本發(fā)明涉及水性油墨，具體為應(yīng)用于pet膜印刷高附著度的水性油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、pet膜在各種包裝和工業(yè)應(yīng)用中廣泛使用，尤其是在食品、電子產(chǎn)品和藥品包裝中。由于其優(yōu)異的物理性能，如耐熱性、耐化學(xué)性和高透明度，pet膜成為許多應(yīng)用的首選材料。然而，如何確保油墨能夠牢固地附著在pet膜表面，且不易脫落或分層，是印刷過程中需要解決的關(guān)鍵問題。
2、目前，以pet膜為基材的印刷主要使用脂溶性油墨，其溶劑通常為醋酸乙酯或甲苯。脂溶性油墨相較于水性油墨的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3、附著力強(qiáng)：脂溶性油墨能夠在pet膜表面形成牢固的附著力，由于pet膜本身表面較為光滑且親水性較弱，脂溶性油墨通過溶劑的揮發(fā)和油墨成分的相互作用，能夠提供較好的附著效果；
4、復(fù)合牢度高：脂溶性油墨的高復(fù)合牢度使得它在復(fù)合過程中更穩(wěn)定，不易發(fā)生脫層或分層現(xiàn)象；
5、不易脫墨：脂溶性油墨由于其化學(xué)性質(zhì)，較難從表面脫落，這對(duì)于一些高要求的應(yīng)用（如食品和藥品包裝）是十分必要的，以保證產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不會(huì)發(fā)生污染。
6、許多國家和地區(qū)正在推動(dòng)減少有害物質(zhì)的使用，尤其是那些對(duì)環(huán)境和人體健康可能產(chǎn)生負(fù)面影響的溶劑型油墨。脂溶性油墨通常使用的溶劑，如甲苯、二甲苯等，對(duì)環(huán)境和人體的危害較大，尤其是揮發(fā)性有機(jī)化合物（vocs）的排放，可能對(duì)空氣質(zhì)量和工人健康造成影響。因此，隨著環(huán)保法規(guī)的逐步加強(qiáng)，水性油墨成為了替代品之一。
7、水性油墨是一種以水為溶劑的油墨，相較于傳統(tǒng)的溶劑型油墨，水性油墨更環(huán)保，voc排放量極低，符合現(xiàn)代環(huán)保要求。因此，許多企業(yè)開始嘗試使用水性油墨來替代傳統(tǒng)的溶劑型油墨，尤其是在一些對(duì)環(huán)保要求嚴(yán)格的領(lǐng)域，然而，水性油墨在印刷和復(fù)合效果上仍面臨一些挑戰(zhàn)：
8、（1）附著力差：由于pet膜的表面能較低，水性油墨在附著力方面比脂溶性油墨稍差，這導(dǎo)致印刷層的附著力不如脂溶性油墨，容易剝離；
9、（2）復(fù)合牢度不足：水性油墨的復(fù)合牢度往往不如脂溶性油墨，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料之間的分層問題，影響最終產(chǎn)品的性能和外觀；
10、（3）干燥速度慢：水性油墨通常需要更長的時(shí)間才能完全干燥，這增加了生產(chǎn)周期和設(shè)備成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種對(duì)pet基材具有高附著力的水性油墨及制備方法。應(yīng)用于pet膜印刷高附著度的水性油墨的制備方法，包括以下步驟：
2、s1水性基礎(chǔ)油墨的制備：
3、將顏料與乙醇混合、研磨后得到基礎(chǔ)油墨；
4、s2連接料的制備：
5、s210聚氨酯預(yù)聚體的制備
6、s211：將多元醇放入攪拌反應(yīng)釜中，升溫至100-120℃，進(jìn)行攪拌、抽真空，去除水分；
7、s212：將溫度降至60-70℃，將異氰酸酯與多元醇攪拌混合，加入催化劑、擴(kuò)鏈劑，反應(yīng)2-3h，制備得到異氰酸根封端的聚氨酯預(yù)聚體；
8、s220預(yù)乳化丙烯酸酯單體的制備
9、s221：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯與環(huán)氧樹脂混合，加入乳化劑和去離子水和抗氧化劑，預(yù)乳化0.5-1h形成預(yù)乳化丙烯酸酯單體；
10、s230復(fù)合乳液的制備
11、s231：將聚氨酯預(yù)聚體和預(yù)乳化丙烯酸酯單體與去離子水、乙腈混合，升溫至70-80℃，滴加引發(fā)劑，3h內(nèi)滴加完畢，然后升溫至85-90℃，加入交聯(lián)劑、進(jìn)行反應(yīng)2-3h，確保反應(yīng)完全；
12、s232：降溫至40℃，加入中和劑中和，然后加入ph調(diào)節(jié)劑將ph值調(diào)節(jié)至8-9，過濾后加入附著力促進(jìn)劑，攪拌混合均勻后制得水溶性丙烯酸-環(huán)氧樹脂-聚氨酯復(fù)合乳液，即連接料；
13、s3水性油墨的制備：
14、將步驟s1制備的水性基礎(chǔ)油墨與s2制備的連接料進(jìn)行混合后制得水性油墨。
15、進(jìn)一步地，步驟s211所述的多元醇為聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，步驟s212所述異氰酸酯為異佛爾酮二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯。
16、進(jìn)一步地，所述催化劑為有機(jī)錫催化劑，用量為異氰酸酯與多元醇總質(zhì)量的0.3-0.8%；
17、所述擴(kuò)鏈劑包括親水?dāng)U鏈劑和小分子擴(kuò)鏈劑，所述親水?dāng)U鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸；
18、所述小分子擴(kuò)鏈劑為新戊二醇、甲基丙二醇、乙二胺、二乙烯三胺中的一種或多種。
19、進(jìn)一步地，所述親水?dāng)U鏈劑用量為異氰酸酯與多元醇總質(zhì)量的3-8%；
20、所述小分子擴(kuò)鏈劑用量為異氰酸酯與多元醇總質(zhì)量的1-3%。
21、進(jìn)一步地，5.步驟s221所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯的質(zhì)量比為（3-5）：（4-6）：1；
22、所述環(huán)氧樹脂為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯總質(zhì)量的3-8%；
23、所述乳化劑為磺基甜菜堿、2-吡啶基硫脲，用量為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯總質(zhì)量的3-8%。
24、進(jìn)一步地，所述磺基甜菜堿、2-吡啶基硫脲的質(zhì)量比為1：（1-1.5）。
25、進(jìn)一步地，步驟s231所述聚氨酯預(yù)聚體與預(yù)乳化丙烯酸酯單體的質(zhì)量比為1：（2-3）；
26、所述引發(fā)劑為過硫酸銨，用量為預(yù)乳化丙烯酸酯單體質(zhì)量的0.5-0.8%；
27、所述交聯(lián)劑為甲基丙烯酸羥丙酯和二縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量為預(yù)乳化丙烯酸酯單體質(zhì)量的2-5%。
28、進(jìn)一步地，步驟s231所述甲基丙烯酸羥丙酯和二縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯的質(zhì)量比為1：（1-1.5）。
29、進(jìn)一步地，步驟s232所述的中和劑為三乙胺，用量為聚氨酯預(yù)聚體與預(yù)乳化丙烯酸酯單體總質(zhì)量的2-7%；
30、所述附著力促進(jìn)劑為磷酸酯丙烯酸酯、鈦酸酯偶聯(lián)劑、苯氧基二甲基硅烷化合物中的一種或多種；
31、所述附著力促進(jìn)劑的用量為聚氨酯預(yù)聚體與預(yù)乳化丙烯酸酯單體總質(zhì)量的0.5-1%。
32、另外，本發(fā)明還提供了由上述制備方法制備得到的用于pet膜印刷高附著度的水性油墨。
33、有益的技術(shù)效果
34、（1）本發(fā)明的應(yīng)用于pet膜印刷高附著度的水性油墨，先制備端異氰酸根封端的聚氨酯預(yù)聚體，再與丙烯酸酯單體及環(huán)氧樹脂共聚，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；聚氨酯鏈段提供柔韌性和耐水性，丙烯酸酯賦予硬度和快干性，環(huán)氧樹脂通過環(huán)氧基團(tuán)與pet表面羥基反應(yīng)增強(qiáng)化學(xué)鍵合，使得水性油墨能直接在pet表面形成強(qiáng)力的結(jié)合，顯著提升了油墨的附著力；
35、（2）在預(yù)乳化丙烯酸酯單體階段，環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯單體共聚，其環(huán)氧基團(tuán)在堿性條件下與pet表面的酯基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的醚鍵共價(jià)連接；環(huán)氧樹脂在乳液共聚階段參與反應(yīng)，而非傳統(tǒng)工藝的物理共混，確保環(huán)氧基團(tuán)均勻分布于乳膠粒子表面，直接接觸pet界面，提高油墨的附著力；
36、（3）丙烯酸酯單體的制備采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯復(fù)配，丙烯酸羥乙酯的羥基可以與pet基材形成氫鍵，增強(qiáng)附著力。其次，丙烯酸羥乙酯的羥基可能在乳液聚合過程中參與交聯(lián)反應(yīng)，提高樹脂的內(nèi)聚強(qiáng)度，從而提升附著力；
37、（4）本發(fā)明中采用親水?dāng)U鏈劑，在聚氨酯預(yù)聚體中引入羧基，通過調(diào)節(jié)鏈段結(jié)構(gòu)，改善油墨的親水性和流動(dòng)性，有助于在水性體系中提高油墨的潤濕性和分散性；采用小分子擴(kuò)鏈劑有助于增強(qiáng)交聯(lián)度，使得油墨的硬度和耐磨性得到進(jìn)一步增強(qiáng)；
38、（5）乳化劑采用磺基甜菜堿（兩性離子型）與2-吡啶基硫脲（反應(yīng)型）復(fù)配，相比傳統(tǒng)sds/op-10體系，進(jìn)一步改善顏料在水性油墨中的分散性；磺基甜菜堿在油墨-pet界面形成定向吸附層，降低界面張力，使樹脂更易鋪展并填充pet表面缺陷，2-吡啶基硫脲在聚合過程中部分接入聚合物鏈，避免傳統(tǒng)乳化劑遷移導(dǎo)致的界面弱邊界層；
39、（6）采用甲基丙烯酸羥丙酯與二縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯聯(lián)用，通過自由基聚合形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，減少成膜過程中的收縮內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)甲基丙烯酸羥丙酯的羥基與pet表面形成氫鍵輔助附著。