抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法技术

本发明专利技术公开一种抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法，涉及水性油墨技术领域。本发明专利技术用于解决现有的水性油墨没有对水性丙烯酸树脂和助剂进行合理改性或复配，以提高油墨产品的抗热收缩性、冲击韧性和耐磨性的技术问题；通过对现有的水性油墨成分进行改进复配，水性丙烯酸树脂连结料将颜料和多种助剂良好分散连结，选择四甲基二乙烯基二硅氧烷和E51型环氧树脂对丙烯酸聚合物进行改性，促进油墨产品的附着并提高油墨产品的耐温性、耐腐蚀性和柔韧性；耐高温增强助剂通过引入硼元素使得在酚醛树脂的耐热性能基础上，进一步提高耐热性、瞬时耐高温性和力学性能，应用至油墨后提高了油墨的耐高温收缩性、冲击韧性和耐磨性。冲击韧性和耐磨性。

【技术实现步骤摘要】
抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法


[0001]本专利技术涉水性油墨
，具体涉及一种抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法。

技术介绍

[0002]水性油墨是由连结料、颜料、助剂等物质组成的均匀浆状物质，连结料提供油墨必要的转移性能，颜料赋予油墨以色彩。水性油墨的连结料主要分为两种类型：水稀释型和水分散型，前者可以使用的树脂类型有很多种，比如顺丁烯二酸树脂、紫胶、马来酸树脂改性虫胶、乌拉坦、水溶性丙烯酸树脂和水性氨基树脂等。水分散型的连结料是在水中通过乳化的单体聚合所得，它是两相体系，其中油相以颗粒状在水相中分散，虽不能够被水溶解，但能够被水稀释。
[0003]授权公告号CN112029341B的专利技术专利公开了一种环保丙烯酸酯改性水性聚氨酯印刷油墨及其制备方法，包括按重量份计的下述组分：丙烯酸酯改性水性聚氨酯，改性纳米二氧化钛，消泡剂，分散剂，水；先将丙烯酸酯改性水性聚氨酯、消泡剂和去离子水加入搅拌釜中搅拌，然后加入改性纳米二氧化钛和分散剂，搅拌即得。该专利技术制备得到的水性油墨具有绿色环保、高固含量、耐水性优良的优点；另外，该专利技术油墨中添加的纳米二氧化钛颜料能够在水性介质中分散均匀，且不会光催化降解丙烯酸酯改性水性聚氨酯连接料，延长油墨的使用寿命。但是研究发现，现有的水性油墨没有通过对水性丙烯酸树脂和助剂进行合理改性或复配，以提高油墨产品的抗热收缩性、冲击韧性和耐磨性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法，用于解决现有技术中现有的水性油墨没有通过对水性丙烯酸树脂和助剂进行合理改性或复配，以提高油墨产品的抗热收缩性、冲击韧性和耐磨性的技术问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、按照重量份，将30～50份水性丙烯酸树脂连结料、0.5～3份消泡剂、16～30份水和12～18份颜料加入反应釜内，以500～600rpm转速搅拌20～30min，得到混合料a；其中，水性丙烯酸树脂连结料通过将多个丙烯酸酯单体与自由基引发剂、固化剂混合得到预制混合液，预制混合液与E51型环氧树脂反应后得到混合反应液，混合反应液蒸馏、调节pH得到；
[0008]S2、按照重量份，向混合料a内加入2～7份耐高温增强助剂和0.2～1份分散剂，以600～800rpm转速搅拌10～20min，得到混合液b，混合液b通入离心粉碎机内，以1200～1500rpm转速粉碎2min，得到水性丙烯酸油墨；其中，耐高温增强助剂由2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷与甲醛共聚反应得到酚醛树脂液，酚醛树脂液与硼酸反应得到。
[0009]作为本专利技术进一步改进的方案，所述水性丙烯酸树脂连结料的制备方法包括以下步骤：
[0010]步骤一，将甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸、四甲基二乙烯基二硅氧烷、偶氮二异丁腈、4,4'
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二氨基二苯甲烷按照重量比12～15：10～13：14～17：8～15：1.5～3：0.2～0.6：0.8～1.5混合均匀，得到预制混合液；
[0011]步骤二，向配备机械搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶内加入异丙醇和E51型环氧树脂，升温至回流，氮气保护下将预制混合液通过恒压滴液漏斗滴加至四口烧瓶内，保持2小时内滴加完毕，保温搅拌1小时后，补加偶氮二异丁腈和异丙醇，升温至90℃，保温搅拌反应6小时，停止加热搅拌，得到混合反应液；
[0012]步骤三，混合反应液减压蒸馏除去异丙醇，加入去离子水和二乙醇胺，调节pH至中性，1200rpm转速搅拌20min得到水性丙烯酸树脂连结料；其中，去离子水和二乙醇胺的用量分别为混合反应液重量的0.6倍、0.2倍。
[0013]本专利技术考虑到多个丙烯酸酯化合物与丙烯酸单体接枝聚合后生成的丙烯酸树脂，具有良好的稳定性、耐腐蚀性和光泽度，但是耐水性和附着力不足；而含有Si
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O键的有机硅化合物，具有很高的键能，同时赋予优良的耐水性、耐高低温、柔韧性和耐冲击性；制备时甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸四种单体在引发剂偶氮二异丁腈的自由基引发作用以及4,4'
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二氨基二苯甲烷的固化作用下，发生自由基聚合反应得到丙烯酸大分子聚合物；四甲基二乙烯基二硅氧烷和具有良好粘接、耐腐蚀、绝缘性能的E51型环氧树脂，对丙烯酸大分子聚合物进行改性，由于环氧树脂含有醚键，其邻位碳上的α
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H和叔碳上的H原子相对活泼，在引发剂作用下形成自由基，与丙烯酸聚合物继续发生接枝反应，含有双键的四甲基二乙烯基二硅氧烷同样能够接枝到丙烯酸聚合物上；使得制备得到的水性丙烯酸树脂连结料显著提高了油墨产品的抗热收缩性、耐腐蚀性、耐水性和柔韧性。
[0014]作为本专利技术进一步改进的方案，步骤二中异丙醇的首次用量和补加量分别为预制混合液重量的3倍、0.5倍；E51型环氧树脂用量和偶氮二异丁腈的补加量分别为预制混合液重量的5％、2％；E51型环氧树脂的环氧当量为184～195g/mol，无机氯值≤50mg/kg，挥发物≤0.5％。
[0015]作为本专利技术进一步改进的方案，所述耐高温增强助剂的制备方法包括以下步骤：
[0016]步骤一，向配备机械搅拌器和冷凝回流管的三口烧瓶内，加入2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷和正丁醇，加热至75℃使2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷溶解，再加入30wt％的甲醛水溶液，升温至105℃，回流反应6小时，减压蒸馏除去水和正丁醇，得到浅黄色的酚醛树脂液；
[0017]步骤二，向酚醛树脂液内加入硼酸、乙酸锌和去离子水，升温至100℃，回流反应2小时，减压蒸馏除去离子水，得到淡黄色的耐高温增强助剂。
[0018]耐高温增强助剂的合成反应原理是以正丁醇作为溶剂，2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷与甲醛水溶液在加热搅拌条件下，酚环的对位和邻位通过连接聚合后生成酚醛树脂，酚醛树脂在乙酸锌的催化下将硼酸基引入酚醛树脂，主要是通过硼酸基将酚环邻位的甲基相连，硼元素的引入改性使得该耐高温增强助剂在酚醛树脂的耐热性能基础上，进一步提高耐热性、瞬时耐高温性和力学性能，应用至油墨后提高了油墨的耐高温收缩性、冲击韧性和耐磨性。
[0019]耐高温增强助剂的理论化学结构式如下：
[0020][0021]作为本专利技术进一步改进的方案，步骤一中2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷与甲醛的摩尔比为1：1～1.5，正丁醇的用量为2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷重量的3～5倍；硼酸与乙酸锌、2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷的摩尔比为0.2：0.02：1。
[0022]作为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照重量份，将30～50份水性丙烯酸树脂连结料、0.5～3份消泡剂、16～30份水和12～18份颜料加入反应釜内，以500～600rpm转速搅拌20～30min，得到混合料a；其中，水性丙烯酸树脂连结料通过将多个丙烯酸酯单体与自由基引发剂、固化剂混合得到预制混合液，预制混合液与E51型环氧树脂反应后得到混合反应液，混合反应液蒸馏、调节pH得到；S2、按照重量份，向混合料a内加入2～7份耐高温增强助剂和0.2～1份分散剂，以600～800rpm转速搅拌10～20min，得到混合液b，混合液b通入离心粉碎机内，以1200～1500rpm转速粉碎2min，得到水性丙烯酸油墨；其中，耐高温增强助剂由2,2
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二(4
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羟苯基)丙烷与甲醛共聚反应得到酚醛树脂液，酚醛树脂液与硼酸反应得到。2.根据权利要求1所述的抗热收缩的水性丙烯酸油墨的制备方法，其特征在于，所述水性丙烯酸树脂连结料的制备方法包括以下步骤：步骤一，将甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸、四甲基二乙烯基二硅氧烷、偶氮二异丁腈、4,4'
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二氨基二苯甲烷按照重量比12～15：10～13：14～17：8～15：1.5～3：0.2～0.6：0.8～1.5混合均匀，得到预制混合液；步骤二，向配备机械搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的四口烧瓶内加入异丙醇和E51型环氧树脂，升温至回流，氮气保护下将预制混合液通过恒压滴液漏斗滴加至四口烧瓶内，保持2小时内滴加完毕，保温搅拌1小时后，补加偶氮二异丁腈和异丙醇，升温至90℃，保温搅拌反应6小时，停止加热搅拌，得到混合反应液；步骤三，混合反应液减压蒸馏除去异丙醇，加入去离子水和二乙醇胺，调节pH至中性，1200rpm转速搅拌20min得到水性丙烯酸树脂连结料；其中，去离子水和二乙醇胺的用量分别为混合反应液...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫东明，叶璧钿，
申请(专利权)人：广州市三国新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：