CN107573796A - 一种弱溶剂墨水吸收阻燃涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，一种弱溶剂墨水吸收阻燃涂层及其制备方法，该涂层的组分包括以下重量份的原料：丙烯酸1‑7份、甲基丙烯酸1‑8份、甲基丙烯酸十二烷基酯3‑20份、丙烯酸甲酯3‑50份、丙烯酸乙酯3‑40份、丙烯酸丁酯3‑50份、甲基丙烯酸甲酯10‑70份、甲基丙烯酸丁酯3‑50份、引发剂0.2‑0.6份、乳化剂1‑5份、流平剂1‑4份、增稠剂1‑2份、二氧化硅1‑30份、复合阻燃剂1‑30份。本发明制备的涂层的表面平整、无气泡、无裂痕产生，耐水性效果好，打印质量佳，阻燃性好，尤其是吸墨率非常优异。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种弱溶剂墨水吸收阻燃涂层及其制备方法。
背景技术
喷墨墨水按照溶剂组成大致分为水性墨水、溶剂型墨水；水性墨水无污染，但主要成分挥发速度慢，不易干燥，且画面耐候性差，主要用于室内；溶剂型墨水耐候性强，可适应户外。传统溶剂型墨水，一般为挥发速度较快的酯类和酮类有机溶剂，能够满足快速打印的要求。但其打印室内高浓度挥发性有机溶剂对室内人员的危害较大。基于以上原因弱溶剂墨水顺应而生。弱溶剂墨水又称环保型墨水，它结合了水性墨水和溶剂型墨水的优点。溶剂低挥发速度，低至微毒，对环境友好。但弱溶剂墨水中的弱溶剂挥发速度慢，易燃，故要求材质有溶剂吸收涂层，且该吸收涂层需要具有阻燃性，否则存在燃烧隐患，燃烧中还会产生大量的毒烟，非常不安全。弱溶剂墨水是近几年新开发的墨水，专门针对具有阻燃性的弱溶剂墨水吸收涂层的研究极少报道，已经报道的弱溶剂墨水吸收涂层的吸墨时间长，不阻燃，本发明是一种针对弱溶剂墨水吸收阻燃涂层的开发和利用。比传统的丙烯酸乳液涂层有更快的弱溶剂墨水吸收速度，以满足弱溶剂墨水打印涂层要求，而且性高。
发明内容
本发明的目的是提供一种弱溶剂墨水吸收涂层，能快速吸收吸墨弱溶剂墨水，打印效果好，画面更加清晰，且能够提高打印速度，而且阻燃性能好。
本发明的另一个目的是为了提供上述弱溶剂墨水吸收阻燃涂层的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种弱溶剂墨水吸收阻燃涂层，其组分包括以下重量份的原料：
所述丙烯酸和甲基丙烯酸的用量之和占组分原料总量的2-6wt％。丙烯酸和甲基丙烯酸的加入量之和将会影响了整个体系的粘度、润湿性及表面张力。
所述甲基丙烯酸十二烷基酯占组分原料总量的3-6wt％；所述甲基丙烯酸丁酯占组分原料总量的10-14wt％。甲基丙烯酸十二烷基酯加入太多会使涂层发粘，加入太少，吸墨速度降低。
所述复合阻燃剂为三聚氰胺改性聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、三氧化锑按照质量比为1-3：3-6：1。阻燃效果非常好，而且和反应体系的相容性好，稳定性高。
所述引发剂为过硫酸盐。优选的，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或几种的组合。
所述二氧化硅为气象沉淀法生成的微米级二氧化硅，且表面经行处理，使其易分散于水中。与复合阻燃剂配合使用，阻燃效果非常好。尤其是复合阻燃剂与二氧化硅的重量比为1:0.5-2时，阻燃效果尤为好。
所述流平剂为所述流平剂为硝基烷类，所述增稠剂为聚丙烯酸盐类。进一步优选的，所述硝基烷类流平剂包含有硝基乙烷与1-硝基丙烷按照1：1配比的混合液。按照该特定组分配制的流平剂，能有效降低乳液表面张力，提高其流平性和均匀性。
所述乳化剂为阴离子乳化剂或/和非离子乳化剂。所述乳化剂为乙氧基化烷基酚硫酸铵或磺基琥珀酸癸基聚氧乙烯(6)醚酯二钠。
优选的，弱溶剂墨水吸收涂层中还可加入乳胶粉，乳胶粉占组分原料总量的1-5wt％。优选的，所述乳胶粉的占组分原料总量的2-3wt％，进一步优选的，所述乳胶粉为醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物。可明显增强涂层的吸墨能力。
上述弱溶剂墨水吸收涂层的制备方法，其步骤包括：
(1)、按照配方称重；
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟丙酯和1/3重量的引发剂按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌20-40min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的引发剂搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至80-84℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，2-4h滴加完毕；升温至85-90℃，保温0.5-2h。
(5)、将反应液降温至50℃以下，加入pH调节剂调节PH至6-8，制成胶水乳液；
(6)、将二氧化硅和复合阻燃剂加入胶水乳液中，搅拌，然后加入流平剂，继续搅拌，加入增稠剂调整粘度，过滤出料。
优选的，所述步骤(4)中的pH调节剂为氨水。
优选的，所述步骤(6)中的，物料粘度为500-1500mpa.s。
本发明的有益效果是：
1、本发明制备的涂层的吸墨速度快，能很好地满足弱溶剂墨水打印的需要。
2、本发明制备的涂层中加入了甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸丁酯，大大增强了其弱溶剂墨水吸收涂层的吸墨能力，而且本发明还创新性的在配方体系中还加入了乳胶粉，可明显增强涂层的吸墨能力。
3、本发明制备的弱溶剂墨水吸收涂层的阻燃性非常好，可达到塑料阻燃等级V0标准。
4、本发明的制备方法简单，可操作性强。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
(1)按照配方，称量以下组分：
上述复合助燃剂的加入量比例为：三聚氰胺改性聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、三氧化锑按照质量比为2：3：1。
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟丙酯和1/3重量的引发剂按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌30min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的引发剂搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至82℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，3h滴加完毕；升温至86℃，保温1h。
(5)、将反应液降温至30℃，加入氨水调节PH至7，制成胶水乳液；
(6)、将二氧化硅和复合阻燃剂用高速分散机分散均匀之后加入胶水乳液中，搅拌，然后加入流平剂，加入增稠剂调整粘度至1000mpa.s，过滤出料。
实施例2
(1)按照配方，称量以下组分：
上述复合助燃剂的加入量比例为：三聚氰胺改性聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、三氧化锑按照质量比为2：3：1。
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟丙酯和1/3重量的硫酸钠按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌30min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的硫酸钠搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至80℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，4h滴加完毕；升温至86℃，保温1h。
(5)、将反应液降温至30℃，加入氨水调节PH至7.4，制成胶水乳液；
(6)、将二氧化硅和复合阻燃剂用高速分散机分散均匀之后加入胶水乳液中，搅拌，然后加入流平剂，加入增稠剂调整粘度至500mpa.s，过滤出料。
实施例3
(1)按照配方，称量以下组分：
上述复合助燃剂的加入量比例为：三聚氰胺改性聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、三氧化锑按照质量比为2：3：1。
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟丙酯和1/3重量的硫酸钠按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌30min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的硫酸钠搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至80℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，3h滴加完毕；升温至86℃，保温1h。
(5)、将反应液降温至20℃，加入氨水调节PH至7.2，制成胶水乳液；
(6)、将二氧化硅和复合阻燃剂用高速分散机分散均匀之后加入胶水乳液中，搅拌，然后加入流平剂，加入增稠剂调整粘度至1500mpa.s，过滤出料。
对比例1
(1)按照配方，称量以下组分：
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和1/3重量的硫酸钠按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌30min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的硫酸钠搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至80℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，3h滴加完毕；升温至86℃，保温1h。
(5)、将反应液降温至20℃，加入氨水调节PH至7.2，过滤出料。
实施例1-3中及对比例中制备的弱溶剂墨水吸收涂层乳液存放90天内无任何破乳絮凝现象，乳液细腻平滑，外观呈乳白色。
在基材PP上涂布，涂布量为30-32g/m2烘干，检测涂层性能，具体如下表所示：
从检测数据可看出：本发明制备的弱溶剂墨水吸收涂层的成膜性能好，表面平整、无气泡、无裂痕产生，阻燃性好，耐水性效果好，打印质量佳，尤其是吸墨率，实施例2-3非常优异。
Claims (10)
1.一种弱溶剂墨水吸收阻燃涂层，其组分包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述丙烯酸和甲基丙烯酸的用量之和占组分原料总量的2-6wt％。
3.根据权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述甲基丙烯酸十二烷基酯占组分原料总量的3-6wt％；所述甲基丙烯酸丁酯占组分原料总量的10-14wt％。
4.根据权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述复合阻燃剂为三聚氰胺改性聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、三氧化锑按照质量比为1-3：3-6：1。
5.根据权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐。
6.根据权利要求5所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述流平剂为硝基烷类，所述增稠剂为聚丙烯酸盐类。
7.根据权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层，其特征在于：所述乳化剂为阴离子乳化剂或/和非离子乳化剂。
8.权利要求1所述的弱溶剂墨水吸收涂层的制备方法，其步骤包括：
(1)、按照配方称重；
(2)、将2/3重量的乳化剂、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟丙酯和1/3重量的引发剂按照水油比为2-0.6：1加入水中，高速搅拌20-40min；
(3)、将剩余1/3重量的乳化剂和剩余2/3重量的引发剂搅拌形成混合乳液；
(4)、将步骤(2)的反应体系升温至80-84℃，滴加步骤(3)中的混合乳液，2-4h滴加完毕；升温至85-90℃，保温0.5-2h。
(5)、将反应液降温至50℃以下，加入pH调节剂调节PH至6-8，制成胶水乳液；
(6)、将二氧化硅和复合阻燃剂加入胶水乳液中，搅拌，然后加入流平剂，继续搅拌，加入增稠剂调整粘度，过滤出料。
9.根据权利要求8所述的弱溶剂墨水吸收涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的pH调节剂为氨水。
10.根据权利要求8所述的弱溶剂墨水吸收涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的，物料粘度为500-1500。
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