[发明专利]纸张用紫外光固化水性上光油的制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于高分子化学领域，具体涉及一种纸张用紫外光固化水性上光油的制备方法。

背景技术

纸品的紫外固化上光加工是在印刷品表面通过辊涂(或喷涂、印刷)上一层无色透明的涂料，经过流平、紫外光固化、压光后在纸或纸板表面形成薄而均匀的透明光亮层，纸品通过上光处理后，增加了表面光泽度、平滑度、耐磨性能和耐水性能，能够起到保护印刷图文的作用，因此被广泛用于包装装潢、画册、大幅装饰和广告等印刷品的表面加工中。

紫外固化纸张上光油是一种对纸或纸板进行表面处理以获得很高的光泽度、耐磨性和耐水性能的印刷化学品，具有固化时间短、成膜速度快、光泽度高和成本低等特点，得到广泛应用。但由于目前国内大多使用的上光油为溶剂型，配方中不可避免地使用丙烯酸酯类的活性稀释单体，其中某些单体对环境及人体健康可能有害。此外，纸张是一种多孔吸附介质，在涂布、固化过程中活性单体难以完全反应，易于吸附残留于纸张纤维层中，会对印刷品长期性能和环境的安全指标有不利的影响。因此，纸张上光油发展趋势是以水代替活性稀释剂，避免纸品使用环境中可挥发有机物(VOC)的产生，而且如果纸张上光油为水性组分，则纸品的回收再生加工更加容易，可实现完全的绿色环保效应。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免纸品使用环境中可挥发有机物(VOC)的产生的纸张用紫外光固化水性上光油的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

纸张用紫外光固化水性上光油的制备方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：向干燥反应器中加入10.8重量份的聚合物多元醇，并于110-120℃真空脱气后，降温至50-80℃，加入7.63-14.62重量份的一种异氰酸酯类单体或两种异氰酸酯类单体以1：（1-5）的质量比混合的混合物到反应器中，在70-90℃进行聚合反应，反应时间为1-5h；

步骤二：再向反应器中加入0.68-3.59重量份的亲水扩链剂在60-80℃反应2-5h；

步骤三：降温到50℃，加入1.62-6.17重量份的功能性单体，反应2-5h，降温至15-40℃，加入有机碱调节反应体系pH值为7-8.5，高速搅拌下加入去离子水与高分子种子胶乳的混合物进行乳化，去离子水与高分子种子胶乳的质量比为1：1-2，即制得光固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液；

步骤四：称取光固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液并加入光引发剂、消泡剂、流平剂，即制得纸张用紫外光固化水性上光油，光引发剂、消泡剂、流平剂的质量分别占光固化水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液质量的1-7%，0.1-0.5%和0.4-1%。

步骤一中，所述的聚合物多元醇选自相对分子质量为1000的聚醚二元醇、聚酯二元醇；

聚醚二元醇选自聚氧化丙烯二元醇、聚四氢呋喃醚二元醇；

聚酯二元醇选自聚己内酯二元醇、聚碳酸酯二元醇、聚己二酸丁二醇酯二元醇。

步骤一中，所述的异氰酸酯类单体选自异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯。

步骤二中，所述的亲水扩链剂选自羧酸盐型中的二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种，或为羧酸盐型中的二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中的一种与磺酸盐型中的乙二胺基乙磺酸钠、1,4-丁二醇-2-磺酸钠、1,2-二羟基-3-丙磺酸钠中的一种以1：（0.2-5）的质量比混合的混合物。

步骤三中，所述的功能性单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯。

步骤三中，所述的有机碱选自三甲胺、三乙胺、三乙醇胺。

步骤三中，所述的高分子种子胶乳选自固含量50%-75%的丁苯胶乳、羧基丁苯胶乳、氯丁胶乳、阴离子丙烯酸树脂乳液。

步骤三中，所述的光引发剂选自IRGACURE 2959、IRGACURE 819DW。

步骤三中，所述的消泡剂选自BYK-034、BYK-035、BYK-037、BYK-038。

步骤三中，所述的流平剂选自BYK-300、BYK-306、BYK-310、BYK-323。

    本发明具有以下优点：

 1、以水代替了传统上光油中的活性稀释剂，避免了纸品在使用环境中VOC(可挥发有机物)的产生，而且本发明的上光油为水性组分，使得纸品的回收再生加工更加容易，可实现完全的绿色环保效应。