CN114921164A - 水性打印革专用处理剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及打印革表面处理领域，具体公开了水性打印革专用处理剂及其制备工艺。水性打印革专用处理剂，包括去离子水、水性树脂和水性助剂，水性树脂包括：N‑乙基吡咯烷酮9重量份、聚己内脂多元醇7.7重量份、聚碳多元醇6.4重量份、二羟甲基丙酸1.6重量份、1‑4环己烷二甲醇1.6重量份、异佛尔酮二异氰酸酯21.9重量份、有机铋催化剂0.005重量份、三乙胺1.2重量份、消泡剂0.1重量份、异佛尔酮二胺0.5重量份、水合肼0.13重量份，水性助剂包括：乙二醇丁醚4重量份、丙二醇甲醚1重量份、增稠剂0.8重量份；去离子水：水性树脂：水性助剂之间的重量配比为15：4：1。本发明解决了油性打印革处理剂存在气味大，不环保，污染空气，大量VOC的排放，易燃易爆等问题。
Description
技术领域
本发明涉及打印革表面处理领域，特别涉及了水性打印革专用处理剂。
背景技术
目前的市场上大部分厂家是应用溶剂型(油性)打印革用的处理剂，其气味大，在溶剂型(油性)打印革用的处理剂的生产过程中会产生有机挥发性气体，带着刺鼻气味和强烈的刺激性，向大气中排放大量的VOCs，不环保，且易燃易爆，对工人身体危害也大。
本发明所要解决的技术问题为：溶剂型(油性)打印革处理剂，其气味大，不环保，且易燃易爆，对工人身体危害也大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性打印革专用处理剂及其制备工艺，本发明的水性打印革专用处理剂应用到PVC革中，能够代替溶剂型的打印革处理剂，解决了溶剂型的打印革处理剂对环境的污染、易燃易爆不安全的特性及产品出来后气味大等的问题。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
水性打印革专用处理剂，包括去离子水、水性树脂和水性助剂，水性树脂包括如下各组分重量份配比：N-乙基吡咯烷酮9重量份、聚己内脂多元醇 7.7重量份、聚碳多元醇6.4重量份、二羟甲基丙酸1.6重量份、1-4环己烷二甲醇1.6重量份、异佛尔酮二异氰酸酯21.9重量份、有机铋催化剂0.005重量份、三乙胺1.2重量份、消泡剂0.1重量份、异佛尔酮二胺0.5重量份、水合肼0.13重量份，水性助剂包括如下各组分重量份配比：乙二醇丁醚4重量份、丙二醇甲醚1重量份、增稠剂0.8重量份；
去离子水：水性树脂：水性助剂之间的重量配比为15：4：1。
本发明水性打印革专用处理剂是可完全代替油性(即溶剂型)打印革处理剂，其中聚己内脂多元醇、聚碳多元醇、二羟甲基丙酸、1-4环已烷二甲醇中的羟基(-OH)与异佛尔酮二异氰酸酯中的异氰酸酯基团(NCO-)在温度 80-85℃的条件下产生的聚合反应，生成含羧基的预聚物，加入三乙胺进行中和生成离子型的聚胺脂，再分散于水中，利用异佛尔酮二胺，水合肼中的胺基基团与分散在液中NCO-基团反应，得到水性聚氨酯乳液。
本发明的N-乙基吡咯烷酮是环保助溶剂，可降低预聚物的粘度，有助于预聚物分散于去离子水中。
本发明的二羟甲基丙酸具有接枝亲水基团，接枝亲水基团可与胺中和成盐，易分散于水中。
本发明的1-4环己烷二甲醇具有6个碳链，可提高交联密度，还可提高附着力和耐水解力性。
本发明的异佛尔酮二异氰酸酯可提供NC0-(异氰酸酯基团)与羟基进行反应，耐黄变性好。
本发明的有机铋催化剂可提高反应速度，节省时间成本。
本发明的三乙胺可用于与二羟甲基丙酸的接枝亲水基团中和成盐，起到中和的作用。
本发明的异佛尔酮二胺可起到在水中扩链的作用，实现增加本发明水性打印革专用处理剂的分子量，提高物性。
本发明的水合肼可起到在水中扩链的作用，实现增加本发明水性打印革专用处理剂的分子量，提高物性。
本发明的丙二醇甲醚和乙二醇丁醚均起到成膜助剂的作用，提高成膜性。
进一步的，水性树脂还包括介质去离子水59重量份和稀释去离子水4.4 重量份，其中59重量份的介质去离子水用于当做介质、溶剂使用，另外4.4 重量份的稀释去离子水用于稀释胺扩链。
进一步的，聚己内脂多元醇与聚碳多元醇的分子量均为2000分子量，聚己内脂多元醇具有较好的相容性、柔韧性，其耐水解性也十分优良，可有效提高水性打印革专用处理剂的耐水性能；聚碳多元醇具有多碳分子，可与交联剂更好地交联，提高成膜的物性，其机械性能、耐水性等方面的性能良好。
进一步的，消泡剂为有机硅消泡剂，有机硅消泡剂可起到消泡和抑泡的作用。
进一步的，增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂，缔合型聚氨酯增稠剂可起到增加物料的粘度，流平性更好。
进一步的，水性助剂还包括水29.2重量份、有机硅消泡剂0.2重量份、气相二氧化硅4重量份、有机硅润湿剂1.6重量份、防霉抗菌剂0.5重量份，气相二氧化硅可起到消光作用，同时起到在成膜后可增加吸收墨水的作用；有机硅润湿剂可降低表面张力，可使得水性PU膜更好地铺展在基材上；防霉抗菌剂可起到抗菌防霉的作用。
进一步，一种水性打印革专用处理剂制备工艺包括如下步骤：
S1：预热：预热烘干反应釜；
S2：投料搅拌：向反应釜内加入7.7重量份聚已内脂多元醇和6.4重量份聚碳多元醇，依次加入10重量份N-乙基吡咯烷酮、1.6重量份二羟甲基丙酸、 1.6重量份1-4环已烷二甲醇，第一次搅拌，得到初拌液。
S3：聚合反应：向初拌液加入21.9重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.005 重量份有机铋催化剂，升温至80-85℃进行聚合反应，聚合反应时间为2小时；
S4：二次搅拌：通入冷却水，降温至58℃，加入1.2重量份三乙胺，第二次搅拌，合成得到预聚物；
S5：降温分散：向分散釜中加入介质去离子水59重量份，降温至12-15℃，向分散釜中加入0.1重量份有机硅消泡剂，开动分散机，转速为1200转/min，分散时间：20分钟；
S6：保持降温：打开反应釜的排料口，反应釜中加压3.0帕，加压时间为 10分钟，预聚物流入分散釜中，分散釜保持降温，降温至25℃；
S7：滴加分散：将0.5重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.13重量份水合肼和 4.4重量稀释去离子水制得混合物A，采用滴加的方式向分散釜中加入混合物 A，控制流速：2.4L/min，滴加2小时后，再次分散20分钟，得到水性树脂；
S8：高速分散：将水性树脂和14.6重量份的水加入分散釜中进行搅拌分散，转速为200转/min，分散10分钟，加入0.2重量份有机硅消泡剂、4重量份气相二氧化硅，高速分散30分钟，高速分散转速为1000转/min，得到分散初液；
S9：再次分散：将4重量份乙二醇丁醚、1重量份丙二醇甲醚、0.8重量份缔合型聚氨酯增稠剂混合均匀，得混合物B，向分散初液中加入混合物B，高速分散15分钟，制得分散液；
S10：制得目标产物：向分散液中加入1.6重量份有机硅润湿剂、0.5重量份防霉抗菌剂，中速分散10分钟，中速分散转速为500转/min，即可得目标产物。
进一步的，S1中：预热烘干温度为：55-60℃，烘干时间为：30分钟。
进一步的，S2中：第一次搅拌：搅拌转速为60转/min，并同时升温至 50-55℃，搅拌30分钟。
进一步的，S4中：第二次搅拌：搅拌转速为60转/min，并同时升温至 50-55℃，搅拌30分钟。
本发明的有益效果在于：
本发明水性打印革专用处理剂可完全代替油性(即溶剂型)打印革处理剂，解决了油性打印革处理剂存在的气味大，不环保，污染空气，大量的VOC 的排放，易燃易爆等问题。水性打印革专用处理剂处理在打印革上后烘干，用于打印机打印图案花纹，完全达到油性的技术效果，吸墨均匀且色彩鲜艳。
同时目前市场上溶剂型打印革处理剂的配方是82％的有机溶剂(如丁酮，甲苯等)和18％的树脂，而本发明水性革打印处理剂的配方是去离子水75％、树脂20％、水性成膜剂5％、增稠剂。从配方结构成分上即可知本发明水性打印革处理剂具有环保，无毒安全的特性，相比于溶剂型的打印革处理剂，水性革打印处理剂具有很大的优势且适用性更强，同时生产工艺步骤安全不会易燃。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了一种可代替油性打印革处理剂的水性打印革专用处理剂，包括去离子水、水性树脂和水性助剂，水性树脂包括如下各组分重量份配比： N-乙基吡咯烷酮9重量份、聚己内脂多元醇7.7重量份、聚碳多元醇6.4重量份、二羟甲基丙酸1.6重量份、1-4环己烷二甲醇1.6重量份、异佛尔酮二异氰酸酯21.9重量份、有机铋催化剂0.005重量份、三乙胺1.2重量份、消泡剂 0.1重量份、异佛尔酮二胺0.5重量份、水合肼0.13重量份，水性助剂包括如下各组分重量份配比：乙二醇丁醚4重量份、丙二醇甲醚1重量份、增稠剂 0.8重量份；
去离子水：水性树脂：水性助剂之间的重量配比为15：4：1。
采用上述制得的水性打印革专用处理剂应用于打印革的打印过程中，其包括如下制备工艺步骤：
S1：预热：预热烘干反应釜；
S2：投料搅拌：向反应釜内加入7.7重量份聚已内脂多元醇和6.4重量份聚碳多元醇，依次加入10重量份N-乙基吡咯烷酮、1.6重量份二羟甲基丙酸、 1.6重量份1-4环已烷二甲醇，第一次搅拌，得到初拌液。
S3：聚合反应：向初拌液加入21.9重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.005 重量份有机铋催化剂，升温至80-85℃进行聚合反应，聚合反应时间为2小时；
S4：二次搅拌：通入冷却水，降温至58℃，加入1.2重量份三乙胺，第二次搅拌，合成得到预聚物；
S5：降温分散：向分散釜中加入介质去离子水59重量份，降温至12-15℃，向分散釜中加入0.1重量份有机硅消泡剂，开动分散机，转速为1200转/min，分散时间：20分钟；
S6：保持降温：打开反应釜的排料口，反应釜中加压3.0帕，加压时间为 10分钟，预聚物流入分散釜中，分散釜保持降温，降温至25℃；
S7：滴加分散：将0.5重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.13重量份水合肼和 4.4重量稀释去离子水制得混合物A，采用滴加的方式向分散釜中加入混合物 A，控制流速：2.4L/min，滴加2小时后，再次分散20分钟，得到水性树脂；
S8：高速分散：将水性树脂和14.6重量份的水加入分散釜中进行搅拌分散，转速为200转/min，分散10分钟，加入0.2重量份有机硅消泡剂、4重量份气相二氧化硅，高速分散30分钟，高速分散转速为1000转/min，得到分散初液；
S9：再次分散：将4重量份乙二醇丁醚、1重量份丙二醇甲醚、0.8重量份缔合型聚氨酯增稠剂混合均匀，得混合物B，向分散初液中加入混合物B，高速分散15分钟，制得分散液；
S10：制得目标产物：向分散液中加入1.6重量份有机硅润湿剂、0.5重量份防霉抗菌剂，中速分散10分钟，中速分散转速为500转/min，即可得目标产物。
本发明实施例1同市面油性处理剂的打印革对比性测试性能(未打印) 见表一
表一
本发明实施例1同市面油性处理剂的打印革对比性测试性能(打印上图案及固色)表二
表二
通过表一表二可知本发明水性打印革专用处理剂可代替溶剂型的打印革处理剂，且本发明水性打印革专用处理剂与溶剂型的打印革处理剂相比，本发明水性打印革专用处理剂处理在打印革上后烘干，用于打印机打印图案花纹，完全达到溶剂型的打印革处理剂的技术效果：耐曲折，吸墨均匀、色彩鲜艳。
另外：溶剂型的打印革处理剂的成份中含有:82％有机溶剂，有机溶剂的生产过程中会产生有机挥发性气体，带着刺鼻气味和强烈的刺激性，向大气中排放大量的VOCs，不环保，且易燃易爆，对工人身体危害也大，目前大部分工厂都收到环保局要求限制VOCs的排放在10％以下的通知，可知溶剂型的打印革处理剂的使用将受到限制，其原因在于溶剂型的打印革处理剂的生产有超过10％的VOC排放，而本发明水性打印革专用处理剂里面只有5％成膜助剂，VOC排放量可控制在在10％以下，不会造成空气污染，由此可知本发明本发明水性打印革专用处理剂与溶剂型的打印革处理剂相比，本发明本发明水性打印革专用处理剂具有环保，无毒安全的特性，同时生产工艺步骤安全不会易燃。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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.水性打印革专用处理剂，包括去离子水、水性树脂和水性助剂，其特征在于，所述水性树脂包括如下各组分重量份：N-乙基吡咯烷酮9-10重量份、聚己内脂多元醇6-8重量份、聚碳多元醇5-7重量份、二羟甲基丙酸1-2重量份、1-4环己烷二甲醇2-3重量份、异佛尔酮二异氰酸酯22-25重量份、有机铋催化剂0.004-0.006重量份、三乙胺1-2重量份、消泡剂0.1-0.3重量份、异佛尔酮二胺0.4-1.0重量份、水合肼0.1-0.5重量份，所述水性助剂包括如下各组分重量份配比：乙二醇丁醚3-5重量份、丙二醇甲醚1-3重量份、增稠剂0.6-1.0重量份；
所述去离子水：水性树脂：水性助剂之间的重量配比为15：4：1。
2.根据权利要求1所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，所述水性树脂还包括介质去离子水59重量份和稀释去离子水4.4重量份。
3.根据权利要求1所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，所述聚己内脂多元醇与聚碳多元醇的分子量均为2000分子量。
4.根据权利要求1所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
5.根据权利要求1所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
6.根据权利要求1所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，所述水性助剂还包括水29.2重量份、有机硅消泡剂0.2重量份、气相二氧化硅4重量份、有机硅润湿剂1.6重量份、防霉抗菌剂0.5重量份。
7.一种水性打印革专用处理剂制备工艺，用于制备如权利要求1至5任一项所述的水性打印革专用处理剂，其特征在于，包括如下步骤：
S1：预热：预热烘干反应釜；
S2：投料搅拌：向反应釜内加入7.7重量份聚已内脂多元醇和6.4重量份聚碳多元醇，依次加入10重量份N-乙基吡咯烷酮、1.6重量份二羟甲基丙酸、1.6重量份1-4环已烷二甲醇，第一次搅拌，得到初拌液。
S3：聚合反应：向初拌液加入21.9重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.005重量份有机铋催化剂，升温至80-85℃进行聚合反应，聚合反应时间为2小时；
S4：二次搅拌：通入冷却水，降温至58℃，加入1.2重量份三乙胺，第二次搅拌，合成得到预聚物；
S5：降温分散：向分散釜中加入介质去离子水59重量份，降温至12-15℃，向分散釜中加入0.1重量份有机硅消泡剂，开动分散机，转速为1200转/min，分散时间：20分钟；
S6：保持降温：打开反应釜的排料口，反应釜中加压3.0帕，加压时间为10分钟，预聚物流入分散釜中，分散釜保持降温，降温至25℃；
S7：滴加分散：将0.5重量份异佛尔酮二异氰酸酯、0.13重量份水合肼和4.4重量稀释去离子水制得混合物A，采用滴加的方式向分散釜中加入混合物A，控制流速：2.4L/min，滴加2小时后，再次分散20分钟，得到水性树脂；
S8：高速分散：将水性树脂和14.6重量份的水加入分散釜中进行搅拌分散，转速为200转/min，分散10分钟，加入0.2重量份有机硅消泡剂、4重量份气相二氧化硅，高速分散30分钟，高速分散转速为1000转/min，得到分散初液；
S9：再次分散：将4重量份乙二醇丁醚、1重量份丙二醇甲醚、0.8重量份缔合型聚氨酯增稠剂混合均匀，得混合物B，向分散初液中加入混合物B，高速分散15分钟，制得分散液；
S10：制得目标产物：向分散液中加入1.6重量份有机硅润湿剂、0.5重量份防霉抗菌剂，中速分散10分钟，中速分散转速为500转/min，即可得目标产物。
8.根据权利要7所述的水性打印革专用处理剂制备工艺，其特征在于，所述S1中：预热烘干温度为：55-60℃，烘干时间为：30分钟。
9.根据权利要求7所述的水性打印革专用处理剂制备工艺，其特征在于，所述S2中：第一次搅拌：搅拌转速为60转/min，温度为50-55℃，搅拌时间为：30分钟。
10.根据权利要求7所述的水性打印革专用处理剂制备工艺，其特征在于，所述S4中：第二次搅拌：搅拌转速为60转/min，并同时升温至50-55℃，搅拌时间为：30分钟。
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| CN112280450A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-29 | 佛山市高明明海化学企业有限公司 | 一种pvc人造革水性改色处理剂及其制备方法 |
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