[發明專利]一種環保水性UV紙張光油的制備方法

有效

• 申請號: 201410457123.8
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104328710A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 韋星船;楊前程;覃健耀;李國榮;蔡偉平;鄧妮;任保川
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: D21H19/16
• 分類號: D21H19/16;D21H19/32;C08G59/17;C08G59/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，特別涉及一種環保水性UV紙張光油的制備方法。

背景技術

UV固化技術及其涂料近年來得到了迅速的發展和應用，但由于在傳統油性UV固化體系中慣用的溶劑型稀釋劑對人的皮膚和眼睛有較強烈的刺激作用，影響操作者的身體健康，限制了其在食品衛生行業中的應用。水性UV固化涂料結合了傳統的UV固化技術和水性涂料技術的優點，特別是對環境污染小，對人體健康無影響，不易燃燒，安全性好，近十年來得到快速的發展，并已成為涂料發展的一個主要方向。

現代印刷行業中，水性UV固化紙張上光油是一種對紙或紙板進行表面處理以獲得很高的光澤度、耐磨性和耐水性能的印刷化學品，主要由水性不飽和樹脂、活性稀釋劑、光引發劑、助劑、水等組成。

雙酚A型環氧丙烯酸樹脂原料來源廣泛、價格便宜，對極性和金屬材料表面有良好的粘附力，對顏料有優良的潤濕性，耐化學藥品性優良，有較高的剛性、強度和熱穩定性。這些優異性能使得雙酚A型環氧丙烯酸樹脂成為一類較為廣泛應用的光敏預聚物，成為制備水性UV紙張光油的主要基體樹脂。但是常規的環氧丙烯酸酯預聚物往往存在粘度過大、成膜硬而脆、柔韌性欠佳等缺點。

水性UV紙張光油雖然減少了有機溶劑和活性稀釋劑的使用量，但為了提高樹脂與水的相溶性和體系的穩定性，仍然會使用部分活性稀釋劑、助溶劑及表面活性劑等，其中傳統使用的活性稀釋劑大多為油性，與水的相溶性不好，而助溶劑和表面活性劑的使用往往會影響上光油的性能。

此外，傳統的UV紙張上光油往往采用小分子光引發劑，這些光引發劑雖然種類多、引發效率高、價格相對較低，但是其經光照裂解后會產生小分子碎片。這些小分子碎片不能參與固化，容易遷移和揮發，導致漆膜產生黃變，甚至產生有毒氣體，從而限制了其在食品和藥品包裝等安全性要求較高的材料中的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種環保水性UV紙張光油的制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種環保水性UV紙張光油的制備方法，包括以下步驟：采用環氧稀釋劑、二元酸對環氧樹脂進行改性后，與丙烯酸反應，再與酸酐反應，然后與中和劑進行中和反應，制得水性環氧丙烯酸UV固化預聚物，將其與硅溶膠混合，制得硅溶膠改性的水性環氧丙烯酸UV固化預聚物，最后將其與水性反應型稀釋劑、大分子光引發劑、助劑混合，獲得環保水性UV紙張光油。

優選的，該制備方法包括以下步驟：

（1）保護氣氛下，將摩爾比為1:0.5～2的環氧樹脂和環氧稀釋劑混勻，升溫至90～100℃，加入催化劑、阻聚劑、二元酸，反應1.5～2.0小時，然后加入丙烯酸，升溫至100～110℃反應3～4.5小時，生成改性環氧丙烯酸預聚體；

（2）將改性環氧丙烯酸預聚體冷卻，加入催化劑、阻聚劑、酸酐，65～70℃保溫40～60min，70～75℃保溫30～50min后，冷卻，加入中和劑，調pH，制得水性環氧丙烯酸UV固化預聚物；

（3）將水性環氧丙烯酸UV固化預聚物與硅溶膠混勻，得到硅溶膠改性的水性環氧丙烯酸UV固化預聚物；

（4）將硅溶膠改性的水性環氧丙烯酸UV固化預聚物、水性反應型稀釋劑、大分子光引發劑、水性消泡劑、水性流平劑、抗菌劑和適量的去離子水混勻，靜置消泡，獲得環保水性UV紙張光油。

優選的，步驟（1）中，所述二元酸的用量為環氧基摩爾數的5～15%；所述丙烯酸的用量為環氧基摩爾數的70～90%。

優選的，步驟（2）中，所述酸酐的用量為環氧基摩爾數的80～100%。

優選的，步驟（3），所述硅溶膠的用量為水性環氧丙烯酸UV固化預聚物質量的10～25%。

優選的，所述環氧稀釋劑為聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、1，4-丁二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的至少一種；所述二元酸為己二酸和/或癸二酸；所述酸酐為丁二酸酐、戊二酸酐、馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、四溴苯酐、甲基四氫苯酐中的至少一種。

優選的，步驟（1）、（2）中，所述催化劑、阻聚劑分別占環氧樹脂、環氧稀釋劑總質量的0.5～1.5%、0.05～0.15%。

優選的，步驟（4）中，按質量份數，各組份配比為：硅溶膠改性的水性環氧丙烯酸UV固化預聚物40～80份、水性反應型稀釋劑?5～10份、大分子光引發劑?1～5份、水性消泡劑?0.5～2份、水性流平劑?0.5～2份、抗菌劑?0.1～1份、去離子水?10～30份。