本發(fā)明涉及絲網(wǎng)印刷用油墨，尤其涉及一種絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、蓋板玻璃貼合在觸摸屏外表層后，一方面起到保護(hù)觸摸屏的作用，另一方面可印刷不同顏色、圖案、標(biāo)志物，起到裝飾及美化產(chǎn)品的作用。蓋板玻璃的整體美化和個(gè)性化，主要是通過(guò)絲網(wǎng)印刷的加工方式在蓋板玻璃內(nèi)層印上各種顏色及個(gè)性化logo。絲網(wǎng)印刷屬于孔板印刷，原理是印版在印刷時(shí)，通過(guò)一定的壓力使油墨通過(guò)孔板的孔眼轉(zhuǎn)移到承印物上形成圖像或文字，具有墨層厚實(shí)、立體感強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、承印物的大小及形狀不受限制、制版方便、操作性強(qiáng)、墨層附著力強(qiáng)、耐光性強(qiáng)等特點(diǎn)。
2、目前，隨著人們對(duì)環(huán)保要求的提高，水性油墨被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，但是水性油墨在蓋板玻璃絲網(wǎng)印刷過(guò)程中，由于油墨本身粘結(jié)力不夠引起墨膜附著力不牢，容易出現(xiàn)掉墨的現(xiàn)象，并且水性油墨的耐水性不高，限制了其在絲網(wǎng)印刷中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨及其制備方法，本發(fā)明具有良好的粘附性和耐水性。
2、本發(fā)明提出了一種絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其原料按重量份包括：水性聚氨酯分散體70份、改性碳纖維10-15份、水性色漿10-15份、分散劑2-4份和固化劑5-7份；
3、其中，水性聚氨酯分散體的原料包括：二異氰酸酯、多元醇化合物、擴(kuò)鏈劑、催化劑和水；
4、多元醇化合物包括：聚四氫呋喃二醇、羥丙基封端聚硅氧烷、磺酸鹽聚醚多元醇；
5、擴(kuò)鏈劑包括：非離子擴(kuò)鏈劑、2,4-二氨基苯磺酸鈉、n-(2-氰乙基)二乙醇胺、小分子擴(kuò)鏈劑、胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑。
6、本發(fā)明選用非離子擴(kuò)鏈劑、2,4-二氨基苯磺酸鈉、磺酸鹽聚醚多元醇相互配合，可以為聚氨酯提供親水結(jié)構(gòu)，制得水性聚氨酯，并且沒(méi)有引入羧基，可以提高聚氨酯的耐水性，另外引入適量羥丙基封端聚硅氧烷可以進(jìn)一步提高聚氨酯的耐水性和耐高溫性能；并且2,4-二氨基苯磺酸鈉、n-(2-氰乙基)二乙醇胺、磺酸鹽聚醚多元醇相互配合，引入磺酸鹽基團(tuán)和氰基相互配合，磺酸鹽基團(tuán)的強(qiáng)極性、氰基可與聚氨酯中的氨基甲酸酯形成氫鍵，從而大幅提高油墨的粘附力，避免水性油墨容易脫落的問(wèn)題。
7、優(yōu)選地，非離子擴(kuò)鏈劑、2,4-二氨基苯磺酸鈉、n-(2-氰乙基)二乙醇胺、小分子擴(kuò)鏈劑、胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑的重量比為0.6-0.7:1:0.1-0.2:0.3-0.4:0.4-0.5。
8、優(yōu)選地，聚四氫呋喃二醇、羥丙基封端聚硅氧烷、磺酸鹽聚醚多元醇的重量比為10:1:1-2。
9、優(yōu)選地，二異氰酸酯、多元醇化合物、擴(kuò)鏈劑、催化劑和水的重量比為1:2.7-3:0.19-0.21:0.001-0.002:5-5.5。
10、優(yōu)選地，小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇中的一種或多種。
11、優(yōu)選地，非離子擴(kuò)鏈劑為聚氧乙烯醚。
12、優(yōu)選地，胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或兩種。
13、選用二乙烯三胺、三乙烯四胺作為胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑，可以提高聚氨酯的交聯(lián)密度，進(jìn)一步提高其機(jī)械性能和粘附力，避免油墨脫落。
14、上述水性聚氨酯分散體的制備方法，包括如下步驟：在惰性氣體氛圍中，將多元醇化合物、非離子擴(kuò)鏈劑、二異氰酸酯混勻，進(jìn)行一次反應(yīng)，然后加入2,4-二氨基苯磺酸鈉、n-(2-氰乙基)二乙醇胺、小分子擴(kuò)鏈劑、催化劑，進(jìn)行二次反應(yīng)，加有機(jī)溶劑降粘，加水乳化，去除有機(jī)溶劑，得到水性聚氨酯分散體；優(yōu)選于90-95℃進(jìn)行一次反應(yīng)1.5-2.5h；優(yōu)選于55-65℃進(jìn)行二次反應(yīng)1.5-2.5h。
15、上述二異氰酸酯、多元醇化合物、擴(kuò)鏈劑、催化劑使用前均經(jīng)干燥脫水處理。
16、上述二異氰酸酯可以為異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種。
17、上述催化劑可以為有機(jī)鉍催化劑。
18、上述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨的原料還可以包括：增稠劑、抗氧劑等。
19、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，將包覆聚多巴胺層的碳纖維、接枝有巰基的納米二氧化硅、溶劑混勻，進(jìn)行反應(yīng)，固液分離得到改性碳纖維。
20、本發(fā)明將包覆聚多巴胺層的碳纖維與接枝有巰基的納米二氧化硅發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)，將納米二氧化硅接枝在碳纖維表面形成疏水結(jié)構(gòu)，再將其加入聚氨酯中，一方面碳纖維表面的聚多巴胺層中的多個(gè)羥基可以與異氰酸基團(tuán)反應(yīng)，使得改性碳纖維均勻且牢固的分散在聚氨酯分散體中，提高油墨的機(jī)械性能，并且由于疏水結(jié)構(gòu)的引入，從而大幅提高油墨的耐水性；另一方面剩余的聚多巴胺層中的鄰苯二酚基團(tuán)，可以進(jìn)一步提高油墨的粘附性能，避免油墨容易脫落的問(wèn)題。
21、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，接枝有巰基的納米二氧化硅為含有巰基的硅烷偶聯(lián)劑改性的納米二氧化硅。
22、上述含有巰基的硅烷偶聯(lián)劑可以為3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基甲基二甲氧基硅烷等。
23、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，接枝有巰基的納米二氧化硅的粒徑≤100nm。
24、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，包覆聚多巴胺層的碳纖維、接枝有巰基的納米二氧化硅的重量比為1:0.6-0.8。
25、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，于65-75℃反應(yīng)3-4h。
26、優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，溶劑為乙醇。
27、本發(fā)明還提出了上述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨的制備方法，包括如下步驟：將水性聚氨酯分散體、改性碳纖維、水性色漿、分散劑混勻，加入固化劑混勻得到絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨。
28、上述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨中的固化劑與其他原料分開(kāi)保存，使用前將二者混勻后再使用。
29、本發(fā)明通過(guò)對(duì)聚氨酯的原料和其配比的選擇，大幅提高了水性聚氨酯的粘附力和耐水性，并且加入改性碳纖維，相互配合從而大幅提高水性油墨的機(jī)械性能、粘附力和耐水性。
1.一種絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，其原料按重量份包括：水性聚氨酯分散體70份、改性碳纖維10-15份、水性色漿10-15份、分散劑2-4份和固化劑5-7份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，非離子擴(kuò)鏈劑、2,4-二氨基苯磺酸鈉、n-(2-氰乙基)二乙醇胺、小分子擴(kuò)鏈劑、胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑的重量比為0.6-0.7:1:0.1-0.2:0.3-0.4:0.4-0.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，聚四氫呋喃二醇、羥丙基封端聚硅氧烷、磺酸鹽聚醚多元醇的重量比為10:1:1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，二異氰酸酯、多元醇化合物、擴(kuò)鏈劑、催化劑和水的重量比為1:2.7-3:0.19-0.21:0.001-0.002:5-5.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，小分子擴(kuò)鏈劑為乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇中的一種或多種；優(yōu)選地，非離子擴(kuò)鏈劑為聚氧乙烯醚；優(yōu)選地，胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，將包覆聚多巴胺層的碳纖維、接枝有巰基的納米二氧化硅、溶劑混勻，進(jìn)行反應(yīng)，固液分離得到改性碳纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，接枝有巰基的納米二氧化硅為含有巰基的硅烷偶聯(lián)劑改性的納米二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，接枝有巰基的納米二氧化硅的粒徑≤100nm；優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，包覆聚多巴胺層的碳纖維、接枝有巰基的納米二氧化硅的重量比為1:0.6-0.8。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨，其特征在于，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，于65-75℃反應(yīng)3-4h；優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過(guò)程中，溶劑為乙醇。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將水性聚氨酯分散體、改性碳纖維、水性色漿、分散劑混勻，加入固化劑混勻得到絲網(wǎng)印刷用水性聚氨酯油墨。