一种水性替塑油及其制备方法与流程

本发明涉及油墨及其制备方法技术领域，尤其涉及一种水性替塑油及其制备方法。

背景技术：

塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活、工业等用品的统称。包括以塑料为原料的注塑、吸塑等所有工艺的制品。塑胶是一类具有可塑性的合成高分子材料。它与合成橡胶、合成纤维形成了日常生活不可缺少的三大合成材料。具体地说，塑料是以天然或合成树脂为主要成分，加入各种添加剂，在一定温度和压力等条件下可以塑制成一定形状，在常温下保持形状不变的材料。

水性替塑油是全球限塑令应运而出的一种成熟的热塑水性聚氨酯新型环保材料，目前市面上的水性替塑油主要是针对烟酒化妆品市场的覆膜工艺。

技术实现要素：

本发明提供一种水性替塑油及其制备方法，以解决现有技术中水性替塑油产品单一的问题，本发明的内容如下：

本发明的第一个目的在于提供一种水性替塑油，其技术点在于：按重量份数计，所述水性替塑油包括60-80重量份的水性聚氨酯乳液、10-20重量份的水性丙烯酸乳液、2-4重量份的蜡粉、2-4重量份的消光粉、0.5-2重量份的有机硅和20-40重量份的水。

所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，预聚体的制备：常温常压下，按照比例将聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯泵送入反应釜，开启搅拌装置搅拌物料制备水性聚氨酯预聚体。

步骤二，回流反应：在步骤一中制备得到的水性聚氨酯预聚体中加入助剂、催化剂，在50-70℃的条件下回流反应3-5h得到混合物料a；

步骤三，中和反应：测混合物料a中异氰酸根含量，当异氰酸根/氢氧根的比为1.0-1.8时，降温到50℃以下于5000-8000rmp转速下进行分散，随后于3000-4000rmp转速下加入三乙胺进行中和反应得到混合物料b；

步骤四，扩链反应：将步骤三中得到的混合物料b中加入去离子水，于10-20℃温度下、5000-8000rmp转速下进行分散乳化1-2h，随后加入乙二胺和二羟甲基丁酸进行扩链反应，生成所述的水性聚氨酯乳液。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液的ph值为7-9，和/或所述水性聚氨酯乳液在25℃时粘度为10-20mpa.s，和/或所述水性聚氨酯乳液的固含量为29-31wt.％。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中水性丙烯酸乳液的ph值为7-9，和/或所述水性丙烯酸乳液在25℃时粘度为100-1000mpa.s，和/或所述水性丙烯酸乳液的固含量为30-45wt.％。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤一中聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯的重量比为(1-3)：1。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤二中助剂为改性有机硅助剂，催化剂为有机锡类催化剂。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中蜡粉为改性酰胺蜡粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中消光粉为二氧化硅消光粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中有机硅为含氨基、羟基、环氧基的小分子有机硅氧烷类。

本发明的第二个目的在于提供一种水性替塑油的制备方法，其技术点在于：所述水性替塑油的制备方法为：将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水在16kw的分散机下以800-1200rmp的转速分散1-3h即得所述水性替塑油。

本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明提供了一种水性替塑油及其制备方法，本发明的水性替塑油的配方体系中包括了水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水，该水性替塑油具有卓越的高张力、高拉力、强韧、耐磨、耐折防暴、防水、耐老化等特性，与油墨密著性佳、不回粘、粘结性优良。上油后具有良好的光泽度，膜面耐黄性好，可以应用医疗，电子器材，化妆，教育等包装纸板涂层，取代以往过膜过塑等不可降解。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种水性替塑油包括70kg的水性聚氨酯乳液、15kg的水性丙烯酸乳液、3kg的蜡粉、3kg的消光粉、1kg的有机硅和30kg的水。

上述的水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，预聚体的制备：常温常压下，按照比例将聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯泵送入反应釜，开启搅拌装置搅拌物料制备水性聚氨酯预聚体。

步骤二，回流反应：在步骤一中制备得到的水性聚氨酯预聚体中加入助剂、催化剂，在60℃的条件下回流反应4h得到混合物料a；

步骤三，中和反应：测混合物料a中异氰酸根含量，当异氰酸根/氢氧根的比为1.4时，降温到50℃以下于6500rmp转速下进行分散，随后于3500rmp转速下加入三乙胺进行中和反应得到混合物料b；

步骤四，扩链反应：将步骤三中得到的混合物料b中加入去离子水，于15℃温度下、6500rmp转速下进行分散乳化1.5h，随后加入乙二胺和二羟甲基丁酸进行扩链反应，生成所述的水性聚氨酯乳液。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液的ph值为8，和/或所述水性聚氨酯乳液在25℃时粘度为15mpa.s，和/或所述水性聚氨酯乳液的固含量为30wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性丙烯酸乳液的ph值为8，和/或所述水性丙烯酸乳液在25℃时粘度为500mpa.s，和/或所述水性丙烯酸乳液的固含量为38wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤一中聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯的重量比为2：1。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤二中助剂为改性有机硅助剂，催化剂为有机锡类催化剂。

其中，上述的水性替塑油配方体系中蜡粉为改性酰胺蜡粉。

其中，上述的水性替塑油配方体系中消光粉为二氧化硅消光粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中有机硅为含氨基、羟基、环氧基的小分子有机硅氧烷类。

按照上述配方，本发明的水性替塑油的制备方法为：将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水在16kw的分散机下以1000rmp的转速分散2h即得所述水性替塑油。

将本实施例制备的水性替塑油薄膜涂刮10μm丝棒，让后折叠500次，无爆裂，说明该水性替塑油的耐揉搓性良好。用4磅耐磨仪测试500次，无明显擦花，说明该水性替塑油具有耐刮性。将本实施例制备的水性替塑油土壤掩埋一个月后测试剩余质量小于50％。

实施例2

一种水性替塑油包括60kg的水性聚氨酯乳液、10kg的水性丙烯酸乳液、2kg的蜡粉、2kg的消光粉、0.5kg的有机硅和20kg的水。

上述的水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，预聚体的制备：常温常压下，按照比例将聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯泵送入反应釜，开启搅拌装置搅拌物料制备水性聚氨酯预聚体。

步骤二，回流反应：在步骤一中制备得到的水性聚氨酯预聚体中加入助剂、催化剂，在50℃的条件下回流反应3h得到混合物料a；

步骤三，中和反应：测混合物料a中异氰酸根含量，当异氰酸根/氢氧根的比为1.0时，降温到50℃以下于5000rmp转速下进行分散，随后于3000rmp转速下加入三乙胺进行中和反应得到混合物料b；

步骤四，扩链反应：将步骤三中得到的混合物料b中加入去离子水，于10℃温度下、5000rmp转速下进行分散乳化1h，随后加入乙二胺和二羟甲基丁酸进行扩链反应，生成所述的水性聚氨酯乳液。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液的ph值为7，和/或所述水性聚氨酯乳液在25℃时粘度为10mpa.s，和/或所述水性聚氨酯乳液的固含量为29wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性丙烯酸乳液的ph值为7，和/或所述水性丙烯酸乳液在25℃时粘度为100mpa.s，和/或所述水性丙烯酸乳液的固含量为30wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤一中聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯的重量比为1：1。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤二中助剂为改性有机硅助剂，催化剂为有机锡类催化剂。

其中，上述的水性替塑油配方体系中蜡粉为改性酰胺蜡粉。

其中，上述的水性替塑油配方体系中消光粉为二氧化硅消光粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中有机硅为含氨基、羟基、环氧基的小分子有机硅氧烷类。

按照上述配方，本发明的水性替塑油的制备方法为：将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水在16kw的分散机下以800rmp的转速分散1h即得所述水性替塑油。

将本实施例制备的水性替塑油薄膜涂刮10μm丝棒，让后折叠500次，无爆裂，说明该水性替塑油的耐揉搓性良好。用4磅耐磨仪测试500次，无明显擦花，说明该水性替塑油具有耐刮性。将本实施例制备的水性替塑油土壤掩埋一个月后测试剩余质量小于50％。

实施例3

一种水性替塑油包括80kg的水性聚氨酯乳液、20kg的水性丙烯酸乳液、4kg的蜡粉、4kg的消光粉、2kg的有机硅和40kg的水。

上述的水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，预聚体的制备：常温常压下，按照比例将聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯泵送入反应釜，开启搅拌装置搅拌物料制备水性聚氨酯预聚体。

步骤二，回流反应：在步骤一中制备得到的水性聚氨酯预聚体中加入助剂、催化剂，在70℃的条件下回流反应5h得到混合物料a；

步骤三，中和反应：测混合物料a中异氰酸根含量，当异氰酸根/氢氧根的比为1.8时，降温到50℃以下于8000rmp转速下进行分散，随后于4000rmp转速下加入三乙胺进行中和反应得到混合物料b；

步骤四，扩链反应：将步骤三中得到的混合物料b中加入去离子水，于20℃温度下、8000rmp转速下进行分散乳化2h，随后加入乙二胺和二羟甲基丁酸进行扩链反应，生成所述的水性聚氨酯乳液。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液的ph值为7-9，和/或所述水性聚氨酯乳液在25℃时粘度为20mpa.s，和/或所述水性聚氨酯乳液的固含量为31wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性丙烯酸乳液的ph值为9，和/或所述水性丙烯酸乳液在25℃时粘度为1000mpa.s，和/或所述水性丙烯酸乳液的固含量为45wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤一中聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯的重量比为3：1。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤二中助剂为改性有机硅助剂，催化剂为有机锡类催化剂。

其中，上述的水性替塑油配方体系中蜡粉为改性酰胺蜡粉。

其中，上述的水性替塑油配方体系中消光粉为二氧化硅消光粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中有机硅为含氨基、羟基、环氧基的小分子有机硅氧烷类。

按照上述配方，本发明的水性替塑油的制备方法为：将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水在16kw的分散机下以1200rmp的转速分散3h即得所述水性替塑油。

将本实施例制备的水性替塑油薄膜涂刮10μm丝棒，让后折叠500次，无爆裂，说明该水性替塑油的耐揉搓性良好。用4磅耐磨仪测试500次，无明显擦花，说明该水性替塑油具有耐刮性。将本实施例制备的水性替塑油土壤掩埋一个月后测试剩余质量小于50％。

实施例4

一种水性替塑油包括65kg的水性聚氨酯乳液、12kg的水性丙烯酸乳液、2.5kg的蜡粉、2.5kg的消光粉、0.8kg的有机硅和25kg的水。

上述的水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：

步骤一，预聚体的制备：常温常压下，按照比例将聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯泵送入反应釜，开启搅拌装置搅拌物料制备水性聚氨酯预聚体。

步骤二，回流反应：在步骤一中制备得到的水性聚氨酯预聚体中加入助剂、催化剂，在55℃的条件下回流反应3.5h得到混合物料a；

步骤三，1.21.0-1.8时，降温到50℃以下于6000rmp转速下进行分散，随后于3500rmp转速下加入三乙胺进行中和反应得到混合物料b；

步骤四，扩链反应：将步骤三中得到的混合物料b中加入去离子水，于12℃温度下、6000rmp转速下进行分散乳化1h，随后加入乙二胺和二羟甲基丁酸进行扩链反应，生成所述的水性聚氨酯乳液。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液的ph值为8，和/或所述水性聚氨酯乳液在25℃时粘度为12mpa.s，和/或所述水性聚氨酯乳液的固含量为29wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性丙烯酸乳液的ph值为8，和/或所述水性丙烯酸乳液在25℃时粘度为200mpa.s，和/或所述水性丙烯酸乳液的固含量为40wt.％。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤一中聚酯多元醇和二苯甲烷二异氰酸酯的重量比为2：1。

其中，上述的水性替塑油配方体系中水性聚氨酯乳液制备方法中步骤二中助剂为改性有机硅助剂，催化剂为有机锡类催化剂。

其中，上述的水性替塑油配方体系中蜡粉为改性酰胺蜡粉。

其中，上述的水性替塑油配方体系中消光粉为二氧化硅消光粉。

在本发明的有的实施例中，上述的水性替塑油配方体系中有机硅为含氨基、羟基、环氧基的小分子有机硅氧烷类。

按照上述配方，本发明的水性替塑油的制备方法为：将水性聚氨酯乳液、水性丙烯酸乳液、蜡粉、消光粉、有机硅和水在16kw的分散机下以900rmp的转速分散2h即得所述水性替塑油。

将本实施例制备的水性替塑油薄膜涂刮10μm丝棒，让后折叠500次，无爆裂，说明该水性替塑油的耐揉搓性良好。用4磅耐磨仪测试500次，无明显擦花，说明该水性替塑油具有耐刮性。将本实施例制备的水性替塑油土壤掩埋一个月后测试剩余质量小于50％。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。