本發(fā)明涉及水性乳液型成膜物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

數(shù)碼噴墨用到弱溶劑油墨在玻璃、塑膠、陶瓷或金屬等基材表面直接噴涂，因?yàn)椴荒鼙M快的把墨水里的溶劑揮發(fā)而容易造成成像不清晰。如果先在這些基材表面先涂布一層具有吸收溶劑性能的預(yù)處理涂層然后再噴墨打印，涂層的吸墨固色作用會(huì)使得打印出來的效果與紙張打印的效果相當(dāng)，表面預(yù)處理涂布液的成分一般是具有吸收溶劑性能的高聚物材料，具有干燥時(shí)間短和吸墨性能好的溶劑型高分子預(yù)涂布液為人們經(jīng)常采用。

隨著人們對(duì)環(huán)保、安全、節(jié)能的重視，促使成膜物質(zhì)向著低污染、高性能和功能化方向發(fā)展。乳液型聚丙烯酸酯乳液型成膜物質(zhì)以其環(huán)保、優(yōu)良的耐候性和低碳等特點(diǎn)，近年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型丙烯酸酯成膜物質(zhì)成為人們研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)，性能可以媲美溶劑型乳液型成膜物質(zhì)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述成膜物質(zhì)的應(yīng)用。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述成膜物質(zhì)的制備方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來具體實(shí)現(xiàn)的：

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)，由如下重量份的原料組成：

丙烯酸酯軟單體 29-60份，

丙烯酸酯硬單體 45-75份，

功能單體 0.5-5份，

自交聯(lián)單體 1-2份，

陰離子乳化劑 0.1-1.0份，

非離子乳化劑 0.1-0.7份，

緩沖劑 0-0.3份，

消泡劑 0.02-0.1份，

潤(rùn)濕劑 0-0.08份，

超支化吸油樹脂 1-5份，

引發(fā)劑 0.2-1份，

氧化劑 0.01-0.07份，

還原劑 0.02-0.12份，

pH調(diào)節(jié)劑 0.05-3.5份，

水 60-130份。

進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯軟單體為丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種或幾種；

所述丙烯酸酯硬單體為甲基丙烯酸甲酯；

所述功能單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或兩種；

所述自交聯(lián)單體為N-羥甲基丙烯酰胺或N-羥乙基丙烯酰胺；

所述陰離子乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯磺酸鹽、辛基酚聚氧乙烯磺酸鹽中的一種或兩種；

所述非離子乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚；

所述緩沖劑為碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種或兩種；

所述消泡劑為礦物油類、聚醚改性有機(jī)硅類中的一種或兩種；

所述潤(rùn)濕劑為二異辛基磺酸鹽；

所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨，

所述氧化劑為叔丁基過氧化氫；

所述還原劑為吊白塊；

所述pH 調(diào)節(jié)劑為28wt%氨水。

進(jìn)一步的，所述超支化吸油樹脂為分子量6000-600000g/mol的超支化聚酯或超支化聚酰胺中的一種，末端為長(zhǎng)鏈烷基封端。

上述弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)用于數(shù)碼噴墨打印的油墨吸收和定位。

上述弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：

（1）將0.1-0.8份陰離子乳化劑、0.1-0.5份非離子乳化劑加入30-50份水中，攪拌得到乳化劑水溶液；向乳化劑水溶液中加入10-35份丙烯酸酯硬單體、25-55份丙烯酸酯軟單體、1-3份功能單體、0.5-1份自交聯(lián)單體，再加入0.2-0.3份引發(fā)劑，以600r/min攪拌30min，制得預(yù)乳液；

（2）將0.1-0.15份陰離子乳化劑、0.1-0.15份非離子乳化劑、緩沖劑加入20-40份水中，溶解加熱后再加入步驟（1）得到的預(yù)乳液，反應(yīng)制得乳液；

（3）將0.2-0.52份引發(fā)劑加入4-10份水中，攪拌得到引發(fā)劑水溶液；

（4）將25-40份丙烯酸酯硬單體、4-10份丙烯酸酯軟單體、1-3份功能單體、0.5-1份自交聯(lián)單體混合，得混合單體；

（5）將步驟（3）得到的引發(fā)劑水溶液、步驟（4）得到的混合單體加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)1.5-2h，再升溫至82-84℃進(jìn)行保溫反應(yīng)1h；

（6）步驟（5）得到的混合物降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃下保溫反應(yīng)30min；

（7）步驟（6）得到的混合物溫度下降后加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH至7.5-8，加入消泡劑、超支化吸油樹脂和潤(rùn)濕劑，攪拌10-30min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述步驟（2）中，加熱至79-82℃后再加入步驟（1）得到的預(yù)乳液，反應(yīng)時(shí)間為1.5-2h；

所述步驟（6）中，氧化劑稀釋液是將氧化劑用1-2份水稀釋得到，還原劑水溶液是將還原劑溶解在2-5份水中得到；

所述步驟（7）中，步驟（6）得到的混合物溫度≤40℃加入pH調(diào)節(jié)劑。

本發(fā)明采用自交聯(lián)結(jié)構(gòu)和引入超支化吸油樹脂，一方面通過交聯(lián)使得膜層大分子空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)間隙可以保證油墨滲透進(jìn)入且擴(kuò)散范圍有限，還可以通過超支化吸油樹脂提高吸墨性能。

本發(fā)明的有益效果為：

1、采用自交聯(lián)結(jié)構(gòu)并引入超支化吸油樹脂，提高吸油墨性能；

2、成膜后無氣泡等缺陷，吸油墨60s內(nèi)達(dá)到平衡，吸墨性能佳；

3、制造過程中，使用水而非有機(jī)溶劑做介質(zhì)，低碳環(huán)保，節(jié)約成本。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的原料均為市場(chǎng)可得品，其中超支化聚酯吸油樹脂的分子量為10000g/mol，末端為長(zhǎng)鏈烷基封端，廠家：恒泰化工有限公司，型號(hào)：191#。

實(shí)施例1

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.1g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.1g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、30g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤海痪徛尤?9g丙烯酸丁酯、25g甲基丙烯酸甲酯、1.3g丙烯酸、0.5gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.2g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.1g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.1g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.2g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取4g丙烯酸丁酯、29g甲基丙烯酸甲酯、1.2g甲基丙烯酸、0.5gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.05g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.08g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入1.8g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例2

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.4g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.2g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、40g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤?；緩慢加?5g丙烯酸丁酯、30g甲基丙烯酸甲酯、1.5g丙烯酸、0.8gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.25g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.15g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.15g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.2g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取4g丙烯酸丁酯、32g甲基丙烯酸甲酯、1.5g甲基丙烯酸、0.7gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.05g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.08g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入2.0g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1.5g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例3

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.8g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.5g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、50g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤海痪徛尤?5g丙烯酸丁酯、35g甲基丙烯酸甲酯、2.0g丙烯酸、1.0gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.3g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.15g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.15g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.2g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取5g丙烯酸丁酯、40g甲基丙烯酸甲酯、1.8g甲基丙烯酸、0.7gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.07g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.12g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入3.0g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例4

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.1g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.1g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、30g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤?；緩慢加?5g丙烯酸丁酯、30g甲基丙烯酸甲酯、1.5g丙烯酸、0.8gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.25g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.15g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.15g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.2g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取4g丙烯酸丁酯、32g甲基丙烯酸甲酯、1.5g甲基丙烯酸、0.7gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.07g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.12g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入2.0g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例5

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.4g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.2g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、40g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤海痪徛尤?5g丙烯酸異辛酯、30g甲基丙烯酸甲酯、1.5g丙烯酸、0.8gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.25g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.15g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.15g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.52g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取4g丙烯酸異辛酯、32g甲基丙烯酸甲酯、1.5g甲基丙烯酸、0.7gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.07g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.12g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入3.0g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例6

一種弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取0.8g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.5g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、50g去離子水，常溫?cái)嚢璧玫饺榛瘎┧芤?；緩慢加?5g丙烯酸異辛酯、30g甲基丙烯酸甲酯、1.8g丙烯酸、0.8gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體，加入0.25g過硫酸銨，攪拌30min，攪拌速度600 r/min，制得預(yù)乳液。

（2）稱取0.15g陰離子乳化劑十二烷基苯磺酸鈉、0.15g非離子乳化劑辛基酚聚氧乙烯醚、0.1g緩沖劑碳酸氫鈉，在20g去離子水溶解加熱至80℃，加入預(yù)乳液，反應(yīng)2h制得乳液。

（3）稱取0.52g過硫酸銨，加入10g去離子水溶解，制得引發(fā)劑水溶液。

（4）稱取4g丙烯酸異辛酯、40g甲基丙烯酸甲酯、1.5g甲基丙烯酸、0.7gN-羥甲基丙烯酰胺組成的混合單體。

（5）將引發(fā)劑水溶液和混合單體同時(shí)加入步驟（2）得到的乳液中，反應(yīng)2h制得乳液，升溫至82℃保溫1h。稱取0.07g叔丁基過氧化氫，用2g水稀釋，制得氧化劑稀釋液；稱取0.12g的吊白塊，用3g水溶解，制得還原劑水溶液。

（6）降溫至72℃加入氧化劑稀釋液，再加入還原劑水溶液，72℃保溫30min。

（7）步驟（6）得到的混合物降溫至40℃，加入3.2g 28wt%氨水調(diào)節(jié)pH至7.5-8，最后加入0.02g消泡劑礦物油、0.03g潤(rùn)濕劑二異辛基磺酸鈉、1g超支化聚酯吸油樹脂，攪拌10min至乳液均勻，過濾出料，濾液即為弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)。

實(shí)施例1-6得到的弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)的技術(shù)指標(biāo)如下：

A.物理化學(xué)指標(biāo)

外觀：乳白色透明液體，

乳膠顆粒粒徑（D50）：150-280nm，

固含量：40-50％，

粘度：80 ± 40mPa·s，

pH 值：7.5-8。

B.性能指標(biāo)

將實(shí)施例得到的弱溶劑墨水吸收涂層用乳液型成膜物質(zhì)用于數(shù)碼噴墨打印的油墨吸收，成膜后無氣泡等缺陷，吸油墨60s內(nèi)達(dá)到平衡，吸墨性能佳。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。