CN106833212B - 一种水性罩光金油及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性罩光金油及其制备工艺，其技术方案要点是所述罩光金油由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性水性丙烯酸树脂乳液30~40份、改性水性聚氨酯树脂乳液30~40份、甲醚化氨基树脂乳液10~15份、去离子水1~10份、中和剂1~5份、耐磨助剂1~5份、增硬助剂1~5份、消泡剂0.1~0.5份、抗菌剂0.1~0.5份，可用于各类金属，玻璃的喷涂和印刷，具有无溶剂挥发，环保，对空气无污染的特点，油墨硬度高，光泽度好，丰满度佳，耐盐雾等性能与溶剂型烤漆等同。

Description

一种水性罩光金油及其制备工艺
技术领域
本发明涉及印刷油墨，特别涉及一种水性罩光金油及其制备工艺。
背景技术
随着印刷产品的发展，以及人们对产品环保型的重视，水性罩光金油的开发越来越被人们所重视，相较于溶剂型罩光金油，水性罩光金油挥发性有机物含量低，对人体的伤害小，正在逐渐取代溶剂型罩光金油。
如公开号为CN102618158A的一种软质PVC涂装用水性金油，由A组分和B组分组成，A组分和B组分的重量份之比为8-10∶1，其中A组分包括如下重量份的各物质：高分子量水性聚氨酯分散体67～90％，去离子水3.5～30％，流平剂0.5～1％，分散剂0.5～1％，助剂0.5～1％，B组分包括如下重量份的各物质：水分散型聚异氰酸酯固化剂70～80％，二乙二醇单甲醚20～30％。该水性金油形成具有优异的光泽、硬度、耐化学性和耐久性。
但是人们对印刷品性能的要求也越来越高，为了提升罩光金油的光泽感，会加入大量的水性树脂，但是部分水性树脂之间相容性较差，导致交联密度减小，降低罩光金油的耐磨性。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种耐磨性好的水性罩光金油水性罩光金油。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种水性罩光金油，所述罩光金油由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性水性丙烯酸树脂乳液30～40份、改性水性聚氨酯树脂乳液30～40份、甲醚化氨基树脂乳液10～15份、去离子水1～10份、中和剂1～5份、耐磨助剂1～5份、增硬助剂1～5份、消泡剂0.1～0.5份、抗菌剂0.1～0.5份。
通过采用上述技术方案，水性丙烯酸树脂乳液是一种常见的罩光金油的连接料，现有的改性水性丙烯酸树脂乳液具有较好的光泽感、粘接性好、成膜性能优良、耐水性和耐候性强，具有较好的耐摩擦性；改性水性聚氨酯树脂乳液以水性聚氨酯树脂为连接料制备而得的水性油墨具有优良的耐磨性、附着力和耐化学性，耐水性好，是水性油墨中应用较为广泛的一种连接料树脂；甲醚化氨基树脂乳液作为主要的交联剂，聚合度低、粘度小，相较于其他交联剂在固含量相同时，用较少的量，可制得低粘度、高固体分的涂料，且涂膜光泽高、丰满度好、还具有较好的耐化学性；中和剂可以用于维持体系的pH值，使其在混合过程中更为平稳，乳液外观较好，不易产生黄变，且乳液涂膜的耐水性较佳；耐磨助剂的添加可以减少体系在混合过程中提高润滑性、减少摩擦、降低界面黏附性能，从而降低摩擦表面的摩擦损伤；增硬助剂的添加能够提高涂料表面的抗磨损性，提高涂料流动性，减少“橘皮”现象，并提高光亮度，抗缩孔，防止气泡、鱼眼产生，提高树脂的交联性和附着力，使涂料具有优异的附着力，耐化学性能好，对要求高耐水煮、耐酒精、耐盐雾、耐高温体系尤其适用；消泡剂的添加可以能使泡沫局部表面张力降低、膜弹性遭到破坏从而导致泡沫破灭；抗菌剂的添加可以使该油墨具有抑制微生物的生长的效果，从而抑制涂料表面出现霉斑，提高涂料对被覆物的保护效果。
作为优选，所述耐磨助剂为聚乙烯蜡乳液、聚丙烯蜡乳液、硅酮树脂蜡乳液、碳氟树脂蜡乳液的其中一种。
通过采用上述技术方案，上述蜡乳液用于水性油墨，具有抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定的特点，任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好，有很好的抗划伤、防水、抗粘防污、耐磨、柔软、表面润滑。
作为优选，所述增硬助剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氨基苯基三烷氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷的其中一种。
通过采用上述技术方案，上述增硬助剂具有优异的流平性，可在增加硬度的同时提升手感，提升涂料的抗回粘和抗水性能，使涂料具有优异的打磨性能以及抗刮伤性能，同时，可以减少橡胶粉的含量。
作为优选，所述消泡剂为乳化硅油、季戊四醇硬脂酸酯、硅醚共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚的其中一种。
通过采用上述技术方案，乳化硅油、为硅类消泡剂，表面张力小，表面活性高，消泡力强，用量少，成本低，热稳定性好且与水及多数有机物不相混溶，对大多数气泡介质均能消泡；硅醚共聚物结合了聚醚跟有机硅消泡剂二者的优点，具有无毒无害，对菌种无害，添加量极少，具有消泡迅速，抑泡时间长和安全无毒等特点；季戊四醇硬脂酸酯、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚均在水体系里是具凸出的消泡效果。
作为优选，所述中和剂为丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、氨丙基甲基乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇的其中一种。
通过采用上述技术方案，丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、氨丙基甲基乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇能够使体系pH保持在微碱性，使浆料保持稳定，从而减少了组分的再聚集，提升了分散性。
作为优选，所述抗菌剂为甲基异噻唑啉酮、氯甲基异噻唑啉酮、吡啶硫酮钠的其中一种。
通过采用上述技术方案，甲基异噻唑啉酮是一种水性高效杀菌剂，对于抑制微生物的生长有很好的作用，可以抑制细菌、真菌、霉菌及霉菌的生长；氯甲基异噻唑啉酮的杀菌率远超出甲基异噻唑啉酮，还能作为成膜助剂使用；吡啶硫酮钠是目前效果最强的水溶性工业防霉防腐剂，具有高效、广谱、低毒、稳定的特点。
作为优选，所述改性水性聚氨酯树脂乳液为环氧树脂改性水性聚氨酯乳液，其环氧值在0.6～1.0mol/g。
通过采用上述技术方案，环氧树脂改性水性聚氨酯乳液形成有交联结构，增加体系的交联密度，提升了耐水性，环氧值在0.6～1.0mol/g的时候，其在提高乳液膜的机械性能的同时，所得的分散体的外观和储存性较好。
作为优选，所述改性水性丙烯酸树脂乳液为有机硅改性水性丙烯酸树脂，其固含量为36～38％，20℃下的粘度为600～1000mpa.s。
通过采用上述技术方案，有机硅改性水性丙烯酸树脂既具有聚氨酯树脂极佳的附着力和耐磨性，又具有丙烯酸树脂超常的耐冷热水性、优异的耐候性、耐化学性和较好的颜料润湿性和机器稳定性，同时避免了聚氨酯树脂容易变黄的缺点，还具有改善丙烯酸和聚氨酯混合乳液的相容性的效果，使混合乳液的化学稳定性较好，还解决了当前水性聚氨酯工艺上的支链网状化不均现而导致产生部份凝胶块状物的问题。
本发明的第二个目的是提供一种水性聚氨酯油墨的制备方法，有助于提升油墨内连接料的交联度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种水性罩光金油的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将改性水性丙烯酸树脂乳液、改性水性聚氨酯树脂乳液、中和剂和去离子水加入高速搅拌机中，600～1000r/min搅拌10～15min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液、耐磨助剂、增硬助剂、消泡剂加入到步骤(1)中，800r～1500/min搅拌15～25min；
(3)加入杀菌剂到步骤(2)中，继续搅拌2～3min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
通过采用上述技术方案，首先将改性水性丙烯酸树脂乳液、改性水性聚氨酯树脂乳液提高，使搅拌混合体系均匀，逐步添加组分内的其余助剂，使体系内的交联度提升，从而提升涂料的耐水性和耐磨性。
作为优选，所述高速搅拌机搅拌时的温度控制在70～80℃。
通过采用上述技术方案，温度过高的状态下，体系内部分低熔点有机物容易挥发，形成小分子挥发性有机物，影响油墨的使用，同时使人危害健康，将温度控制在80℃以下，可以减少有机物挥发，将温度控制在70℃以上，则可以提升搅拌的效果，提升搅拌的效率。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、该水性罩光金油可用于各类玻璃和金属，在剥离和金属上面的附着力强，硬度高，耐磨性好，可以起到较好的防护作用，同时，具有较好的光泽度和丰满度，耐溶剂性和耐盐雾性好，进一步提升了其防护效果；
2、通过上述制备工艺制备该水性罩光金油，通过分次搅拌以及加料顺序的控制，可以进一步提升该水性罩光金油的交联度，使其具有较好的耐磨性和耐溶剂性。
具体实施方式
改性水性丙烯酸树脂乳液为有机硅改性水性丙烯酸树脂购于德国拜耳公司，改性水性聚氨酯树脂乳液为环氧树脂改性水性聚氨酯树脂，购于台湾南亚塑胶工业股份有限公司。
将聚乙烯蜡乳液作为耐磨助剂A；将聚丙烯蜡乳液作为耐磨助剂B；将硅酮树脂蜡乳液作为耐磨助剂C；将碳氟树脂蜡乳液作为耐磨助剂D。
将氨丙基三甲氧基硅烷作为增硬助剂A；将氨基苯基三烷氧基硅烷作为增硬助剂B；将甲基三氯硅烷作为增硬助剂C；将二甲基二氯硅烷作为增硬助剂D；将甲基苯基二氯硅烷作为增硬助剂E。
将乳化硅油作为消泡剂A；将季戊四醇硬脂酸酯作为消泡剂B；将硅醚共聚物作为消泡剂C；将聚氧丙烯甘油醚作为消泡剂D；将聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚作为消泡剂E。
将甲基异噻唑啉酮作为抗菌剂A；将氯甲基异噻唑啉酮作为抗菌剂B；将吡啶硫酮钠作为抗菌剂C。
将丁基乙醇胺作为中和剂A；将丁基二乙醇胺作为中和剂B；将氨丙基甲基乙醇胺作为中和剂C；将2-氨基-2甲基-1-丙醇作为中和剂D。
实施例一
(1)将下列组分按质量份数添加，改性水性丙烯酸树脂乳液30份、改性水性聚氨酯树脂乳液30份、中和剂A1份和去离子水加入高速搅拌机中，1000r/min搅拌10min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液10份、耐磨助剂A1份、增硬助剂A1份、消泡剂A0.5份加入到步骤(1)中，800r/min搅拌15min；
(3)加入杀菌剂A0.5份到步骤(2)中，继续搅拌2min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例二
(1)将下列组分按质量份数添加，将改性水性丙烯酸树脂乳液35份、改性水性聚氨酯树脂乳液35份、中和剂B2份和去离子水加入高速搅拌机中，900r/min搅拌12min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液12份、耐磨助剂B3份、增硬助剂B2份、消泡剂B0.3份加入到步骤(1)中，1400r/min搅拌20min；
(3)加入杀菌剂B0.2份到步骤(2)中，继续搅拌3min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例三
(1)将下列组分按质量份数添加，将改性水性丙烯酸树脂乳液40份、改性水性聚氨酯树脂乳液40份、中和剂C5份和去离子水加入高速搅拌机中，800r/min搅拌15min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液15份、耐磨助剂C5份、增硬助剂C4份、消泡剂C3份加入到步骤(1)中，1250r/min搅拌13min；
(3)加入杀菌剂C0.3份到步骤(2)中，继续搅拌2.5min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例四
(1)将下列组分按质量份数添加，将改性水性丙烯酸树脂乳液32份、改性水性聚氨酯树脂乳液36份、中和剂D4份和去离子水加入高速搅拌机中，850r/min搅拌12min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液15份、耐磨助剂D3份、增硬助剂D5份、消泡剂D0.4份加入到步骤(1)中，1450r/min搅拌14min；
(3)加入杀菌剂B0.5份到步骤(2)中，继续搅拌2.5min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例五
(1)将下列组分按质量份数添加，将改性水性丙烯酸树脂乳液36份、改性水性聚氨酯树脂乳液36份、中和剂D5份和去离子水加入高速搅拌机中，1000r/min搅拌12min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液12份、耐磨助剂D5份、增硬助剂E2份、消泡剂E0.4份加入到步骤(1)中，1200r/min搅拌13min；
(3)加入杀菌剂B0.3份到步骤(2)中，继续搅拌2.4min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例六
(1)将改性水性丙烯酸树脂乳液34份、改性水性聚氨酯树脂乳液35份、中和剂A3份和去离子水加入高速搅拌机中，950r/min搅拌11min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液12份、耐磨助剂B3份、增硬助剂C4份、消泡剂E0.3份加入到步骤(1)中，1500r/min搅拌11min；
(3)加入杀菌剂A0.4份到步骤(2)中，继续搅拌2.1min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
实施例七
(1)将改性水性丙烯酸树脂乳液35份、改性水性聚氨酯树脂乳液35份、中和剂D4份和去离子水加入高速搅拌机中，750r/min搅拌13min；
(2)将甲醚化氨基树脂乳液15份、耐磨助剂D4份、增硬助剂D3份、消泡剂E0.2份加入到步骤(1)中，1050r/min搅拌12min；
(3)加入杀菌剂C0.3份到步骤(2)中，继续搅拌3min；
(4)搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
选取一样的金属片，将金属片分为八组，其中七组分别涂覆按上述七组实施例所示方法制得七组罩光金油，未涂覆的一组作为对照金属片，并进行如下实验：
细度(μm)：采用刮板细度仪按照GB/T13217.3-19测定油墨细度；
耐冲击性能(kg.cm)：按照GB/T1732-93进行测试；
耐摩擦性能(来回)，根据GB/T7706-2008，使用配重摩擦检测法进行检测；
耐盐雾性(h)：根据GB6458-86，在盐雾箱内/进行中性烟雾试验，观测出现腐蚀时间；
抗菌性：制备八组琼脂培养基，每组30个，在其中七组琼脂培养基中添加0.1％所制得的罩光金油，每组其中15个接种0.2mL大肠杆菌，剩余15个接种0.2mL金黄色葡萄球菌，置于37℃培养箱中，培养48h，计算每组培养基中每个培养皿内的平均菌落数。
测试结果见下表：
综上，选择实施例四作为最优实施例。
对比例一
为实施例四不添加甲醚化氨基树脂乳液制得的罩光金油。
对比例二
为实施例四不添加中和剂制得的罩光金油。
对比例三
为实施例四不添加耐磨助剂制得的罩光金油。
对比例四
为实施例四不添加增硬助剂制得的罩光金油。
对比例五
为实施例四不添加消泡剂制得的罩光金油。
对比例六
为实施例四不控制搅拌温度制得的罩光金油。
将上述对比例制得罩光金油，进行上述实验，并于实施例四进行比较。
测试结果如下表：
综上，该水性罩光金油可用于各类玻璃和金属，在剥离和金属上面的附着力强，硬度高，耐磨性好，可以起到较好的防护作用，同时，具有较好的光泽度和丰满度，耐溶剂性和耐盐雾性好，该水性罩光金油还具有较好的抑菌效果，进一步提升了其防护效果。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (1)

1.一种水性罩光金油的制备工艺，其特征在于，所述罩光金油由以下组分组成，各组分以及各组分的质量份数为：改性水性丙烯酸树脂乳液30~40份、改性水性聚氨酯树脂乳液30~40份、甲醚化氨基树脂乳液10~15份、去离子水1~10份、中和剂1~5份、耐磨助剂1~5份、增硬助剂1~5份、消泡剂0.1~0.5份、抗菌剂0.1~0.5份；
所述改性水性聚氨酯树脂乳液为环氧树脂改性水性聚氨酯乳液，其环氧值在0.6~1.0mol/g；
所述改性水性丙烯酸树脂乳液为有机硅改性水性丙烯酸树脂，其固含量为36~38%，20℃下的粘度为600~1000mP a.s；
所述耐磨助剂为聚乙烯蜡乳液、聚丙烯蜡乳液、硅酮树脂蜡乳液、碳氟树脂蜡乳液的其中一种；所述增硬助剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氨基苯基三烷氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷的其中一种；所述消泡剂为乳化硅油、季戊四醇硬脂酸酯、硅醚共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚的其中一种；所述中和剂为丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、氨丙基甲基乙醇胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇的其中一种；所述抗菌剂为甲基异噻唑啉酮、氯甲基异噻唑啉酮、吡啶硫酮钠的其中一种；该水性罩光金油由如下步骤制备而成：
（1）将改性水性丙烯酸树脂乳液、改性水性聚氨酯树脂乳液、中和剂和去离子水加入高速搅拌机中，600~1000r/min搅拌10~15min；所述高速搅拌机搅拌时的温度控制在70~80℃；
（2）将甲醚化氨基树脂乳液、耐磨助剂、增硬助剂、消泡剂加入到步骤（1）中，800~1500r/min搅拌15~25min；
（3）加入杀菌剂到步骤(2)中，继续搅拌2~3min；
（4）搅拌完成后，经砂磨机研磨至细度为15μm以下，即得该水性罩光金油。
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