CN115584160B - 一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷涂油墨(IPC分类号:C09D11/102),尤其涉及一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨。按重量份计,原料至少包含:水性聚氨酯乳液45~60份,水性聚酯树脂1~4份,水性醛酮树脂2~7份,水性色浆10~20份,润湿剂0.5~1份,表面活性剂0.5~1份,消泡剂0.3~0.5份,食用酒精5~10份,黄原胶0.5~1.5份。本发明制备的快干型水性喷涂油墨作为水性油墨的连接料,对环境友好,能解决目前水性油墨抗水性不理想、光泽度差、干燥慢等性能缺点。所制备的水性油墨同时具有良好的抗水性、快干性、耐磨性;水性油墨光泽度好、附着力强,满足高档水性油墨喷涂的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷涂油墨(IPC分类号:C09D11/102),尤其涉及一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨。
背景技术
水性油墨简称水墨,由水溶性或水分散性高分子树脂连结料、颜料、水溶剂和相关助剂组成。水性油墨与溶剂型油墨的主要区别在于,溶剂型油墨以有机溶剂为溶剂,而水性油墨以水(占总质量的45%~50%)为溶剂,水性油墨由于不含挥发性有机溶剂,大大减少了有机挥发物(VOC)的排放,从而减轻了大气污染,改善了操作人员的环境,特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。
专利申请CN200810018326.1制备了一种聚氨酯基水性油墨,在此发明中,采用了含氟类的表面活性剂,在制备过程中对环境产生一定的危害。此外,现有的水性油墨已成功解决了大多数原先存在的难点,如难以使用、油墨的储存、基材的局限性以及电晕处理和表面张力等问题,但是干燥时间,抗水性等问题仍需要进一步改善。
因此,本发明制备的快干型水性喷涂油墨,对环境友好,能解决目前水性油墨抗水性不理想、光泽度差、难干燥等性能缺点。所制备的水性油墨同时具有良好的抗水性、快干性、耐磨性,水性油墨光泽度好、附着力强,满足高档水性印刷的需求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的第一方面提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,包括以下组分:水性聚氨酯乳液45~60份,水性聚酯树脂1~4份,水性醛酮树脂2~7份,水性色浆10~20份,润湿剂0.5~1份,表面活性剂0.5~1份,消泡剂0.3~0.5份,食用酒精5~10份,黄原胶0.5~1.5份。
优选的,所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000且羟值为 56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
优选的,所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
优选的,所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂。
优选的,所述水性醛酮树脂的软化点为110~120℃,羟值为320~330 mgKOH/g。
作为一种优选的方案,所述水性聚氨酯乳液,水性聚酯树脂,水性醛酮树脂的重量比为(53~57):3:(4~5)。
优选的,所述润湿剂为磺基琥珀酸钠二辛脂、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4.7-二醇(DDTM)、支链醇醚、山梨糖醇的一种或几种。
进一步优选的,所述润湿剂为DDTM。
优选的,所述表面活性剂为二乙二醇乙醚、丙二醇甲醚、十二碳酸酯,二丙二醇甲醚、异丙醇中的一种或几种。
进一步优选的,所述表面活性剂为十二碳酸酯。
优选的,所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物,可市售,例如迪高Foamex 810。
优选的,水性聚氨酯乳液,按重量份计,至少包括以下组分:有结晶性多元醇30~40份,二异氰酸酯10~18份,催化剂0.05~0.1份,成核剂0.2~0.7份,含离子基的二醇扩链剂3~5份。
优选的,所述有结晶性多元醇为聚己内酯二元醇,聚碳酸酯二元醇,聚酯二醇,聚四氢呋喃二醇的一种或多种。
进一步优选的,所述有结晶性多元醇为聚四氢呋喃二醇。
优选的,所述二异氰酸酯为MDI(二苯甲烷二异氰酸酯),HMDI(氢化二苯甲烷二异氰酸酯),HDI(六亚甲基二异氰酸酯)中的一种或多种。
进一步优选的,所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的混合物。
进一步优选的,所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的重量比为3:1
优选的,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、2-乙基已基酸亚锡和甲基磺酸铋、辛酸铋、柠檬酸铋、氧化铋中的一种或几种。
进一步优选的,所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物。
进一步优选的,所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2。
优选的,所述成核剂为山梨醇类成核剂,可市售。
优选的,所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸基的二羟甲基丙酸(DMPA)。
在本发明中水性聚氨酯乳液的制备方法,包括以下步骤:(1)将多元醇加热抽真空脱水后,加入催化剂和二异氰酸酯60~90℃,600~800 r/min下搅拌反应达到设定的异氰酸根含量时。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温40~50℃,加入成核剂,蒸馏水,搅拌反应1~2 h,即得水性聚氨酯乳液。
有益效果:
1. 本发明通过限定水性聚氨酯乳液,聚酯树脂,软化点为110~120℃,羟值为320~330 mgKOH/g的醛酮树脂的重量比为(53~57):3:(4~5),提高了油墨的固化速度,同时也提高了油墨的附着力,不返粘。
2. 本发明通过采用高结晶性的多元醇与氢化二苯甲烷二异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯的协同作用,有效的提高了水性聚氨酯乳液的结晶速率和交联密度,形成结构规整的立体网状结构,有效的提高了干燥速度并改善附着力与耐化学试剂性能。
3. 本发明通过采用含羧酸基的二羟甲基丙酸的扩链剂,提高了水性油墨的乳化性能,从而提高了水性油墨的稳定性和耐候性能,即放置长达6个月无漂油,絮凝以及相分离等现象产生。
4. 本发明制备的水性油墨,同时具有良好的抗水性、快干性、耐磨性,水性油墨的光泽度好、附着力强,满足水性喷涂的需求,并且制备的涂料不含有毒溶剂,环境友好,便于批量生产,综合性能优异。
具体实施方式
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,原料包含:水性聚氨酯乳液53份,水性聚酯树脂3份,水性醛酮树脂4份,水性色浆15份,润湿剂1份,表面活性剂0.5份,消泡剂0.5份,食用酒精8份,黄原胶0.5份。
本实施例中的水性色浆,购买自旭化成的荧光色浆。
所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
所述重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
本实施例中所述水性聚酯树脂均购买自阿克苏诺贝尔涂料有限公司。
所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂,购买自赢创TEGO VariPlus SK。
本实施例中的表面活性剂为十二碳酸酯,购买自润泰化学有限公司。
本实施例中的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物购买自迪高Foamex 810。
本实施例中的黄原胶购买自湖南世纪华星生物工程有限公司。
在本实施例中,水性聚氨酯乳液,按重量份计,还包括以下组分:有结晶性多元醇35份,二异氰酸酯13份,催化剂0.08份,成核剂0.5份,含离子基的二醇扩链剂4份。
所述多元醇为聚四氢呋喃二乙醇;所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的重量比为3:1;所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物;所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2;所述成核剂为山梨醇类成核剂,购买自河南瑞奇特化工有限公司。所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸剂的二羟甲基丙酸(DMPA),购买自西安瑞禧生物科技有限公司。
在本实施例中水性聚氨酯乳液制备的方法,包括以下步骤:(1)将经过真空脱水处经理的大分子多元醇,催化剂,二异氰酸酯,加入反应釜中,加热到80℃,700r/min下搅拌。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温45℃,加入成核剂,蒸馏水,高速搅拌反应1.5 h,即得水性聚氨酯乳液。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,原料包含:水性聚氨酯乳液45份,水性聚酯树脂4份,水性醛酮树脂5份,水性色浆18份,润湿剂1份,表面活性剂0.5份,消泡剂0.5份,食用酒精5份,黄原胶0.8份。
本实施例中的水性色浆,购买自旭化成的荧光色浆。
所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
所述重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
本实施例中所述水性聚酯树脂均购买自阿克苏诺贝尔涂料有限公司。
所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂,购买自赢创TEGO VariPlus SK。
本实施例中的表面活性剂为十二碳酸酯,购买自润泰化学有限公司。
本实施例中的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物购买自迪高Foamex 810。
本实施例中的黄原胶购买自湖南世纪华星生物工程有限公司。
在本实施例中,水性聚氨酯乳液,按重量份计,还包括以下组分:有结晶性多元醇35份,二异氰酸酯13份,催化剂0.08份,成核剂0.5份,含离子基的二醇扩链剂4份。
所述多元醇为聚四氢呋喃二乙醇;所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的重量比为3:1;所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物;所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2;所述成核剂为山梨醇类成核剂,购买自河南瑞奇特化工有限公司。所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸剂的二羟甲基丙酸(DMPA),购买自西安瑞禧生物科技有限公司。
在本实施例中水性聚氨酯乳液制备的方法,包括以下步骤:(1)将经过真空脱水处经理的大分子多元醇,催化剂,二异氰酸酯,加入反应釜中,加热到80℃,700r/min下搅拌。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温45℃,加入成核剂,蒸馏水,搅拌反应1.5 h,即得水性聚氨酯乳液。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,原料包含:水性聚氨酯乳液50份,水性聚酯树脂4份,水性醛酮树脂6份,水性色浆10份,润湿剂1份,表面活性剂0.5份,消泡剂0.5份,食用酒精10份,黄原胶0.5份。
本实施例中的水性色浆,购买自旭化成的荧光色浆。
所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000,羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
所述重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
本实施例中所述水性聚酯树脂均购买自阿克苏诺贝尔涂料有限公司。
所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂,购买自赢创TEGO VariPlus SK。
本实施例中的表面活性剂为十二碳酸酯,购买自润泰化学有限公司。
本实施例中的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物购买自迪高Foamex 810。
本实施例中的黄原胶购买自湖南世纪华星生物工程有限公司。
在本实施例中,水性聚氨酯乳液,按重量份计,还包括以下组分:高结晶性多元醇35份,二异氰酸酯13份,催化剂0.08份,成核剂0.5份,含离子基的二醇扩链剂4份。
所述多元醇为聚四氢呋喃二乙醇;所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的重量比为3:1;所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物;所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2;所述成核剂为山梨醇类成核剂,购买自河南瑞奇特化工有限公司。所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸剂的二羟甲基丙酸(DMPA),购买自西安瑞禧生物科技有限公司。
在本实施例中水性聚氨酯乳液制备的方法,包括以下步骤:(1)将经过真空脱水处经理的大分子多元醇,催化剂,二异氰酸酯,加入反应釜中,加热到80℃,700r/min下搅拌。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温45℃,加入成核剂,蒸馏水,搅拌反应1.5 h,即得水性聚氨酯乳液。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,原料包含:水性聚氨酯乳液50份,水性聚酯树脂4份,水性色浆10份,润湿剂1份,表面活性剂0.5份,消泡剂0.5份,食用酒精10份,黄原胶0.5份。
本对比例中的水性色浆,购买自旭化成的荧光色浆。
所述水性聚酯树脂为聚酯树脂为重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
所述重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
本对比例中所述水性聚酯树脂均购买自阿克苏诺贝尔涂料有限公司。
本对比例中的表面活性剂为十二碳酸酯,购买自润泰化学有限公司。
本对比例中的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物购买自迪高Foamex 810。
本对比例中的黄原胶购买自湖南世纪华星生物工程有限公司。
在本对比例中,水性聚氨酯乳液,按重量份计,包括以下组分:高结晶性多元醇35份,二异氰酸酯13份,催化剂0.08份,成核剂0.5份,含离子基的二醇扩链剂4份。
所述多元醇为聚四氢呋喃二乙醇;所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的重量比为3:1;所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物;所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2;所述成核剂为山梨醇类成核剂,购买自河南瑞奇特化工有限公司。所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸剂的二羟甲基丙酸(DMPA),购买自西安瑞禧生物科技有限公司。
在本对比例中水性聚氨酯乳液制备的方法,包括以下步骤:(1)将经过真空脱水处经理的大分子多元醇,催化剂,二异氰酸酯,加入反应釜中,加热到80℃,700r/min下搅拌。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温45℃,加入成核剂,蒸馏水,搅拌反应1.5 h,即得水性聚氨酯乳液。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,按重量份计,原料包含:水性聚氨酯乳液50份,水性聚酯树脂4份,水性醛酮树脂6份,水性色浆10份,润湿剂1份,表面活性剂0.5份,消泡剂0.5份,食用酒精10份,黄原胶0.5份。
本对比例中的水性色浆,购买自旭化成的荧光色浆。
所述水性聚酯树脂为重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂、重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的混合物。
所述重均分子量为2000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂,重均分子量为3000且羟值为56mgKOH/g的聚酯树脂的重量比为1:1。
本对比例中所述聚酯树脂均购买自阿克苏诺贝尔涂料有限公司。
所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂,购买自赢创TEGO VariPlus SK。
本对比例中的表面活性剂为十二碳酸酯,购买自润泰化学有限公司。
本对比例中的消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物购买自迪高Foamex 810。
本对比例中的黄原胶购买自湖南世纪华星生物工程有限公司。
在本对比例中,水性聚氨酯乳液,按重量份计,还包括以下组分:高结晶性多元醇35份,二异氰酸酯13份,催化剂0.08份,成核剂0.5份,含离子基的二醇扩链剂4份。
所述多元醇为聚四氢呋喃二乙醇;所述二异氰酸酯为MDI;所述催化剂为二醋酸二丁基锡,氧化铋的混合物;所述二醋酸二丁基锡,氧化铋的重量比为1:2;所述成核剂为山梨醇类成核剂,购买自河南瑞奇特化工有限公司。所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸剂的二羟甲基丙酸(DMPA),购买自西安瑞禧生物科技有限公司。
在本对比例中水性聚氨酯乳液制备的方法,包括以下步骤:(1)将经过真空脱水处经理的大分子多元醇,催化剂,二异氰酸酯,加入反应釜中,加热到80℃,700r/min下搅拌。(2)将亲水性扩链剂加入步骤1中的反应釜中,加热反应。(3)降温45℃,加入成核剂,蒸馏水,搅拌反应1.5 h,即得水性聚氨酯乳液。
性能测试:
将实施例1~3和对比例1~2所得到的水性油墨喷涂于直径为20cm橡胶球上,60℃烘干,得到带有水性油墨的橡胶球。
(1)快干性:将喷涂有水性油墨的橡胶球置于60℃,10秒之后,目测是否成型。
(2)附着力:将喷涂有水性油墨的橡胶球置于恒温恒湿环境中平衡30min后,置于平整的操作台上,将810胶带按照金属长度方向贴合于试样的涂层表面,贴合规格不小于20mm×50mm,轻压胶带排出贴合时产生的气泡,保证胶带贴合完整。静置1min后,从胶带的一端快速剥离,至胶带完全剥离后,观察胶带上涂层的脱落情况。无涂层脱落或涂层脱落面积不超过10mm2 时,判定涂层附着力优异,为1级;涂层脱落面积为10~20mm2 时,判定涂层附着力好,为2级;涂层脱落面积大于20mm2时,判定涂层附着力差,为3级。
(3)返粘测试:将喷涂有水性油墨的橡胶球置于60℃下放置3天,往橡胶球表面放置500g砝码,观察是否有返粘现象。
(4)耐候性:采用氙灯人工耐候测试机,在辐照度(340nm)为0.51w/m2;相对湿度为50%;黑标温度为65℃的条件下试验200h,观察是否变色、粉化、裂纹、气泡脱落等老化现象。若无上述现象则合格,有上述现象则为不合格。
性能测试数据:
表1是实施例1~3和对比例1~3所制备喷涂有水性油墨的橡胶球的性能测试结果。
表1
Claims (7)
1.一种应用于健身球的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,按重量份计,原料至少包含:水性聚氨酯乳液45~60份,水性聚酯树脂1~4份,水性醛酮树脂2~7份,水性色浆10~20份,润湿剂0.5~1份,表面活性剂0.5~1份,消泡剂0.3~0.5份,食用酒精5~10份,黄原胶0.5~1.5份;
所述水性聚氨酯乳液,水性聚酯树脂,水性醛酮树脂的重量比为(53~57):3:(4~5);
所述水性醛酮树脂的软化点为110~120℃ ,羟值为320~330mgKOH/g;
所述水性聚氨酯乳液,按重量份计,包括以下组分:有结晶性多元醇30~40份,二异氰酸酯10~18份,催化剂0.05~0.1份,成核剂0.2~0.7份,含离子基的二醇扩链剂3~5份;
所述二异氰酸酯为HMDI,HDI的混合物,所述HMDI,HDI的重量比为3:1。
2.根据权利要求1所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述水性醛酮树脂为苯乙酮甲醛合成聚酮树脂。
3.根据权利要求2所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述润湿剂为磺基琥珀酸钠二辛脂、DDTM、支链醇醚、山梨糖醇的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述有结晶性多元醇为聚己内酯二元醇,聚碳酸酯二元醇,聚酯二醇,聚四氢呋喃二乙醇的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述含离子基的二醇扩链剂为含羧酸基或磺酸基的二羟甲基丙酸。
6.根据权利要求1所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述润湿剂为磺基琥珀酸钠二辛脂、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4.7-二醇、支链醇醚、山梨糖醇的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的快干型水性喷涂油墨,其特征在于,所述消泡剂为聚醚硅氧烷共聚物。
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