CN110408263A - 一种环保水性油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环保水性油墨及其制备方法，以水性硝化棉树脂为连结料，加入各种染料或颜料以满足各种颜色需求，并加入增稠剂、润湿剂、消泡剂、流平剂等各种助剂，必要时补加一部分去离子水或蒸馏水而制备一种固化后具有较快降解速率的水性印刷油墨。其连结料由水性纤维素为基础聚合物而制备，具有原料来源广、天然环保、易于降解等优点，并且能够满足现有水性印刷油墨的各种性能要求。

Description

一种环保水性油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及到油墨领域，具体涉及到一种环保水性油墨及其制备方法。
背景技术
油墨是由有色体(如颜料、染料等)、连结料、填(充)料、附加料等物质组成的均匀混合物。商品包装中，用油墨印刷出特有的图案，刷在酒类、食品、药品等外包装上可提高商品档次和销售量，增加附加值等。长期以来，印刷油墨主要为溶剂型产品，制造及使用中要加入大量有机溶剂，挥发性有机物(VOC)含量很高(一般在500g/kg以上甚至更高)，在油墨的使用过程中VOC挥发进入大气，在小环境中造成严重的温室效应(多数气相有机溶剂对于温室效应的贡献为二氧化碳的数十到近百倍，即其二氧化碳当量为数十到一百)及氮氧化物污染。此外，VOC对于操作者的皮肤、牙齿、声带等有一定影响，部分密切操作人员可能会出现过敏反应，严重时甚至无法工作。
为减少环境污染，降低VOC排放，世界各国对VOC排放的政策、法规越来越严格。我国在2015年通过了《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税〔2015〕71号)，利用经济杠杆，对VOC含量超过一定限额的产品额外征收一定的税费。印刷油墨VOC含量往往超过500g/kg，在上述税费的征收范围之内。因此，消除油墨使用过程中VOC的污染问题，制造并使用新型环保水性油墨，不仅可改善操作人员的工作环境，符合国家大政方针的指引，而且还有助于企业减少因为VOC排放而额外付出的税费，可获得现实的经济利益。
水性油墨是将水性连结料分散在水中形成溶液、胶体或乳液并加入其它助剂后而得到的新型环保油墨，其VOC含量可以低达50g/L甚至接近于0，具有无污染、无气味(或气味小)、安全环保，且由于水性油墨不使用有机溶剂(或有机溶剂含量很低)，不易燃烧，从而存放及运输更加安全；相比有机溶剂，水的价格低到可以忽略的地步，因而水性油墨的成本有望更低。
然而，现有水性油墨主要是基于化学合成的树脂或乳液配制而来，印刷后连结料交联、固化的产物难以降解，其污染具有一定的累计效应。若研究出一种易降解树脂作为基体制备水性油墨，则可以较好的避免这种污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保水性油墨及其制备方法，以一种易降解树脂作为基体制备水性油墨，实现油墨固化产物的可降解性，从而解决环境污染问题。
本发明提供一种以水性硝化棉树脂为连结料，加入各种染料或颜料以满足各种颜色需求，并加入增稠剂、润湿剂、消泡剂、流平剂等各种助剂，必要时补加一部分去离子水或蒸馏水而制备一种固化后具有较快降解速率的水性印刷油墨。其连结料由水性纤维素为基础聚合物而制备，具有原料来源广、天然环保、易于降解等优点，并且能够满足现有水性印刷油墨的各种性能要求。
本发明提供的环保水性油墨，包括由成膜物质水性硝化棉乳液，所述水性硝化棉乳液由聚氨酯和环氧改性的水性硝化棉树脂与水混合得到。
所述水性硝化棉，其含有如下分子链段结构
其中，R1、R2、R3为原料反应后的对应基团，根据原料的不同而不同，且R1和R2可以相同或不同。R1、R2来自所述异氰酸酯物质分子去除所含异氰酸酯基团后的剩余部分：如甲苯二异氰酸酯(TDI)、异弗尓酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中的至少一种去除其分子所含异氰酸酯后的剩余部分。
R3为含亲水基团的双端羟基物质分子除去羟基后的剩余部分，如聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇3000、聚乙二醇6000中的至少一种，去除羟基后的剩余部分；或二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基环丁烷羧酸、二羟基喹啉羧酸中的至少一种，去除羟基后的剩余部分。
当选用含亲水基团的双端羟基物质为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸，异氰酸酯选用异弗尓酮二异氰酸酯时候，对应的硝化棉树脂典型分子链段的结构示意图如下：
该硝化棉树脂经过傅里叶变换红外光谱分析，在1107cm-1处显示了醚键的特征吸收峰，在955cm-1处显示了羧基的特征吸收峰，在1645、837、1277cm-1处的三个特征吸收峰表明产物分子中仍然含有较多的硝化棉链段，如图1。
固化剂存在条件下，第一个链段含有环氧基团，会发生交联反应成膜。第二个链段亲水性较强，自身并不会发生交联反应，可促进第一个链段分散在水中，提高乳液的稳定性。成膜后第二个链段分散在第一个链段的固化后的膜中。
进一步地，该乳液中水性硝化棉树脂含量为40％～60％。
所述水性硝化棉乳液为聚氨酯和环氧改性的水性硝化棉乳液，该乳液中树脂含量为40％～60％；其可与相应的不同种类的固化剂在常温或加热方式下发生反应并交联固化。通过加入该乳液从而在所发明的水性印刷油墨中加入的树脂折合量为40％～60％。
进一步地，所述水性硝化棉乳液通过以下方法制备得到：
(1)亲水基团的引入
将含亲水基团的双端羟基物质与异氰酸酯在溶剂溶解环境、65～85℃下反应，优选反应时间1～2h，投料按照羟基与异氰酸根的物质的量的比例为1:(2～4)进行；
(2)硝化棉分子及其它功能性基团的引入
将步骤(1)所得反应产物与聚乙二醇、环氧树脂、硝化棉在催化剂条件下，于70～90℃反应，优选反应时间2.5～4h，去除溶剂，得到水性硝化棉树脂；
(3)将步骤(2)所得硝化棉与水混合得到水性消化面乳液。
上述方法中，进一步地，所述含亲水基团的双端羟基物质选自聚乙二醇类物质，进一步选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇3000、聚乙二醇6000中的至少一种；或选自二羟基羧酸类物质，进一步选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基环丁烷羧酸、二羟基喹啉羧酸中的至少一种；
上述方法中，进一步地，步骤(1)所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异弗尓酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。
上述方法中，进一步地，步骤(2)中所述反应产物中异氰酸根与聚乙二醇、硝化棉及环氧树脂中所含羟基的总和的物质的量的比例为1:1；进一步地，步骤(2)聚乙二醇与硝化棉、环氧树脂中羟基的物质的量的比为0.05～0.2：0.45～0.5：0.45～0.3。
上述方法中，进一步地，步骤(2)所述聚乙二醇选自聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的至少一种；步骤(2)所述环氧树脂选自E39、E42、E-44、E51、E54中的至少一种。
上述方法中，进一步地，步骤(2)所述硝化棉含氮量为10.8％～12.2％。
上述方法中，进一步地，步骤(2)所述环氧树脂预先经搅拌、溶解，必要时加入一定的溶剂以降低粘度；所使用的硝化棉预先经溶剂充分溶解。
上述方法中，进一步地，所述溶解双端羟基原料、环氧树脂、硝化棉的溶剂选自丙酮、丁酮、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或多种的混合物。
上述方法中，进一步地，步骤(2)所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡、三乙基醋酸锡等有机锡类中的至少一种，也可以选用作用类似的商品催化剂。优选地，催化剂添加比例为反应物料(不包括溶剂)总质量的0.3％～1.5％。
上述方法中，进一步地，步骤(3)所述混合方式是滴加混合，比如可以在搅拌下将蒸馏水或去离子水滴加到固体中；优选地，滴加水的时间为20-25min，滴加结束后继续搅拌30min；更有选地，滴加时提高搅拌速度至700～800r/min。
上述方法中，进一步地，步骤(2)所述去除溶剂的方式采用将反应产物升温、减压蒸馏掉有机溶剂；优选地，所述升温温度为85～95℃，减压至气压－0.03～－0.1MPa；更进一步的，减压后降温到30～50℃，再与水混合。
本发明提供的环保水性油墨，进一步地，还包括水性色浆或颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、蒸馏水或去离子水。
进一步地，所述油墨中还包括以下以水性硝化棉乳液的质量为百分比的计算基准(以水性硝化棉的质量为1)的组分：颜料5％～10％、增稠剂0.1％～20％、消泡剂0.3％～2％、流平剂0.1％～2％、润湿剂0.1％～2％。
进一步地，所述颜料为宝蓝、大红、桃红、枣红、宝蓝、湖蓝、酞青蓝、彩蓝、中黄、金黄、嫩黄等各种水性油墨用商品颜料中的至少一种。颜料以其溶于水得到的色浆(或对应的商品色浆)的方式加入，色浆中颜料含量为10％～50％，通过加入该水性色浆使得加入的颜料的折合量为水性硝化棉乳液质量的5％～10％。色浆和颜料可选择性添加一种或两者都添加。
进一步地，所述增稠剂为水性油墨用商品增稠剂，选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇增稠剂中的至少一种。所述增稠剂均为商品增稠剂。
进一步地，所述消泡剂为水性油墨用商品消泡剂，可选自有机硅乳液类、酯类等。
进一步地，所述流平剂为水性油墨用商品流平剂，可选自有机硅类、丙烯酸酯类等。
进一步地，所述润湿剂为水性油墨用商品润湿剂，可选自醇类、表面活性剂类等。
进一步地，蒸馏水或去离子水用于调整油墨的固含量，使最终油墨产品的固含量为40％～80％。
本发明所述油墨可与不同种类固化剂作用，经平印、凹印、凸印、丝印等方式印刷，并在常温或加热方式下固化，在玻璃、金属、陶瓷等基材表面形成具有良好装饰效果的印刷图案。
制备方法具体包括如下步骤：
(1)颜料的研磨制备(如只使用色浆，不使用颜料则无该步骤)：将配方中的颜料加入其质量10～20倍的水性硝化棉乳液或去离子水或蒸馏水或三者的混合物中，于球磨罐中在350～550转/分钟的转速下研磨15～45分钟。
(2)环保水性油墨的制备：将按配方比例的水性色浆或颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、蒸馏水或去离子水加入分散釜中，必要时进行蒸馏浓缩(除去一部分水分，控制硝化棉树脂的含量、油墨的固含量不低于设定值)，浓缩后进行20～50分钟的高速分散，产物经50～100目过滤，包装，即得产品。
本发明具有以下有益效果：
本发明产品安全无毒、绿色环保，同时形成印刷图案后容易降解，可满足食品、玩具等包装、装饰、美化的各种基本性能要求(附着力、耐水煮、耐酒精等)。
附图说明
图1为实施例中水性硝化棉的红外分析图谱。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。以下所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
以下实施例中，涂料的降解性能依据文献公开发表的加速降解方式并稍作修改进行测试，具体如下：将固化后的本发明涂料与丙烯酸酯类涂料薄膜分别称重记录，再分别置于50mL的水热反应釜中，加入25mL蒸馏水(pH＝7)后将反应釜密闭，并置于150℃的烘箱中，分别反应1h、2h、3h和4h后冷却至常温，取出，70℃烘干，再次称量薄膜的质量，以涂料薄膜降解后的剩余质量与初始质量的比值来反映涂料薄膜的降解程度。VOC含量按GB1581测试。
以下实施例中，所用颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂均为市售可得。
实施例1
水性硝化棉乳液制备：
(1)在装有搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中加入12g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，8.64g聚乙二醇400，15g丙酮，于70℃下持续搅拌反应2h；
(2)在步骤(1)中的产物中加入12.96g聚乙二醇4000与19.44g环氧树脂E-42，经丁酮溶解的14.74g硝化棉和1g二月桂酸二辛基锡加入体系中，升温至80℃保温反应1h；然后升温至85℃恒温反应3h；
(3)将步骤(2)所得反应液减压蒸馏出有机溶剂，降温到50℃，20min内滴加150mL蒸馏水或去离子水，同时快速搅拌700～800r/mi，乳化，得到水性硝化棉乳液。
实施例2
(1)在装有搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中加入12g甲苯二异氰酸酯(TDI)，
6.9g聚乙二醇200，15g丙酮，于65℃下持续搅拌反应1h；
(2)在步骤(1)中的产物中加入13.8g聚乙二醇2000与23.39g环氧树脂E-39，经丙酮溶解的10.35g硝化棉和0.7g二月桂酸二丁基锡加入体系中，升温至70℃保温反应1h；然后升温至90℃恒温反应2h。
(3)将步骤(2)中的产物减压蒸馏出有机溶剂。降温到50℃，20min内滴加150mL蒸馏水或去离子水，同时快速搅拌700～800r/min、乳化，得到纤维素基高稳定水性环保涂料用乳液。
实施例3
(1)在装有搅拌器和回流冷凝管的三口烧瓶中加入12g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，9.6g聚乙二醇600，20g二甲苯，于80℃下持续搅拌反应2h；
(2)在步骤(1)中的产物中加入9.6g PEG6000与29.09g环氧树脂E-44，经丁酮溶解的12.36g硝化棉和1g三乙基醋酸锡加入体系中，升温至85℃保温反应1h；然后升温至90℃恒温反应2.5h。
(3)将步骤(2)中的产物减压蒸馏出有机溶剂。降温到50℃，20min内滴加150mL蒸馏水或去离子水，同时快速搅拌700～800r/min、乳化，得到纤维素基高稳定水性环保涂料用树脂。
实施例4
配方组成如下表所示：
组分 商品类型 用量(kg)
高分子乳液 实施例1水性硝化棉乳液，固含量45％ 100
水性色浆 水性大红色浆，颜料含量20％ 50
增稠剂 膨润土类 12.5
消泡剂 磷酸酯类 0.3
流平剂 硅烷类 0.5
润湿剂 低级醇类 1.5
将按上述配方比例的水性硝化棉乳液、水性色浆、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂先后加入分散釜中，蒸馏掉50kg水分；之后进行25分钟的高速分散、混匀，产物经100目过滤，包装，即得产品。
该油墨的VOC含量不超过20g/L，与活性胺类固化剂匹配后，在玻璃瓶表面进行丝网印刷后的基本性能如下：
耐溶剂性良好(经丁酮500克力擦拭100次后无异常)；
耐水煮性良好(沸水煮2h后无异常)；耐水浸性良好(自来水或工业用水常温下240h浸泡后无异常)；
耐高低温性能良好(-20℃～70℃之间循环20次后无异常)；
满足酒瓶、饮料瓶包装用印刷品的一般质量要求；
经加速降解实验，与普通溶剂型聚氨酯油墨比较，本发明水性油墨产品印刷图案降解速率快(降解一半所需时间为聚氨酯油墨的1/3左右)。
实施例5
配方组成如下表所示：
组分 商品类型 用量(kg)
高分子乳液 实施例1水性硝化棉乳液，固含量50％ 100
水性颜料 水性金黄 8.5
增稠剂 聚乙烯醇类增稠剂 1.5
消泡剂 有机硅类 0.3
流平剂 有机硅类 0.3
润湿剂 低级醇类 1.5
(1)颜料的研磨制备：将配方中的颜料加入25kg水性硝化棉乳液，于球磨罐中在500转/分钟的转速下研磨15分钟。
(2)油墨制备：将按上述配方比例的水性硝化棉乳液(注意：硝化棉此时为75kg)、经过研磨后的水性颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂先后加入分散釜中，；进行30分钟的高速分散、混匀，产物经50目过滤，包装，即得产品。
该油墨的VOC含量不超过20g/L，与现有常规活性胺类固化剂匹配后，在玻璃瓶表面进行丝网印刷后的基本性能如下：
耐溶剂性良好(经丁酮500克力擦拭100次后无异常)；
耐水煮性良好(沸水煮2h后无异常)；
耐水浸性良好(自来水或工业用水常温下240h浸泡后无异常)；
耐高低温性能良好(-20℃～70℃之间循环20次后无异常)，满足酒瓶、饮料瓶包装用印刷品的一般质量要求。
经加速降解实验，与普通溶剂型聚氨酯油墨比较，本发明水性油墨产品易于降解(降解一半所需时间为聚氨酯油墨的1/2左右)。
实施例6
配方组成如下表所示：
组分 商品类型 用量(kg)
高分子乳液 实施例1水性硝化棉乳液，固含量60％ 100
水性颜料 水性大红 2.5
水性色浆 水性大红色浆，颜料含量20％ 20
增稠剂 聚丙烯酸酯类 0.3
消泡剂 有机硅类 0.3
流平剂 硅烷类 0.4
润湿剂 表面活性剂类 0.3％
(1)颜料的研磨制备：将配方中的颜料加入20kg水性硝化棉乳液，于球磨罐中在500转/分钟的转速下研磨25分钟。
(2)油墨制备：将按上述配方比例的水性硝化棉乳液(注意：硝化棉此时为80kg)、经过研磨后的水性颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂先后加入分散釜中，；进行30分钟的高速分散、混匀，产物经50目过滤，包装，即得产品。
该油墨的VOC含量不超过30g/L，与现有常规活性胺类固化剂匹配后，在玻璃瓶表面进行丝网印刷后的基本性能如下：
耐溶剂性良好(经丁酮500克力擦拭100次后无异常)；
耐水煮性良好(沸水煮2h后无异常)；
耐水浸性良好(自来水或工业用水常温下240h浸泡后无异常)；
耐高低温性能良好(-20℃～70℃之间循环20次后无异常)，满足酒瓶、饮料瓶包装用印刷品的一般质量要求。
经加速降解实验，与普通溶剂型聚氨酯油墨比较，本发明水性油墨产品易于降解(降解一半所需时间为聚氨酯油墨的2/3左右)。

Claims (10)

1.一种环保水性油墨，其特征在于，包括由成膜物质水性硝化棉乳液，所述水性硝化棉乳液由聚氨酯和环氧改性的水性硝化棉树脂与水混合得到，所述乳液中水性硝化棉树脂含量为40％～60％。
2.根据权利要求1所述油墨，其特征在于，所述水性硝化棉乳液通过以下方法制备得到：
(1)亲水基团的引入
将含亲水基团的双端羟基物质与异氰酸酯在溶剂溶解环境、65～85℃下反应，投料按照羟基与异氰酸根的物质的量的比例为1:(2～4)进行；
(2)硝化棉分子及其它功能性基团的引入
将步骤(1)所得反应产物与聚乙二醇、环氧树脂、硝化棉在催化剂条件下，于70～90℃反应，去除溶剂，得到水性硝化棉树脂；
(3)将步骤(2)所得硝化棉与水混合得到水性消化面乳液。
3.根据权利要求2所述涂料，其特征在于，步骤(1)所述所述含亲水基团的双端羟基物质选自聚乙二醇类物质，进一步选自聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇3000、聚乙二醇6000中的至少一种；或所述含亲水基团的双端羟基物质选自二羟基羧酸类物质，进一步选自二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基环丁烷羧酸、二羟基喹啉羧酸中的至少一种；
步骤(1)所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异弗尓酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求2所述涂料，其特征在于，步骤(2)所述反应产物中的异氰酸根与聚乙二醇、硝化棉及环氧树脂中所含羟基的总和的物质的量的比例为1:1；进一步地，步骤(2)聚乙二醇与硝化棉、环氧树脂中羟基的物质的量的比为(0.05～0.2)：(0.45～0.5)：(0.45～0.3)。
5.根据权利要求2所述涂料，其特征在于，步骤(2)所述聚乙二醇选自聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000中的至少一种；步骤(2)所述环氧树脂选自E39、E42、E-44、E51、E54中的至少一种。
6.根据权利要求2所述涂料，其特征在于，所述油墨中还包括水性色浆或颜料、增稠剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、蒸馏水或去离子水。
7.根据权利要求6所述涂料，其特征在于，以水性硝化棉乳液的质量为计算基准，各组分的填料量的百分比如下：颜料5％～10％、增稠剂0.1％～20％、消泡剂0.3％～2％、流平剂0.1％～2％、润湿剂0.1％～2％。
8.根据权利要求7所述涂料，其特征在于，所述颜料为宝蓝、大红、桃红、枣红、宝蓝、湖蓝、酞青蓝、彩蓝、中黄、金黄、嫩黄颜料中的至少一种；
所述增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂、聚乙烯醇、改性聚乙烯醇增稠剂中的至少一种；
所述消泡剂为水性油墨用商品消泡剂，可选自有机硅乳液类、酯类等。
所述流平剂为水性油墨用商品流平剂，可选自有机硅类、丙烯酸酯类等。
所述润湿剂为水性油墨用商品润湿剂，可选自醇类、表面活性剂类等。
9.根据权利要求7所述涂料，其特征在于，水的用量使油墨产品的固含量为40％～80％。
10.权利要求7所述涂料的制备方法，其特征在于，按配方比例将各组分混合均匀即可。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1238349A (zh) * 1999-05-18 1999-12-15 安徽大学恒泰精细化工公司 硝化纤维素一聚氨酯水乳液及水可稀释溶液的合成方法
AU2006280452A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Electronics For Imaging, Inc. Inkjet inks, methods for applying inkjet ink, and articles printed with inkjet inks
CN101405314A (zh) * 2006-03-17 2009-04-08 拜尔材料科学股份公司 基于硝化纤维素-聚氨酯颗粒的含水分散体
CN107245139A (zh) * 2017-04-12 2017-10-13 立邦工业涂料(上海)有限公司 一种硝化棉改性聚合物、制备方法及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1238349A (zh) * 1999-05-18 1999-12-15 安徽大学恒泰精细化工公司 硝化纤维素一聚氨酯水乳液及水可稀释溶液的合成方法
AU2006280452A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Electronics For Imaging, Inc. Inkjet inks, methods for applying inkjet ink, and articles printed with inkjet inks
CN101405314A (zh) * 2006-03-17 2009-04-08 拜尔材料科学股份公司 基于硝化纤维素-聚氨酯颗粒的含水分散体
CN107245139A (zh) * 2017-04-12 2017-10-13 立邦工业涂料(上海)有限公司 一种硝化棉改性聚合物、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蒋吉磊等: "《环氧树脂改性水性硝化纤维胶黏剂的研究》", 《现代化工》 *

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