单体制备，所述单体包括含官能团的乙烯基单体。优选地，该乙烯基单体选自丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯和甲基丙烯酸二甲基氨基酯。

优选地单张纸胶印油墨中存在的NAD的量为至少从约1％至约15％，更优选地约5％以及最优选地约10％。包含NAD导致提高的干燥和加工性能，如切纸测试所示。

NAD形成

所用的连续相优选地是常见的烃溶剂(诸如Magie#47油或MagieN-40油)。优选地，壳聚合物由甲基丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸十二烷基酯以大约3:1的比例形成的共聚物组成。这些单体上的长烃链使所得聚合物易溶于Magie油中。另外优选地，加入大约2％的醋酸以助于有效的聚合物形成。此外，可以加入小量的甲基丙烯酸缩水甘油基酯，因为该单体中的环氧基团增加了壳聚合物和核聚合物之间的吸引力。最优选地，核聚合物主要是含有10％甲基丙烯酸N-丁基酯的甲基丙烯酸甲酯。

实施例1：NAD合成

合成了壳聚合物，其包含如下表1中的成分：

表1-壳聚合物成分和合成

配方