一种水性油墨用树脂及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种水性油墨用树脂及其制备方法和应用 (Resin for water-based ink and preparation method and application thereof ) 是由 刘维均 赵松林 吴海明 沈海峰 胡道跃 王富强 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水性油墨用树脂及其制备方法和应用,所述树脂的制备方法包括以下几个步骤；S1：将制备树脂的单体原料进行混合,得到单体混合液；S2：向单体混合液中依次混合添加扩链剂,然后再加入催化剂进行溶液的充分反应混合,得到混合预液；S3：向得到的混合预液中依次加入增稠剂和防腐剂,然后再加入消泡剂和pH调节剂,混合制备成树脂原液；树脂制备的混合装置,包括盛放组件、支撑板、搅拌组件和放水组件。本发明的有益效果是：本发明采用的树脂配方为聚氨酯树脂,这一类的树脂具有很好的稳定性和耐化学性,这样使用该树脂进行水性油墨的配置时,就使得水性油墨配置完成之后能够有很好的稳定性和耐化学性。(The invention discloses a resin for water-based ink and a preparation method and application thereof, wherein the preparation method of the resin comprises the following steps; s1: mixing monomer raw materials for preparing resin to obtain a monomer mixed solution; s2: sequentially mixing and adding a chain extender into the monomer mixed solution, and then adding a catalyst to perform full reaction and mixing of the solution to obtain a mixed pre-solution; s3: sequentially adding a thickening agent and a preservative into the obtained mixed pre-solution, then adding a defoaming agent and a pH regulator, and mixing to prepare a resin stock solution; mixing arrangement of resin preparation is including holding subassembly, backup pad, stirring subassembly and the subassembly that drains. The invention has the beneficial effects that: the resin formula adopted by the invention is polyurethane resin, and the resin has good stability and chemical resistance, so that when the resin is used for preparing the water-based ink, the water-based ink can have good stability and chemical resistance after the preparation is finished.)
技术领域
本发明涉及一种油墨用树脂的制备方法和原料混合装置，具体为一种水性油墨用树脂及其制备方法和应用，属于油墨用树脂制备技术领域。
背景技术
水性油墨简称为水墨，柔性版水性油墨也称液体油墨，它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。
水性油墨用的树脂大多为合成树脂，这样能够使得制备出的水性油墨具备很好的特性，现在的水性油墨用树脂大多是丙烯酸树脂，丙烯酸树脂就是以(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯为主体，同其他丙烯酸酯共聚所得丙烯酸树脂制得的热塑性或热固性树脂，但是丙烯酸树脂抗回粘性差、耐水性不好且附着力差，在作为水性油墨的制备原料时需要很多的辅助添加剂来完善缺点，而聚氨酯树脂就有很好的稳定性和耐化学性，能够更加地适合作为水性油墨的制备原料；
同时现有的树脂混合设备通常为一个顶端开口的混合釜，在进行完成品的取用时不够方便，有些混合釜的底部会设有放液管，然后通过阀门来控制，在进行反复不断取液操作时，要不断的开启和关闭阀门，这样既会加速阀门的老化，又会使整个过程操作起来过于麻烦。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水性油墨用树脂及其制备方法和应用。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种水性油墨用树脂，由以下原料按照重量份制备而成：甲苯二异氰酸酯25-45份、二异氰酸酯二苯甲烷15-30份、乙二醇15-20份、丙三醇8-10份、去离子水30-60份、三羟甲基丙烷5-8份、催化剂2-4份、pH调节剂3-5份、增稠剂3-8份、防腐剂2-3份和消泡剂3-8份。
优选的，所述催化剂由以下原料按照质量比组合而成：三亚乙基二胺15-30％、二甲基环己胺20-25％、二甲基乙醇胺15-30％和2-二甲基氨基乙基25-30％；
所述三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺和2－二甲基氨基乙基按照总质量比进行比例配置，且保持配置溶液呈碱性。
一种水性油墨用树脂的制备方法和应用，所述树脂的制备方法包括以下几个步骤；
S1：将制备树脂的单体原料进行混合，得到单体混合液；
S2：向单体混合液中依次混合添加扩链剂，然后再加入催化剂进行溶液的充分反应混合，得到混合预液；
S3：向得到的混合预液中依次加入增稠剂和防腐剂，然后再加入消泡剂和pH调节剂，混合制备成树脂原液。
优选的，所述单体混合液的制备包括以下几个过程；
S11：首先向混合釜中加入甲苯二异氰酸酯，然后以60rad/min向混合釜中边搅拌边加入去离子水，去离子水混合完成之后得到甲苯二异氰酸酯溶液，并在室温下静置20-40min；
S12：将静置完成后的甲苯二异氰酸酯溶液升温至70-80℃，然后再以300-400rad/min向混合釜中边搅拌边加入二异氰酸酯二苯甲烷，二异氰酸酯二苯甲烷混合完成后，将得到的单体混合液保温静置90-120min；
S13：将单体混合液降温至25-30℃，然后以30rad/min的速度进行搅拌，并加入去离子水进行稀释，得到稀释的单体混合液。
优选的，所述混合预液的制备包括以下几个过程；
S21：先将盛有稀释的单体混合液的混合釜升温至50-60℃，然后再以20-40rad/min进行搅拌；
S22：向混合釜中依次加入乙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷，加入完成之后再将混合液升温至240-270℃；
S23：向混合釜中加入催化剂，然后以80-100rad/min搅拌15-20min，搅拌完成后保温静置90-120min，结束后即可得到混合预液。
优选的，所述树脂的应用是作为粘结基液，用来制备水性油墨。
一种水性油墨用树脂制备的混合装置，包括：
盛放组件，所述盛放组件包括盛放箱，所述盛放箱的顶端开设有盛放仓，所述盛放仓内设置有盛放内胆，所述盛放箱底部的一侧，且贯穿盛放内胆开设有放液口；
支撑板，所述支撑板设置在盛放箱的顶端，所述支撑板的顶端开设有移动口；
搅拌组件，所述搅拌组件设置在移动口的中部，且底部位于盛放内胆内，所述搅拌组件包括搅拌电机，所述搅拌电机的输出端固定连接有转动杆，所述转动杆的杆臂套设有两组搅拌叶片；
放水组件，所述放水组件设置在放液口内，所述放水组件包括封堵块，所述封堵块的一侧穿插连接有出水管，所述封堵块的顶端穿插连接有进水管，所述出水管和进水管在封堵块的内部相互贯通。
优选的，所述放液口正面和背面的内壁均开设有移动滑槽，两个所述移动滑槽顶端和底端的内壁均开设有导向滑槽，四个所述导向滑槽内均设置有挤压弹簧，所述盛放箱底部的一侧，且位于放液口的正面和背面均开设有限位卡槽，所述盛放箱顶端的四角均开设有连接槽。
优选的，所述支撑板底端的四角均固定连接有连接柱，四个所述连接柱分别和四个连接槽滑动穿插连接，所述移动口两侧的内壁均开设有限制滑槽，两个所述限制滑槽内均设置有两个复位弹簧；
所述搅拌电机底部的外壁固定连接有两个导向滑杆，两个所述导向滑杆分别和两个限制滑槽滑动穿插连接，两个所述导向滑杆的顶端均固定连接有推杆。
优选的，所述封堵块的正面和背面，且位于靠近出水管的一端均固定连接有阻挡块，两个所述阻挡块分别和两个限位卡槽滑动穿插连接，所述封堵块的正面和背面，且位于靠近进水管的一端均固定连接有移动滑块，两个所述移动滑块分别和两个移动滑槽滑动穿插连接，两个所述移动滑块的顶端和底端均固定连接有导向滑块，四个所述导向滑块分别和四个导向滑槽滑动穿插连接，所述封堵块的一侧设置有封堵板。
本发明的有益效果是：
其一、本发明采用的树脂配方为聚氨酯树脂，这一类的树脂具有很好的稳定性和耐化学性，这样使用该树脂进行水性油墨的配置时，就使得水性油墨配置完成之后能够有很好的稳定性和耐化学性。
其二、本发明对于原料的混合装置，对于混合液的取用时，设置有封堵块，利用盛放箱的结构和封堵块结构之间的配合，能够方便的进行原料的取用，这样就只需要向靠近盛放内胆的方向推动封堵块就行，之后再利用挤压弹簧的回复力进行自动复位，这样在取用完混合液之后，就能够进行自动封口，即便进行反复多次的使用，也省去了很多的麻烦。
其三、本发明对于搅拌组件利用支撑板进行位置的固定和支撑，同时利用导向滑杆和限制滑槽的配合，能够改变搅拌组件的在盛放内胆中的位置，这样就能够使得搅拌混合更加的充分，同时利用四个复位弹簧对搅拌组件的位置进行复位，这样在不受外力的情况下，使得搅拌组件能够始终处于盛放内胆中心的位置处。
附图说明
图1为本发明混合装置整体结构示意图；
图2为本发明盛放组件的结构示意图；
图3为本发明图2中A处的结构放大示意图；
图4为本发明盛放组件的剖视图；
图5为本发明图4中B处的结构放大示意图；
图6为本发明支撑板和搅拌组件的连接示意图；
图7为本发明图6中C处的结构放大示意图；
图8为本发明支撑板的结构示意图；
图9为本发明搅拌组件的结构示意图；
图10为本发明放水组件的结构示意图。
图中：1、盛放箱；101、盛放内胆；102、放液口；103、限位卡槽；104、移动滑槽；105、导向滑槽；106、挤压弹簧；107、连接槽；2、支撑板；201、限制滑槽；202、复位弹簧；203、连接柱；3、搅拌电机；301、转动杆；302、导向滑杆；303、推杆；304、搅拌叶片；4、封堵块；401、阻挡块；402、移动滑块；403、导向滑块；404、出水管；405、进水管；406、封堵板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
请参阅图1-10所示，一种水性油墨用树脂，由以下原料按照重量份制备而成：甲苯二异氰酸酯25-45份、二异氰酸酯二苯甲烷15-30份、乙二醇15-20份、丙三醇8-10份、去离子水30-60份、三羟甲基丙烷5-8份、催化剂2-4份、PH调节剂3-5份、增稠剂3-8份、防腐剂2-3份和消泡剂3-8份。
催化剂由以下原料按照质量比组合而成：三亚乙基二胺15-30％、二甲基环己胺20-25％、二甲基乙醇胺15-30％和2－二甲基氨基乙基25-30％；
三亚乙基二胺、二甲基环己胺、二甲基乙醇胺和2－二甲基氨基乙基按照总质量比进行比例配置，且保持配置溶液呈碱性。
一种水性油墨用树脂的制备方法和应用，树脂的制备方法包括以下几个步骤；
S1：将制备树脂的单体原料进行混合，得到单体混合液；
单体混合液的制备包括以下几个过程；
S11：首先向混合釜中加入甲苯二异氰酸酯，然后以60rad/min向混合釜中边搅拌边加入去离子水，去离子水混合完成之后得到甲苯二异氰酸酯溶液，并在室温下静置20-40min；
S12：将静置完成后的甲苯二异氰酸酯溶液升温至70-80℃，然后再以300-400rad/min向混合釜中边搅拌边加入二异氰酸酯二苯甲烷，二异氰酸酯二苯甲烷混合完成后，将得到的单体混合液保温静置90-120min；
S13：将单体混合液降温至25-30℃，然后以30rad/min的速度进行搅拌，并加入去离子水进行稀释，得到稀释的单体混合液；
由甲苯二异氰酸酯和二异氰酸酯二苯甲烷作为本配方的配置单体是配置一种水性聚氨酯树脂，通过在聚氨酯分子链接上亲水基团，分散在水中，以水代替传统的有机溶剂，其具有使用简便、性能稳定、附着力强、光泽度优、耐热性好等优点。
S2：向单体混合液中依次混合添加扩链剂，然后再加入催化剂进行溶液的充分反应混合，得到混合预液；
混合预液的制备包括以下几个过程；
S21：先将盛有稀释的单体混合液的混合釜升温至50-60℃，然后再以20-40rad/min进行搅拌；
S22：向混合釜中依次加入乙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷，加入完成之后再将混合液升温至240-270℃；
S23：向混合釜中加入催化剂，然后以80-100rad/min搅拌15-20min，搅拌完成后保温静置90-120min，结束后即可得到混合预液。
S3：向得到的混合预液中依次加入增稠剂和防腐剂，然后再加入消泡剂和PH调节剂，混合制备成树脂原液；
增稠剂的主要成分是聚丙烯酸、聚丙烯酸酯共聚乳液和聚氨酯，利用这些高分子化合物使得配制出的树脂溶液能够具有很好的粘稠性，且在使用完增稠剂和防腐剂这一类的添加剂之后，需要利用pH调节剂将整个溶液调节至弱碱性，确保配置好的树脂溶液化学性质的稳定。
树脂的应用是作为粘结基液，用来制备水性油墨。
一种水性油墨用树脂制备的混合装置，包括：
盛放组件，盛放组件包括盛放箱1，盛放箱1的顶端开设有盛放仓，盛放仓内设置有盛放内胆101，盛放箱1底部的一侧，且贯穿盛放内胆101开设有放液口102；
盛放内胆101整体嵌放在盛放仓内，且在进行原料搅拌时可以利用一些遮挡片进行顶端的封口操作，盛放箱1和盛放内胆101的四角均为弧形设计，这样就能够在进行溶液搅拌时，能够减少溶液与盛放内胆101内壁的碰撞，避免搅拌速度过快液体飞溅，放液口102开设在盛放箱1一侧底部的中心位置处。
放液口102正面和背面的内壁均开设有移动滑槽104，两个移动滑槽104顶端和底端的内壁均开设有导向滑槽105，四个导向滑槽105内均设置有挤压弹簧106，盛放箱1底部的一侧，且位于放液口102的正面和背面均开设有限位卡槽103，盛放箱1顶端的四角均开设有连接槽107；
两个移动滑槽104水平中心对称开设在放液口102正面和背面内壁的中部，四个导向滑槽105两两开设在两个移动滑槽104顶端和底端内壁的中部，且两两竖直方向中心对称；
四个挤压弹簧106分别设置在四个导向滑槽105位于盛放内胆101处开设的部位，两个限位卡槽103水平中心对称开设在盛放箱1底部的一侧，且位于放液口102的正面和背面，且两个限位卡槽103和放液口102连接的一侧相互贯通。
支撑板2，支撑板2设置在盛放箱1的顶端，支撑板2的顶端开设有移动口；
支撑板2的长度和宽度和盛放箱1的长度和宽度对应相同，支撑板2四角的形状也和盛放箱1的四角形状相同。
支撑板2底端的四角均固定连接有连接柱203，四个连接柱203分别和四个连接槽107滑动穿插连接，移动口两侧的内壁均开设有限制滑槽201，两个限制滑槽201内均设置有两个复位弹簧202。
搅拌组件，搅拌组件设置在移动口的中部，且底部位于盛放内胆101内，搅拌组件包括搅拌电机3，搅拌电机3的输出端固定连接有转动杆301，转动杆301的杆臂套设有两组搅拌叶片304；
搅拌电机3底部的外壁固定连接有两个导向滑杆302，两个导向滑杆302分别和两个限制滑槽201滑动穿插连接，两个导向滑杆302的顶端均固定连接有推杆303。
放水组件，放水组件设置在放液口102内，放水组件包括封堵块4，封堵块4的一侧穿插连接有出水管404，封堵块4的顶端穿插连接有进水管405，出水管404和进水管405在封堵块4的内部相互贯通；
封堵块4的正面和背面，且位于靠近出水管404的一端均固定连接有阻挡块401，两个阻挡块401分别和两个限位卡槽103滑动穿插连接，封堵块4的正面和背面，且位于靠近进水管405的一端均固定连接有移动滑块402，两个移动滑块402分别和两个移动滑槽104滑动穿插连接，两个移动滑块402的顶端和底端均固定连接有导向滑块403，四个导向滑块403分别和四个导向滑槽105滑动穿插连接，封堵块4的一侧设置有封堵板406。
本发明在进行混合设备的使用时，参考图1至图10；
实施第一步操作，首先将各种混合原料按照配置步骤依次倒入至盛放内胆101内；
实施第二步操作，通电启动搅拌电机3，搅拌电机3输出端带动转动杆301进行转动，转动杆301带动两组搅拌叶片304进行同步的转动，通过搅拌叶片304搅动盛放内胆101内的混合液进行混合；
实施第三步操作，在需要进行全面性搅拌时，握住推杆303推动两个导向滑杆302，导向滑杆302带动搅拌电机3进行水平纵向的移动，搅拌电机3通过转动杆301带动两组搅拌叶片304在盛放内胆101内边移动边搅拌；
当两个导向滑杆302在两个限制滑槽201内进行移动的时候，两个导向滑杆302会挤压移动方向的复位弹簧202，同时会拉伸另外的两个复位弹簧202，当释放两个推杆303上的力之后，四个复位弹簧202通过回复力的作用再次将两个导向滑杆302牵引至限制滑槽201中心位置，此时搅拌电机3带动着转动杆301和搅拌叶片304回到盛放内胆101的中心处；
实施第四步操作，当需要取用配置好的混合液时；
首先向靠近盛放箱1的方向推动封堵块4，(注意，此时手掌不要堵在出水管404的管口)，封堵块4带动两个移动滑块402在两个移动滑槽104内进行同步滑动，两个移动滑块402分别带动四个导向滑块403在四个导向滑槽105内进行同步滑动，四个导向滑块403在移动的过程中会使挤压弹簧106受力压缩；
当封堵块4带动进水管405移动至盛放内胆101内后，盛放内胆101内的混合液会通过进水管405流入封堵块4内，再由出水管404流出，当将两个阻挡块401完全推放在两个限位卡槽103内之后，进水管405完全嵌入盛放内胆101的内部，这时整个是整个混合液的最大排出状态；
混合液取出完成后，释放对封堵块4的按压力，四个挤压弹簧106回复力作用在四个导向滑块403上，将导向滑块403向着远离盛放内胆101的方向推，导向滑块403通过带动移动滑块402使得封堵块4向着远离盛放内胆101的方向移动，封堵块4带着进水管405从盛放内胆101中移出，这样封堵住了盛放内胆101，液体排出结束。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。