CN105199455B - 一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料及其制备方法，它由聚氨酯预聚体与聚醚多元醇、醋酸乙烯酯单体、聚氨酯催化剂、醋酸乙烯引发剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂混合，在喷绘耗材上涂布，80‑90℃高温固化10‑20分钟之后再在60‑70℃熟化2.5‑3.5小时制成。本发明涂料由于采用了聚氨酯/聚醋酸乙烯酯互穿聚合物网络作为基体树脂材料，具有较好的低温性能、抗老化性能以及色彩效果；而且制备方法简单、易控。

Description

一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含半互穿聚合物网络材料的涂料，特别涉及一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料及其制备方法。
背景技术
自上世纪90年代初喷绘技术传入我国，国内研究机构及相关企业就对喷绘耗材涂料制备技术及喷绘技术进行了转化吸收，目前国内耗材制备种类与国外相比已基本一致，但在耗材的质量及性能方面，与国外产品仍有较大的差距。国外高端喷绘领域核心技术仍然掌握在Epson、Roland和Mimaki等传统数码产品制备巨头手中。凭借技术壁垒，这些公司销售的喷绘耗材相对国内产品价格昂贵，但其终端喷绘产品性能优良，画面饱和度、保真度以及耐候耐水性明显优于国内产品。相较国外企业，国内喷绘耗材生产企业规模参差不齐，工艺技术水平相对较低，生产设备落后；生产的喷绘耗材品种相对单一，质量不稳定；拥有自主知识产权的单位少；产品研发方面投入相对较少，技术提升缓慢。
随着人们对环境保护日益高涨的呼声以及对多用途传媒介质的需求，通用型喷绘耗材的研发势在必行。目前国外市场已出现可普遍用于户外与户内的通用型喷绘耗材。该喷绘耗材可喷墨打印环保墨水，在户内应用时具有低毒环保的特点，户外应用时可全天候耐高低温、防水，而且打印画面具有长时间高保真的特性。国内目前也有类似产品问世，但在耐候性和打印质量方面明显不及国外产品，尤其在冬季户外使用时，常常因为低温产生开裂现象。
基于聚氨酯材料的网络互穿材料，由于具有良好的材料间互溶性、耐低温性能和优良的韧性，常作为低温使用的材料。尤其是聚氨酯与聚醋酸乙烯酯制备网络互穿材料，既具有聚氨酯优异的耐低温性能，又具有聚醋酸乙烯酯优良的耐紫外特性。因此若能利用聚氨酯聚醋酸乙烯酯互穿聚合物网络在耐高低温、耐紫外线方面的优势，研发出一种可采用环保型弱溶剂墨水打印的通用型喷绘耗材，对解决目前国内通用型喷绘耗材领域瓶颈问题将有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对目前喷绘耗材涂层低温易开裂、打印效果差的缺点，提供一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料及其制备方法，该涂料可采用弱溶剂墨水打印，降低了对环境的污染，可广泛应用于室内室外宣传展示。
本发明采取的技术方案为：
一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料，它由聚氨酯预聚体与聚醚多元醇、醋酸乙烯酯单体、聚氨酯催化剂、醋酸乙烯引发剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂混合，在喷绘耗材上涂布，80-90℃高温固化10-20分钟之后再在60-70℃熟化2.5-3.5小时制成。
所述的各成分的重量份比为：60-100份的聚氨酯预聚体与60-100份的聚醚多元醇、60-100份的醋酸乙烯酯单体、0.01-0.1份的聚氨酯催化剂、2-4份的醋酸乙烯引发剂、0.2-2份的消泡剂、0.2-1份的紫外线吸收剂、3-5份的固色剂。所述的聚氨酯催化剂优选异辛酸铅。所述的聚醚多元醇优选聚丙二醇与三羟基聚醚的混合物。
一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料的制备方法，包括步骤如下：
(1)制备聚氨酯预聚体；
(2)将聚氨酯预聚体与聚醚多元醇、醋酸乙烯酯单体、聚氨酯催化剂、醋酸乙烯引发剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂混合，在喷绘耗材上涂布，80-90℃高温固化10-20分钟之后再在60-70℃熟化2.5-3.5小时；所述的各成分的重量份比为：60-100份的聚氨酯预聚体与60-100份的聚醚多元醇、60-100份的醋酸乙烯酯单体、0.01-0.1份的聚氨酯催化剂、2-4份的醋酸乙烯引发剂、0.2-2份的消泡剂、0.2-1份的紫外线吸收剂、3-5份的固色剂。
上述制备方法中，步骤(1)所述的聚氨酯预聚体的制备，是先将40-75重量份的聚丙二醇(优选分子量为2000的)在120℃条件下进行抽真空脱水2小时，之后加入20-40重量份的二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，在80℃时反应3小时得到的。
上述步骤(2)中所述的聚氨酯催化剂优先异辛酸铅。所述的聚醚多元醇优选聚丙二醇与三羟基聚醚的混合物，聚丙二醇与三羟基聚醚的重量比例为1:1-3；进一步优选分子量为2000的聚丙二醇、分子量为380的三羟基聚醚以及分子量为4800的三羟基聚醚按重量比1:0.5:2混合的混合物。
步骤(2)所述的醋酸乙烯引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，优选偶氮二异丁腈；消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂用市售即可。
步骤(2)中优选在85℃高温固化15分钟，之后在60℃熟化反应3小时。
本发明制备方法所得涂料中为聚氨酯/聚醋酸乙烯酯半互穿聚合物网络材料。
分子量为380和4800的三羟基聚醚是由甘油改性的链端为伯羟基的聚醚多元醇，均采用市售产品。
本发明的有益效果是：
本发明制备涂料所用的聚氨酯预聚体材料，使用聚醚多元醇与二异氰酸酯组分反应，控制反应中的氰羟比，之后将预聚体组分与多元醇组分以及醋酸乙烯酯单体、引发剂、催化剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂等助剂混合，在喷绘耗材上涂布，高温固化之后进行熟化，制备成可用弱溶剂墨水打印用的通用型喷绘涂料。制备方法简单、易控。
本发明涂料由于采用了聚氨酯/聚醋酸乙烯酯互穿聚合物网络作为基体树脂材料，利用聚氨酯优良的抗低温开裂性和聚醋酸乙烯酯优异的抗紫外线特点，可显著改善喷绘耗材的抗老化性能。涂料具有较好的低温性能、抗老化性能以及色彩效果。
具体实施方式
下面结合优选实施例进一步说明。
实施例1
将74.8g分子量为2000的聚丙二醇在120℃条件下抽真空2小时，加入25.2g六亚甲基二异氰酸酯，在80℃条件下反应3小时，得到聚氨酯预聚体。将聚氨酯预聚体100g与28g分子量为2000的聚丙二醇、13g分子量为380的三羟基聚醚以及59g分子量为4800的三羟基聚醚混合，加入100g醋酸乙烯酯单体，0.1g异辛酸铅，2g偶氮二异丁腈，1g消泡剂，0.8g紫外线吸收剂，3g固色剂后充分搅拌，在喷绘耗材上涂布，之后在85℃条件下固化15分钟至涂层表面干燥，然后在60℃继续熟化3小时得到弱溶剂墨水打印用通用型喷绘耗材。
实施例2
将67g分子量为2000的聚丙二醇在120℃条件下抽真空2小时，加入33g二环己基甲苯二异氰酸酯，在80℃条件下反应3小时，得到聚氨酯预聚体。将聚氨酯预聚体100g与28g分子量为2000的聚丙二醇、13g分子量为380的三羟基聚醚以及59g分子量为4800的三羟基聚醚混合，加入100g醋酸乙烯酯单体，0.06g异辛酸铅，2g偶氮二异丁腈，1g消泡剂，0.8g紫外线吸收剂，3g固色剂后充分搅拌，在喷绘耗材上涂布，之后在85℃条件下固化15分钟至涂层表面干燥，然后在60℃继续熟化3小时得到弱溶剂墨水打印用通用型喷绘耗材。
效果测试：
将制备的喷绘耗材用EPSON R230弱溶剂墨水连供打印机进行打印，墨水采用EPSON原装弱溶剂墨水，检测打印色块的色密度BMYK值，低温30℃时弯折断裂，以及经户外日光照射30天后的黄变情况。
表1实施例喷绘耗材效果
经过以上对比实验，实施例1和实施例2相对市售通用型弱溶剂墨水在打印效果方面，CMYK值较高，表明色彩饱和度较市售产品饱满丰富。在低温性能方面，-30℃弯折实施例1和实施例2都未出现断裂情况。户外日光照射30天，实施例1和实施例2都未出现黄变现象。
由于采用聚氨酯与聚醋酸乙烯酯进行网络互穿，所制备的喷绘耗材在低温柔韧性方面性能突出。此外聚醋酸乙烯酯耐受紫外线照射方面性能优良。采用聚氨酯/聚醋酸乙烯酯IPN制备的通用型耗材涂层，较市售产品打印色彩饱和度高，耐候性能突出。

Claims (5)

1.一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料，其特征是，它由聚氨酯预聚体与聚醚多元醇、醋酸乙烯酯单体、聚氨酯催化剂、醋酸乙烯引发剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂混合，在喷绘耗材上涂布，80-90℃高温固化10-20分钟之后再在60-70℃熟化2.5-3.5小时制成；各成分的重量份比为：60-100份的聚氨酯预聚体与60-100份的聚醚多元醇、60-100份的醋酸乙烯酯单体、0.01-0.1份的聚氨酯催化剂、2-4份的醋酸乙烯引发剂、0.2-2份的消泡剂、0.2-1份的紫外线吸收剂、3-5份的固色剂；所述的聚醚多元醇选聚丙二醇与三羟基聚醚的混合物；所述的聚氨酯催化剂选异辛酸铅；所述的聚氨酯预聚体是先将40-75重量份的聚丙二醇在120℃条件下进行抽真空脱水2小时，之后加入20-40重量份的二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，在80℃时反应3小时得到的。
2.一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料的制备方法，其特征是，包括步骤如下：
(1)制备聚氨酯预聚体:先将40-75重量份的聚丙二醇在120℃条件下进行抽真空脱水2小时，之后加入20-40重量份的二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，在80℃时反应3小时；
(2)将聚氨酯预聚体与聚醚多元醇、醋酸乙烯酯单体、聚氨酯催化剂、醋酸乙烯引发剂、消泡剂、紫外线吸收剂、固色剂混合，在喷绘耗材上涂布，80-90℃高温固化10-20分钟之后再在60-70℃熟化2.5-3.5小时；各成分的重量份比为：60-100份的聚氨酯预聚体与60-100份的聚醚多元醇、60-100份的醋酸乙烯酯单体、0.01-0.1份的聚氨酯催化剂、2-4份的醋酸乙烯引发剂、0.2-2份的消泡剂、0.2-1份的紫外线吸收剂、3-5份的固色剂；所述的聚醚多元醇选聚丙二醇与三羟基聚醚的混合物，所述的聚氨酯催化剂选异辛酸铅。
3.根据权利要求2所述的一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料的制备方法，其特征是，聚丙二醇与三羟基聚醚的重量比例为1:1-3。
4.根据权利要求2所述的一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料的制备方法，其特征是，步骤(2)所述的醋酸乙烯引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
5.根据权利要求2所述的一种弱溶剂墨水打印用通用型喷绘涂料的制备方法，其特征是，步骤(2)中在85℃高温固化15分钟，之后在60℃熟化反应3小时。
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