本發明涉及水性油墨，具體為應用于pet膜印刷高附著度的水性油墨及其制備方法。

背景技術：

1、pet膜在各種包裝和工業應用中廣泛使用，尤其是在食品、電子產品和藥品包裝中。由于其優異的物理性能，如耐熱性、耐化學性和高透明度，pet膜成為許多應用的首選材料。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勢主要體現在以下幾個方面：

3、附著力強：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和油墨成分的相互作用，能夠提供較好的附著效果；

4、復合牢度高：脂溶性油墨的高復合牢度使得它在復合過程中更穩定，不易發生脫層或分層現象；

5、不易脫墨：脂溶性油墨由于其化學性質，較難從表面脫落，這對于一些高要求的應用（如食品和藥品包裝）是十分必要的，以保證產品在運輸和儲存過程中不會發生污染。

6、許多國家和地區正在推動減少有害物質的使用，尤其是那些對環境和人體健康可能產生負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，對環境和人體的危害較大，尤其是揮發性有機化合物（vocs）的排放，可能對空氣質量和工人健康造成影響。因此，隨著環保法規的逐步加強，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，相較于傳統的溶劑型油墨，水性油墨更環保，voc排放量極低，符合現代環保要求。因此，許多企業開始嘗試使用水性油墨來替代傳統的溶劑型油墨，尤其是在一些對環保要求嚴格的領域，然而，水性油墨在印刷和復合效果上仍面臨一些挑戰：

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，這導致印刷層的附著力不如脂溶性油墨，容易剝離；

9、（2）復合牢度不足：水性油墨的復合牢度往往不如脂溶性油墨，會導致復合材料之間的分層問題，影響最終產品的性能和外觀；

10、（3）干燥速度慢：水性油墨通常需要更長的時間才能完全干燥，這增加了生產周期和設備成本。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種對pet基材具有高附著力的水性油墨及制備方法。應用于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水性基礎油墨的制備：

3、將顏料與乙醇混合、研磨后得到基礎油墨；

4、s2連接料的制備：

5、s210聚氨酯預聚體的制備

6、s211：將多元醇放入攪拌反應釜中，升溫至100-120℃，進行攪拌、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、擴鏈劑，反應2-3h，制備得到異氰酸根封端的聚氨酯預聚體；

8、s220預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、丙烯酸羥乙酯與環氧樹脂混合，加入乳化劑和去離子水和抗氧化劑，預乳化0.5-1h形成預乳化丙烯酸酯單體；

10、s230復合乳液的制備

11、s231：將聚氨酯預聚體和預乳化丙烯酸酯單體與去離子水、乙腈混合，升溫至70-80℃，滴加引發劑，3h內滴加完畢，然后升溫至85-90℃，加入交聯劑、進行反應2-3h，確保反應完全；

12、s232：降溫至40℃，加入中和劑中和，然后加入ph調節劑將ph值調節至8-9，過濾后加入附著力促進劑，攪拌混合均勻后制得水溶性丙烯酸-環氧樹脂-聚氨酯復合乳液，即連接料；

13、s3水性油墨的制備：

14、將步驟s1制備的水性基礎油墨與s2制備的連接料進行混合后制得水性油墨。

15、進一步地，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、進一步地，所述催化劑為有機錫催化劑，用量為異氰酸酯與多元醇總質量的0.3-0.8%；

17、所述擴鏈劑包括親水擴鏈劑和小分子擴鏈劑，所述親水擴鏈劑為二羥甲基丙酸或二羥甲基丁酸；

18、所述小分子擴鏈劑為新戊二醇、甲基丙二醇、乙二胺、二乙烯三胺中的一種或多種。

19、進一步地，所述親水擴鏈劑用量為異氰酸酯與多元醇總質量的3-8%；

20、所述小分子擴鏈劑用量為異氰酸酯與多元醇總質量的1-3%。

21、進一步地，5.步驟s221所述的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯的質量比為（3-5）：（4-6）：1；

22、所述環氧樹脂為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯總質量的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、丙烯酸羥乙酯總質量的3-8%。

24、進一步地，所述磺基甜菜堿、2-吡啶基硫脲的質量比為1：（1-1.5）。

25、進一步地，步驟s231所述聚氨酯預聚體與預乳化丙烯酸酯單體的質量比為1：（2-3）；

26、所述引發劑為過硫酸銨，用量為預乳化丙烯酸酯單體質量的0.5-0.8%；

27、所述交聯劑為甲基丙烯酸羥丙酯和二縮四乙二醇二甲基丙烯酸酯，用量為預乳化丙烯酸酯單體質量的2-5%。

28、進一步地，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量比為1：（1-1.5）。

29、進一步地，步驟s232所述的中和劑為三乙胺，用量為聚氨酯預聚體與預乳化丙烯酸酯單體總質量的2-7%；

30、所述附著力促進劑為磷酸酯丙烯酸酯、鈦酸酯偶聯劑、苯氧基二甲基硅烷化合物中的一種或多種；

31、所述附著力促進劑的用量為聚氨酯預聚體與預乳化丙烯酸酯單體總質量的0.5-1%。

32、另外，本發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、有益的技術效果

34、（1）本發明的應用于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聚體，再與丙烯酸酯單體及環氧樹脂共聚，形成互穿網絡結構；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，環氧樹脂通過環氧基團與pet表面羥基反應增強化學鍵合，使得水性油墨能直接在pet表面形成強力的結合，顯著提升了油墨的附著力；

35、（2）在預乳化丙烯酸酯單體階段，環氧樹脂與丙烯酸酯單體共聚，其環氧基團在堿性條件下與pet表面的酯基發生開環反應，形成穩定的醚鍵共價連接；環氧樹脂在乳液共聚階段參與反應，而非傳統工藝的物理共混，確保環氧基團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、丙烯酸羥乙酯復配，丙烯酸羥乙酯的羥基可以與pet基材形成氫鍵，增強附著力。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反應，提高樹脂的內聚強度，從而提升附著力；

37、（4）本發明中采用親水擴鏈劑，在聚氨酯預聚體中引入羧基，通過調節鏈段結構，改善油墨的親水性和流動性，有助于在水性體系中提高油墨的潤濕性和分散性；采用小分子擴鏈劑有助于增強交聯度，使得油墨的硬度和耐磨性得到進一步增強；

38、（5）乳化劑采用磺基甜菜堿（兩性離子型）與2-吡啶基硫脲（反應型）復配，相比傳統sds/op-10體系，進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，避免傳統乳化劑遷移導致的界面弱邊界層；

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用，通過自由基聚合形成三維交聯網絡，減少成膜過程中的收縮內應力，同時甲基丙烯酸羥丙酯的羥基與pet表面形成氫鍵輔助附著。