[发明专利]一种聚氨酯油墨树脂的制备方法及其制备的聚氨酯油墨树脂与油墨

说明书

本发明提供聚氨酯油墨树脂的制备方法、由其制备的聚氨酯油墨树脂与油墨，所述制备方法包括以下步骤：制备异氰酸酯预聚体；将异氰酸酯预聚体和醇类溶剂通过静态混合器1混合进行稀释降粘，得预聚体混合物；制备扩链剂混合液；将预聚体混合物与扩链剂混合液通过静态混合器2或动态混合器混合，进行扩链反应。该方法制备的聚氨酯油墨树脂颜料具有良好的分散性，具有足够的醇溶解性，适用于凹版、柔板印刷油墨等领域。

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种聚氨酯油墨树脂的制备方法及其制备的聚氨酯油墨树脂与油墨。

背景技术

随着人们环境保护意识的提高，目前国内主流的凹版聚氨酯油墨溶剂已由苯类溶剂和酮类溶剂转变为醇类和酯类的混合溶剂，这在一定程度上降低了产品的危害，但是这种混合溶剂中的酯类化合物具有气味较大和污染环境的缺点。

为了解决上述问题，专利文献CN103044653A公开了塑料油墨用醇溶聚氨酯树脂及其制备方法，该技术方案采用全醇溶体系制备聚氨酯树脂。但是，经过分析，实际上该专利文献的制备方法难以得到目标产品，具体原因如下：首先，扩链滴加二元胺的时间长达1小时，此过程中预聚体与醇类溶剂长时间接触，导致该副反应更加突出，从而显著影响产品分子量、质量及稳定性；其次，在普通反应釜中，醇类溶剂密度低，其对预聚体的分散降粘存在明显的困难，该专利文献并未说明对反应釜的特殊要求；再次，预聚体只有在较低粘度才能被很好的降粘分散，才能有利于后面的扩链，该专利文献并未对配方进行说明。

事实上，目前现有技术均未对完全醇溶聚氨酯油墨树脂制备过程中醇对预聚体的副反应作出解释或者提出合理的解决办法。作为全醇溶聚氨酯油墨树脂，其性能基本要求如下：树脂具有良好的颜料润湿分散性、再溶性和基材附着力，另外，预聚体必须具有良好的醇溶性；工艺要求如下：聚氨酯预聚体溶液具有较低的粘度。扩链时聚氨酯预聚体NCO与胺类扩链剂反应极快，预聚体粘度越高对分散设备要求越高，带来的能耗也越高，产品质量及稳定性更难以保证。为了降低聚氨酯预聚体的粘度，在性能需要和配方设计受限的情况下，需要维持预聚体处在相对高温状态，而醇类溶剂羟基的活性很高，尤其是在大量醇类溶剂存在时，其与预聚体NCO之间的副反应程度突出，导致显著影响产品分子量，进而影响产品质量及稳定性。

因此，需要一种既能满足聚氨酯油墨应用性能要求又能很好地避免扩链工艺中副反应影响性能的聚氨酯油墨树脂的制备方法。

发明内容

为此，本发明的发明目的是提供一种既能满足聚氨酯油墨应用性能要求又能很好地避免扩链工艺中副反应影响性能的聚氨酯油墨树脂的制备方法，进而提供该方法制备的聚氨酯油墨树脂及其制成的油墨。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种聚氨酯油墨树脂的制备方法，包括以下步骤：

制备异氰酸酯预聚体，所述异氰酸酯预聚体的NCO含量为2.5～5.5％，60℃下粘度为2000～6000mPa.s；

将所述异氰酸酯预聚体和醇类溶剂通过静态混合器1混合进行稀释降粘，得预聚体混合物，其中异氰酸酯预聚体和醇类溶剂二者的质量比为1/0.35～1/0.37；

制备扩链剂混合液，所述扩链剂混合液由胺扩链剂和醇类溶剂混合而成，所述胺扩链剂为亲水扩链剂或者非亲水扩链剂；

将所述预聚体混合物与所述扩链剂混合液通过静态混合器2或动态混合器混合，进行扩链反应，其中所述预聚体混合物与所述扩链剂混合液二者的质量比1：1.62～1：1.70，反应结束得到聚氨酯油墨树脂；

所述静态混合器1和所述静态混合器2的液-液相不均匀度系数均≤0.05，最高分散程度均≤10μm。