[發(fā)明專利]一種納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510019410.5
• 申請(qǐng)日: 2015-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN104610806A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊俊波;楊志德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)興艾飛特塑料科技有限公司
• 主分類號(hào): C09D11/107
• 分類號(hào): C09D11/107;C09D11/104;C08F292/00
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性油墨領(lǐng)域，尤其涉及一種納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法。

背景技術(shù)

水性油墨是以水為溶劑制成的油墨，是由特定的水性高分子樹脂、顏料、水和助溶劑等經(jīng)物理化學(xué)過程組合制備而成的。相比有油性和機(jī)溶劑型油墨，水性油墨不會(huì)造成大量有機(jī)溶劑的揮發(fā)，毒性低，對(duì)生產(chǎn)工人的身體健康影響小，在越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)和人身健康的今天，水性油墨有著巨大的發(fā)展前景。但是，由于水性油墨的發(fā)展沒有溶劑型油墨的發(fā)展成熟，在許多性能上存在不足。

授權(quán)公告號(hào)CN?102040884?B，授權(quán)公告日2013年03月20日的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種醇水性復(fù)合油墨配方，由水性丙烯酸樹脂、硝化棉、分散劑、抗刮劑、啞光粉、流平劑、消泡劑、顏料、乙醇、異丙醇、甲醚和去離子水配成，該油墨使用了水性丙烯酸樹脂，以去離子水和醇類作為溶劑，擺脫了傳統(tǒng)復(fù)合油墨的苯溶型氯化聚丙烯樹脂對(duì)人體傷害大的缺點(diǎn)，同時(shí)減少了VOC的排放，降低了成本。該發(fā)明的不足之處在于：雖然加入了抗刮劑，但是在配制時(shí)才加入的抗刮劑無(wú)法從提高水性丙烯酸樹脂本身的耐磨性能，效果差，同時(shí)油墨的耐化學(xué)性能也存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法。通過本發(fā)明方法制備的水性油墨不僅環(huán)保，而且具有優(yōu)良的耐磨性能和耐化學(xué)性能。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨，按重量百分比計(jì)，其各組分含量如下：

納米二氧化硅改性水性丙烯酸樹脂20-30wt%；水性聚酯樹脂15-20?wt%；水20-30?wt%；乙醇5-15?wt%；顏料10-30?wt%；消泡劑0.5-1.5?wt%；分散劑1-2?wt%；流平劑1-2?wt%；緩沖劑1-2?wt%。

作為優(yōu)選，納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨的配方為：

納米二氧化硅改性水性丙烯酸樹脂25wt%；水性聚酯樹脂17.5?wt%；水24?wt%；乙醇8wt%；顏料20?wt%；消泡劑1?wt%；分散劑1.5?wt%；流平劑1.5?wt%；緩沖劑1.5?wt%。

本發(fā)明還提供了一種上述納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨的制備方法，按如下步驟進(jìn)行：

（1）將納米二氧化硅、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均勻后在60℃水浴回流反應(yīng)8-16h，然后降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過離心分離和洗滌，得到硅烷偶聯(lián)劑改性無(wú)機(jī)納米粒子，所述納米二氧化硅、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量用量比為1:30-50:5-15:1-3。

（2）將30-60份水和1-3份乳化劑放入反應(yīng)器加熱至80℃，再將20-35份烷烴基丙烯酸酯單體、10-20份羥烷基丙烯酸酯單體、5-10份步驟（1）所得的硅烷偶聯(lián)劑改性無(wú)機(jī)納米粒子，3-5份聚乙二醇和0.25-0.5份水溶性引發(fā)劑放入反應(yīng)器后攪拌均勻，保溫0.5-1小時(shí)后，在2小時(shí)內(nèi)勻速加入0.25-0.5份水溶性引發(fā)劑，然后再保溫4-8小時(shí)后過濾得到納米二氧化硅改性水性丙烯酸樹脂，以上物質(zhì)份數(shù)均為重量份數(shù)。

（3）將步驟（2）所得的納米二氧化硅改性水性丙烯酸樹脂與水性聚酯樹脂、水、乙醇、顏料、消泡劑、分散劑、流平劑、緩沖劑按配比混合均勻，再通過研磨分散得到納米二氧化硅改性的復(fù)合型水性油墨。

作為優(yōu)選，所述的納米二氧化硅的粒徑在10-40nm。

作為優(yōu)選，所述的烷烴基丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述羥烷基丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥丙酯。

與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法通過聚乙二醇引入了親水結(jié)構(gòu)，提高了丙烯酸樹脂的親水性，將水性丙烯酸樹脂與水性聚酯樹脂進(jìn)行進(jìn)行復(fù)配以水為主要溶劑制備水性油墨，大大減少了有機(jī)溶劑的使用量，環(huán)保、對(duì)人體傷害低。

同時(shí)，采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行改性，使其能與丙烯酸酯單體共聚，將納米二氧化硅和羥烷基引入到水性丙烯酸樹脂上，經(jīng)修飾后的納米二氧化硅直接參與聚合，在樹脂中的分布均勻，對(duì)水性丙烯酸樹脂的改性效果更佳，以水性丙烯酸樹脂為主要連接料的水性油墨，在印刷后的耐化學(xué)性和耐磨性能得到了極大的提升。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

（1）硅烷偶聯(lián)劑改性無(wú)機(jī)納米粒子的制備