本发明涉及胶黏剂领域，尤其涉及一种水性复合油墨用聚氨酯树脂及其制备方法。
背景技术：
1、聚氨酯树脂是一种高分子合成材料，它是由二异氰酸酯与多元醇（或多胺）反应生成的一类树脂，这种树脂具有优异的机械性能、耐磨性、耐化学性和附着力，因此广泛应用于涂料、塑料、橡胶、粘合剂、泡沫和纤维等领域，聚氨酯的性能可以通过调整原料和反应条件来调控，比如通过改变硬段和软段的比例、所用原料的种类和相对分子质量等，可以得到具有不同硬度、弹性、耐温性和耐化学品性能的材料。
2、根据专利授权公开号：cn114369228b，所公开的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，包括如下组分的原材料混合反应制得：a1、异氰酸酯；a2、大分子多元醇；a3、改性中间体；a4、小分子扩链剂；a5、催化剂；a6、成盐剂；本发明还公开了上述水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法。本发明通过引入改性中间体，提高产物耐水性、耐溶剂性及力学性能。因此本发明专利技术所得产物具备优良耐水性、耐醇性好、剥离强度高；但是该水性复合油墨用聚氨酯树脂仍存在不足之处，聚氨酯树脂的粘度、软硬度以及内聚强度等性能参数随着温度的变化而波动，在高温条件下，聚氨酯树脂可能发生软化，降低其粘接强度和耐热性；而在低温下，树脂可能变得更加硬脆，容易造成裂纹和断裂，聚氨酯树脂的性能也受到周围环境ph值的影响，在酸性或碱性条件下，聚氨酯分子中的化学键可能会断裂或形成，从而改变其分子结构和性能，因此需要一种水性复合油墨用聚氨酯树脂及其制备方法增加其耐温以及适应环境ph变化。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种水性复合油墨用聚氨酯树脂及其制备方法，解决了水性复合油墨用聚氨酯树脂会受到周围环境温度以及ph变化影响其性能的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，包括以下材料组成份数：异氰酸酯组分（a组分）：50~90份、多元醇组分（b组分）：10~30份、扩链剂：5~20份、催化剂：1~5份、溶剂：50~150份、耐热性聚合物：5~20份、ph响应型聚合物：5~20份；
3、其中，所述异氰酸酯组分为多异氰酸酯；
4、所述多元醇组分为聚酯多元醇、聚乙烯醇或聚丙烯醇；
5、所述耐热性聚合物具体成分包括：苯硫酚100g，硫磺20g，苯甲酸1g，二元酸或二元醇50g，所述耐热性聚合物由苯硫酚和硫磺在苯甲酸的作用下进行聚合，形成聚苯硫醚的预聚体，取聚苯硫醚预聚体与二元酸或二元醇进行缩聚反应，形成耐热性聚合物，苯硫酚和硫磺在酸性催化剂的作用下聚合，形成的聚苯硫醚预聚体具有较高的热稳定性，当这种预聚体与二元酸或二元醇进行缩聚反应后，形成的耐热性聚合物能够在高温环境下保持稳定的性能，不发生软化或分解，从而保证了聚氨酯树脂粘接强度和耐久性，所述耐热性聚合物占总材料质量份数的2-10%；
6、所述ph响应型聚合物具体成分包括：丙烯酸20g，过硫酸钾0.5g，水100ml，所述ph响应型聚合物由丙烯酸在催化剂（过硫酸钾k2s2o8）的作用下进行聚合反应，形成ph响应型聚合物，聚合反应在水中进行，使用过硫酸盐或偶氮化合物作为引发剂，ph响应型聚合物通常含有能够随ph值变化而变化的官能团，如丙烯酸、甲基丙烯酸等，这些聚合物在不同的ph值下会改变其溶解度、形态或物理性质，在特定ph值下的性能，在水性复合油墨用聚氨酯树脂中添加这种聚合物，可以确保油墨在遇到不同ph值的环境时，仍然能够保持良好的粘接性能和适应性，所述ph响应型聚合物占总材料质量份数的4-8%。
7、优选的，所述扩链剂为1,6-己二醇、1,4-丁二醇中的一种或两种。
8、优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
9、优选的，所述溶剂为异丙醇或乙醇的一种或两种。
10、一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的其制备方法，包括以下步骤：
11、步骤一：异氰酸酯组分（a组分）的制备：将50份多异氰酸酯与75份异丙醇混合，在25°c下搅拌10分钟，以降低其粘度；
12、步骤二：多元醇组分（b组分）的制备：将10份聚酯多元醇、10份聚乙烯醇和10份聚丙烯醇与20份乙醇混合，在25°c下搅拌15分钟；
13、步骤三：耐热性聚合物的制备：将5份苯硫酚和1份硫磺在苯甲酸的作用下进行聚合，形成聚苯硫醚的预聚体，然后将聚苯硫醚预聚体与5份二元酸或二元醇进行缩聚反应，形成耐热性聚合物，取5~20份耐热性聚合物，其中一份耐热性聚合物的重量占异氰酸酯和多元醇总重量的0.5%；
14、步骤四：ph响应型聚合物的制备：将5份丙烯酸在过硫酸钾k2s2o8的作用下进行聚合反应，形成ph响应型聚合物，取5~20份ph响应型聚合物，其中一份ph响应型聚合物占异氰酸酯和多元醇总重量的0.8%；
15、步骤五：水性复合油墨聚氨酯树脂的制备：将步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中制备的组分按照以下比例混合：异氰酸酯组分（a组分）：50份，多元醇组分（b组分）：10份，扩链剂：15份，催化剂：2份，溶剂：60份，耐热性聚合物：10份，ph响应型聚合物：10份，在70°c下搅拌均匀，直至形成均匀的聚氨酯树脂溶液，随后，加入适量的溶剂以调整粘度，并确保所有组分充分混合。
16、优选的，所述耐热性聚合物通过高温聚合反应制备，其中聚合反应的温度为100°c至120°c。
17、优选的，所述ph响应型聚合物通过控制聚合反应的ph值来调整其分子量和性能，所述ph值在4.0至10.0之间。
18、优选的，所述步骤五中，水性复合油墨聚氨酯树脂混合过程包括预混合阶段、混合阶段、添加ph响应型聚合物以及最终混合和搅拌。
19、优选的，所述预混合阶段中，将异氰酸酯组分（a组分）在低速搅拌下搅拌10分钟，以确保其充分分散，将多元醇组分（b组分）、扩链剂、催化剂和耐热性聚合物加入，并继续以低速搅拌20分钟，以允许这些组分之间的初步反应和混合，所述混合阶段中，逐渐提高搅拌速度至中速，并继续搅拌30分钟，以确保混合物中的所有成分得到充分混合和分散，在此过程中，可以适当调整溶剂的量，以达到所需的粘度。
20、优选的，所述添加ph响应型聚合物中，将ph响应型聚合物加入混合物中，并再次搅拌20分钟，以确保ph响应型聚合物与混合物充分混合，所述最终混合和搅拌中，将混合物转移到一个更大的搅拌容器中，继续以中速搅拌，同时逐渐加入剩余的溶剂（如异丙醇或乙醇），直到达到所需的粘度，将制备好的聚氨酯树脂溶液储存在密封的容器中，以防止挥发和污染。
21、有益效果
22、本发明提供了一种水性复合油墨用聚氨酯树脂及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
23、本发明中，通过由苯硫酚100g，硫磺20g，苯甲酸1g，二元酸或二元醇50g制备耐热性聚合物，苯硫酚中的硫原子具有孤对电子，可以与硫磺中的硫原子形成共价键，从而构建聚合物的主链，在酸性催化剂的作用下，苯硫酚与硫磺发生缩合聚合反应，形成聚苯硫醚的预聚体，这种反应是可逆的，但在高温下，预聚体进一步与二元酸或二元醇反应，形成更稳定的交联结构，提高耐热性，苯甲酸通过提供质子（h+）来激活苯硫酚和硫磺，促进它们的反应。苯甲酸的酸性足以催化聚合反应，但不会过于强烈以至于导致不受控制的链转移或降解反应，这些物质与预聚体进行缩聚反应，形成网络结构，从而增加聚合物的分子量和热稳定性；
24、本发明中，通过由丙烯酸20g，过硫酸钾0.5g，水100ml，硫酸盐或偶氮化合物3g制备ph响应型聚合物，丙烯酸含有碳-碳双键，易于通过自由基聚合反应形成长链聚合物。其羧基赋予聚合物ph响应性，因为羧基的解离状态会随ph值变化，从而改变聚合物的溶解性和电荷，过硫酸钾在水中分解产生硫酸根自由基，这些自由基攻击丙烯酸的双键，启动自由基聚合链反应。这个反应是放热的，需要控制反应条件以避免暴聚，这些物质作为共引发剂，可以与过硫酸钾协同作用，提高自由基的生成效率和聚合反应的均匀性。
1.一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，其特征在于：包括以下材料组成份数：异氰酸酯组分（a组分）：50~90份、多元醇组分（b组分）：10~30份、扩链剂：5~20份、催化剂：1~5份、溶剂：50~150份、耐热性聚合物：5~20份、ph响应型聚合物：5~20份；
2.根据权利要求1所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，其特征在于：所述扩链剂为1,6-己二醇、1,4-丁二醇中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
4.根据权利要求1所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，其特征在于：所述溶剂为异丙醇或乙醇的一种或两种。
5.一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，基于权利要求1-4所述的任意一种水性复合油墨用聚氨酯树脂，其特征在于：包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述耐热性聚合物通过高温聚合反应制备，其中聚合反应的温度为100°c至120°c。
7.根据权利要求5所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述ph响应型聚合物通过控制聚合反应的ph值来调整其分子量和性能，所述ph值在4.0至10.0之间。
8.根据权利要求5所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，水性复合油墨聚氨酯树脂混合过程包括预混合阶段、混合阶段、添加ph响应型聚合物以及最终混合和搅拌。
9.根据权利要求8所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述预混合阶段中，将异氰酸酯组分（a组分）在低速搅拌下搅拌10分钟，以确保其充分分散，将多元醇组分（b组分）、扩链剂、催化剂和耐热性聚合物加入，并继续以低速搅拌20分钟，以允许这些组分之间的初步反应和混合，所述混合阶段中，逐渐提高搅拌速度至中速，并继续搅拌30分钟，以确保混合物中的所有成分得到充分混合和分散。
10.根据权利要求8所述的一种水性复合油墨用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：所述添加ph响应型聚合物中，将ph响应型聚合物加入混合物中，并再次搅拌20分钟，以确保ph响应型聚合物与混合物充分混合，所述最终混合和搅拌中，将混合物转移到一个更大的搅拌容器中，继续以中速搅拌，同时逐渐加入剩余的溶剂，直到达到所需的粘度，将制备好的聚氨酯树脂溶液储存在密封的容器中，以防止挥发和污染。
