CN110819218A - 一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶及其制备方法，所述底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为10％‑15％；所述A组分按照以下原料的重量比组成：1‑5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、1‑5份乳化剂、5‑10份聚氨酯树脂、0.1‑0.5份消泡剂、75‑90份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1；所述B组分按照以下原料的重量比组成：1‑5份交联化合物、8‑12份固化剂、69‑76份异丙醇、14‑16份软水；储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。本发明的底胶具有良好的印刷性能，色牢度优异的同时可提高底胶的耐磨性。完全水性的配方，环保无污染。此外，本发明还具有良好的产品适应性。

Description

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性底胶及其制备方法，特别涉及一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶及其制备方法。

背景技术

数码印刷底胶或聚氨酯水性数码印刷底胶是目前应用较为广泛的水性涂料，在印刷、印染等领域正在逐步替代传统的溶剂型底胶和胶黏剂，相对于传统溶剂型底胶来说，其具有优异的环境友好性，因此市场前景不可估量。

然而，目前的水性聚氨酯产品或胶黏剂在颜料耐磨、色牢度方面急需提高。同时水性底胶相对于传统溶剂型底胶在耐磨性上也存在短板，一般相关的耐磨助剂都无法很好地和水性乳液相容，且传统的耐磨改性方法也无法满足现阶段对水性底胶高耐磨的需求，需要相关技术改进。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，具有良好的印刷性能，色牢度优异的同时可提高底胶的耐磨性。完全水性的配方，符合环保、易用、稳定的市场要求。此外，本发明还具有良好的产品适应性。

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，所述底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为10％-15％；所述A组分按照以下原料的重量比组成：1-5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、1-5份乳化剂、5-10份聚氨酯树脂、0.1-0.5份消泡剂、75-90份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1；所述B组分按照以下原料的重量比组成：1-5份交联化合物、8-12份固化剂、69-76份异丙醇、14-16份软水；储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。

进一步的，所述改性白炭黑为纳米级气相二氧化硅；所述改性石墨烯的粒径小于10nm。通过加入改性白炭黑可以提高底胶的耐磨性和吸墨能力，且改性白炭黑具有较低的羟基密度，可以改善成膜之后的力学性能和抗撕裂性能。通过加入小粒径的改性石墨烯可以促进改性白炭黑与改性石墨烯混合物更好地相容在聚氨酯乳液中，以提高底胶的耐磨性。

进一步的，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、油胺聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。通过加入乳化剂可以提高聚氨酯乳液和改性白炭黑与改性石墨烯混合物的相容性，进行增容改性。

进一步的，所述聚氨酯树脂通过有机多异氰酸酯与低聚多元醇作为主要成分制备得到。

进一步的，所述有机多异氰酸酯为TDI、MDI、PAPI中的一种或多种。

进一步的，所述低聚多元醇为低分子量的聚乙烯醇、乙二醇、己二醇、甘油中的一种或多种。低聚多元醇的反应活性高，且环保无毒、成本低。

进一步的，所述交联化合物为过氧二异苯丙类、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物中的一种或多种。通过加入交联化合物可以提高底胶对基材的附着力和吸墨能力，且其高效的交联作用可以替代一些用量较大的传统化工原料。

进一步的，所述固化剂为改性胺类固化剂和/或氨基树脂。固化剂只需加入较少的添加量就可以提高底胶的附着力，且环保无毒。

进一步的，所述消泡剂为氨基硅烷和/或有机高碳醇脂肪酸酯复合物。

本发明还提供一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：

a)在高温反应釜中依次加入75-90份软水、5-10份聚氨酯树脂，待升温至110-115℃时停止加热，并加入1-5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物，搅拌速率为300-500r/min；

b)待温度自然降低至80℃，开始滴加1-5份乳化剂，滴加时间控制在1h，滴加完毕后继续反应2h，搅拌速率保持不变；

c)反应结束后，加入0.1-0.5份消泡剂，搅拌速率保持不变，同时让高温反应釜快速降温至室温，出料，得到A组分；

(2)B组分的制备：

先将69-76份异丙醇、14-16份软水进行混合，而后分别将1-5份交联化合物、8-12份固化剂加入到异丙醇与软水的混合物中，搅拌速度为300r/min，混合均匀后得到B组分；

(3)底胶的制备：

使用时，将A组分与B组分按照质量比10:1进行配比，混合均匀，得到色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶。

本发明采用高温非高压的生产工艺，通过对A组分配方进行调控，简化了制备工艺，使底胶易于生产且功能优良，拓宽了其应用领域和范围。使用时才将A、B组分进行混合，其一是因为交联化合物不仅会促使改性白炭黑团聚沉降，还会和白炭黑上的极性基团产生作用，加快交联反应速率；其二是因为改性石墨烯的粒径更小，反应活性更强，也会加快交联反应速率，从而影响底胶的稳定性，缩短产品的保质期。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的水性数码印刷底胶，具有良好的印刷性能，油墨不脱落且色牢度高。通过改性白炭黑与改性石墨烯混合物中两者的协同作用，可以极大地提高底胶的耐磨性能。同时，加入的异丙醇可以改善底胶的流平性能和烘干能力。本发明可以在基材表面形成一层致密涂层，具有良好的基材附着力。完全水性的配方几乎不会有任何残留，符合环保、易用、稳定的市场要求。本发明可以涂布在BOPP、PET、PE等薄膜基材上，具有良好的产品适应性。本发明粘度较低，使用时可直接喷涂或泼洒，VOCs低于1ppm。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为10％；A组分按照以下原料的重量比组成：1份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、1份乳化剂、5份聚氨酯树脂、0.1份消泡剂、75份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1。改性白炭黑为纳米级气相二氧化硅；改性石墨烯的粒径小于10nm；乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、油胺聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠的混配；聚氨酯树脂通过有机多异氰酸酯与低聚多元醇作为主要成分制备得到；有机多异氰酸酯为TDI、MDI、PAPI的混配；低聚多元醇为低分子量的聚乙烯醇、乙二醇、己二醇、甘油的混配；消泡剂为氨基硅烷和有机高碳醇脂肪酸酯复合物的混配。B组分按照以下原料的重量比组成：1份交联化合物、8份固化剂、69份异丙醇、14份软水。交联化合物为过氧二异苯丙类、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物的混配；固化剂为改性胺类固化剂和氨基树脂的混配。储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：

a)在高温反应釜中依次加入75份软水、5份聚氨酯树脂，待升温至110-115℃时停止加热，并加入1份改性白炭黑与改性石墨烯混合物，搅拌速率为300-500r/min；

b)待温度自然降低至80℃，开始滴加1份乳化剂，滴加时间控制在1h，滴加完毕后继续反应2h，搅拌速率保持不变；

c)反应结束后，加入0.1份消泡剂，搅拌速率保持不变，同时让高温反应釜快速降温至室温，出料，得到A组分；

(2)B组分的制备：

先将69份异丙醇、14份软水进行混合，而后分别将1份交联化合物、8份固化剂加入到异丙醇与软水的混合物中，搅拌速度为300r/min，混合均匀后得到B组分；

(3)底胶的制备：

使用时，将A组分与B组分按照质量比10:1进行配比，混合均匀，得到色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶。

实施例2

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为15％；A组分按照以下原料的重量比组成：5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、5份乳化剂、10份聚氨酯树脂、0.5份消泡剂、90份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1。改性白炭黑为纳米级气相二氧化硅；改性石墨烯的粒径小于10nm；乳化剂为油胺聚氧乙烯醚；聚氨酯树脂通过有机多异氰酸酯与低聚多元醇作为主要成分制备得到；有机多异氰酸酯为PAPI；低聚多元醇为乙二醇；消泡剂为有机高碳醇脂肪酸酯复合物。B组分按照以下原料的重量比组成：5份交联化合物、12份固化剂、76份异丙醇、16份软水。交联化合物为过氧化苯甲酰；固化剂为改性胺类固化剂。储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：

a)在高温反应釜中依次加入90份软水、10份聚氨酯树脂，待升温至110-115℃时停止加热，并加入5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物，搅拌速率为300-500r/min；

b)待温度自然降低至80℃，开始滴加5份乳化剂，滴加时间控制在1h，滴加完毕后继续反应2h，搅拌速率保持不变；

c)反应结束后，加入0.5份消泡剂，搅拌速率保持不变，同时让高温反应釜快速降温至室温，出料，得到A组分；

(2)B组分的制备：

先将76份异丙醇、16份软水进行混合，而后分别将5份交联化合物、12份固化剂加入到异丙醇与软水的混合物中，搅拌速度为300r/min，混合均匀后得到B组分；

(3)底胶的制备：

使用时，将A组分与B组分按照质量比10:1进行配比，混合均匀，得到色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶。

实施例3

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为13％；A组分按照以下原料的重量比组成：3份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、2份乳化剂、7份聚氨酯树脂、0.3份消泡剂、82份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1。改性白炭黑为纳米级气相二氧化硅；改性石墨烯的粒径小于10nm；乳化剂为十二烷基硫酸钠；聚氨酯树脂通过有机多异氰酸酯与低聚多元醇作为主要成分制备得到；有机多异氰酸酯为TDI；低聚多元醇为甘油；消泡剂为氨基硅烷。B组分按照以下原料的重量比组成：4份交联化合物、10份固化剂、73份异丙醇、15份软水。交联化合物为过氧二异苯丙类；固化剂为氨基树脂。储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。

一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：

a)在高温反应釜中依次加入82份软水、7份聚氨酯树脂，待升温至110-115℃时停止加热，并加入3份改性白炭黑与改性石墨烯混合物，搅拌速率为300-500r/min；

b)待温度自然降低至80℃，开始滴加2份乳化剂，滴加时间控制在1h，滴加完毕后继续反应2h，搅拌速率保持不变；

c)反应结束后，加入0.3份消泡剂，搅拌速率保持不变，同时让高温反应釜快速降温至室温，出料，得到A组分；

(2)B组分的制备：

先将73份异丙醇、15份软水进行混合，而后分别将4份交联化合物、10份固化剂加入到异丙醇与软水的混合物中，搅拌速度为300r/min，混合均匀后得到B组分；

(3)底胶的制备：

使用时，将A组分与B组分按照质量比10:1进行配比，混合均匀，得到色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶。

本发明的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，采用高温非高压的生产工艺，通过对A组分配方进行调控，简化了制备工艺，使底胶易于生产且功能优良，拓宽了其应用领域和范围。通过改性白炭黑与改性石墨烯混合物中两者的协同作用，可以极大地提高底胶的耐磨性能；且改性白炭黑具有较低的羟基密度，可以改善成膜之后的力学性能和抗撕裂性能。加入乳化剂可以提高聚氨酯乳液和改性白炭黑与改性石墨烯混合物的相容性，进行增容改性。加入交联化合物可以提高底胶对基材的附着力和吸墨能力，且其高效的交联作用可以替代一些用量较大的传统化工原料。同时，低聚多元醇的反应活性高，且环保无毒、成本低。固化剂只需加入较少的添加量就可以提高底胶的附着力，且环保无毒。异丙醇可以改善底胶的流平性能和烘干能力。本发明的底胶色牢度高，耐磨性能好，具有良好的基材附着力。完全水性的配方几乎不会有任何残留，符合环保、易用、稳定的市场要求。本发明可以涂布在BOPP、PET、PE等薄膜基材上，具有良好的产品适应性。本发明粘度较低，使用时可直接喷涂或泼洒，VOCs低于1ppm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述底胶由A组分和B组分按照质量比10:1配比组成，固含量为10％-15％；所述A组分按照以下原料的重量比组成：1-5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物、1-5份乳化剂、5-10份聚氨酯树脂、0.1-0.5份消泡剂、75-90份软水，其中改性白炭黑与改性石墨烯的比例为1:1；所述B组分按照以下原料的重量比组成：1-5份交联化合物、8-12份固化剂、69-76份异丙醇、14-16份软水；储存时双组分分开放置、低温、避光、密封；使用时双组分混合均匀。

2.根据权利要求1所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述改性白炭黑为纳米级气相二氧化硅；所述改性石墨烯的粒径小于10nm。

3.根据权利要求2所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、油胺聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述聚氨酯树脂通过有机多异氰酸酯与低聚多元醇作为主要成分制备得到。

5.根据权利要求4所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述有机多异氰酸酯为TDI、MDI、PAPI中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述低聚多元醇为低分子量的聚乙烯醇、乙二醇、己二醇、甘油中的一种或多种。

7.根据权利要求1、5或6所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述交联化合物为过氧二异苯丙类、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述固化剂为改性胺类固化剂和/或氨基树脂。

9.根据权利要求1或8所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶，其特征在于，所述消泡剂为氨基硅烷和/或有机高碳醇脂肪酸酯复合物。

10.根据权利要求1所述的一种色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)A组分的制备：

a)在高温反应釜中依次加入75-90份软水、5-10份聚氨酯树脂，待升温至110-115℃时停止加热，并加入1-5份改性白炭黑与改性石墨烯混合物，搅拌速率为300-500r/min；

b)待温度自然降低至80℃，开始滴加1-5份乳化剂，滴加时间控制在1h，滴加完毕后继续反应2h，搅拌速率保持不变；

c)反应结束后，加入0.1-0.5份消泡剂，搅拌速率保持不变，同时让高温反应釜快速降温至室温，出料，得到A组分；

(2)B组分的制备：

先将69-76份异丙醇、14-16份软水进行混合，而后分别将1-5份交联化合物、8-12份固化剂加入到异丙醇与软水的混合物中，搅拌速度为300r/min，混合均匀后得到B组分；

(3)底胶的制备：

使用时，将A组分与B组分按照质量比10:1进行配比，混合均匀，得到色牢度高的耐磨水性数码印刷底胶。