CN102127343A

CN102127343A - 高细度水性色浆及制备方法

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Publication number: CN102127343A
Application number: CN2011101044639A
Authority: CN
Inventors: 杨西江
Original assignee: DALIAN CITY LIGHT INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: DALIAN CITY LIGHT INDUSTRY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: CN102127343B

Abstract

高细度水性色浆及制备方法是用于水性印刷油墨，其重量百分比组成为：颜料30～50％，水性分散剂5～7％，水性消泡剂0.1-0.2％，水性偶联剂0.3～0.5％，合成蜡乳液3～7％，超细碳酸钙3～5％，超细高岭土3～5％，抗沉降剂3～5％，无离子水余量；先对分散在含有水性分散剂组合物水相中的颜料颗粒在卧式砂磨机中进行常规研磨至细度≤50μm后送入高压匀质机，利用高压匀质机在100MPa压力下使颜料粒子以500～1000m/s高速运动所产生的空穴效应和高剪切力，将颜料颗粒破碎成≤1μm的极细微粒；所形成极细微粒的高活性表面直接同体系中所含有的水性钛酸酯偶联剂和合成蜡乳液作用，形成包覆，使高细度得到稳定。

Description

高细度水性色浆及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高细度水性色浆，具体涉及一种用于水性印刷油墨的高细度水性色浆及其制备方法。

背景技术

水性油墨由于具有低VOC排放、非易燃易爆、无毒无害、资源节约等特性，现已成为印刷油墨行业发展的趋势。水性印刷油墨主要由水性色浆和连接料两部分组成。用高细度水性色浆所制备的水性油墨附着力高、流动性好，并使得印品色彩鲜艳、均匀。因此，制得稳定的高细度水性色浆，是提高水性油墨的产品质量的关键技术之一。

颜料粒度的变化是影响水性色浆稳定性的重要因素，通常是采用砂磨机研磨的方式将团聚后的颜料颗粒研磨至较细的粒度，但是由于动力损耗过大和研磨介质物性的限制，很难将其研磨至初级粒子的尺寸，并且由于未能及时进行表面处理，水性色浆极易返粗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简便、稳定性高的水性印刷油墨用的高细度水性色浆及其制备方法。

本发明的高细度水性色浆由颜料、水性分散剂、水性消泡剂、水性偶联剂、合成蜡乳液、纳米级碳酸钙、纳米级高岭土、抗沉降剂经分散、研磨、高压匀质、表面处理等工艺过程得到，其组成为(重量百分比)：

本发明中的颜料可以是无机颜料，如钛白粉、炭黑等；也可以是有机颜料，如永固黄PY14、宝红PR57:1酞菁蓝PB15:3等。本发明中的水性分散剂为聚丙烯酸类阴离子表面活性剂：非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚＝2∶1(重量比)的组合物；水性消泡剂为有机硅类消泡剂；水性偶联剂为钛酸酯类偶联剂。本发明中的合成蜡乳液为非离子聚烯烃蜡乳液。本发明中的纳米级碳酸钙和纳米级高岭土为经过表面处理后的商品化产品，初始粒度≤200内米。本发明中的抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200内米。

本发明高细度水性色浆的制备方法，取如下重量百分比的原料：

为了使颜料颗粒能进入高压匀质机匀质阀阀座和阀杆间的狭小间隙，先对分散在含有水性分散剂组合物水相中的颜料颗粒在卧式砂磨机中进行常规研磨至细度≤50μm后送入高压匀质机，通过在100MPa压力下产生的空穴效应，使颜料粒子失压、膨胀、裂分，并以500～1000m/s的速度与匀质阀阀杆撞击，被破碎成极细微粒；通过在体系中加入水性钛酸酯偶联剂和合成蜡乳液，随时对被破碎粒子的高活性表面进行处理，并形成包覆，使其以能极细微粒稳定的分散在水性体系中，并同有机聚合物连接料有良好的相容性，得到粒度≤1μm的稳定的高细度水性色浆。

主要技术与性能指标：

序号	检测项目	技术指标
			1	外观	按规定要求
2	PH值	8～9
			3	颜料份％	30～60
4	粘度(涂-4杯)秒	18～28
			5	粒度μm	≤1(放置30天后)
6	稳定性	室温放置30天不分层

具体实施方式：

实施例1：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水24.6kg、分散剂5kg、消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入无机颜料钛白粉50kg、纳米级碳酸钙5kg、纳米级高岭土5kg和抗沉降剂5kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；在高速分散机搅拌下，向粗水性色浆中加入合成蜡乳液5kg和水性钛酸酯偶联剂0.3kg；分散60min后送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的稳定得高细度水性色浆。色浆检测结果：PH＝8.2，颜料份＝50％，粘度(涂-4杯)：26秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

实施例2：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水41.3kg、分散剂7kg、消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入颜料炭黑30kg、纳米级碳酸钙3kg、纳米级高岭土3kg和抗沉降剂8kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；在高速分散机搅拌下，向粗水性色浆中加入合成蜡乳液7kg和水性钛酸酯偶联剂0.5kg；分散60min后送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的稳定的高细度水性色浆。色浆检测结果：PH＝8.6，颜料份＝30％，粘度(涂-4杯)：23秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

实施例3：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水37.4kg、分散剂5kg、消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入有机颜料PY1440kg、纳米级碳酸钙4kg、纳米级高岭土4kg和抗沉降剂4kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；在高速分散机搅拌下，向粗水性色浆中加入合成蜡乳液5kg和水性钛酸酯偶联剂0.5kg；分散60min后送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的稳定的高细度水性色浆。色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝40％，粘度(涂-4杯)：22秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

实施例4：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水45.0kg、分散剂6kg、消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入35kg有机颜料PR57:1纳米级碳酸钙3.5kg、纳米级高岭土3.5kg和抗沉降剂3.5kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；在高速分散机搅拌下，向粗水性色浆中加入合成蜡乳液3kg和水性钛酸酯偶联剂0.3kg；分散60min后送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的稳定的高细度水性色浆。色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯)：19秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

实施例5：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水31.5kg、分散剂5.5kg、消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入45kg有机颜料PB15:3、纳米级碳酸钙4.5kg、纳米级高岭土4.5kg和抗沉降剂4.5kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；在高速分散机搅拌下，向粗水性色浆中加入合成蜡乳液4kg和水性钛酸酯偶联剂0.4kg；分散60min后送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的稳定的高细度水性色浆。

色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯)：21秒(25℃)；

粒度：≤1μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

比较例1：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水45.0kg、分散剂6kg、消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入有机颜料PR57:1 35kg、纳米级碳酸钙3.5kg、纳米级高岭土3.5kg和抗沉降剂3.5kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度＜1μm；在高速分散机搅拌下，向该水性色浆中加入合成蜡乳液3kg和水性钛酸酯偶联剂0.4kg；分散60min，得到粒度≤1μm的高细度水性色浆。色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯)：24秒(25℃)；粒度：≥10μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

比较例2：

在配有高速分散机的混合缸中加入无离子水45.0kg、分散剂6kg、消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入有机颜料PR57:1 35kg、纳米级碳酸钙3.5kg、纳米级高岭土3.5kg和抗沉降剂3.5kg，分散60min，得到颜料水分散体；将该颜料水分散体送入卧式砂磨机研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色浆；送入高压匀质机，在100±5％MPa压力下进行颜料粒子的超细化处理，得到粒度≤1μm的高细度水性色浆。色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯)：25秒(25℃)；粒度：≥20μm(放置30天后)，稳定性＝室温放置30天不分层。

Claims

1.一种高细度水性色浆由颜料、水性分散剂、水性消泡剂、水性偶联剂、合成蜡乳液、纳米级碳酸钙、纳米级高岭土、抗沉降剂经分散、研磨、高压匀质、表面处理等工艺过程得到，其重量百分比组成为：

2.如权利要求1所说高细度水性色浆，颜料是无机颜料钛白粉或炭黑，或者是有机颜料永固黄PY14宝红PR57:1或酞菁蓝PB15:3。

3.如权利要求1所说高细度水性色浆，水性分散剂为聚丙烯酸类阴离子表面活性剂：非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚＝2∶1(重量比)的组合物，水性消泡剂为有机硅类消泡剂；水性偶联剂为钛酸酯类偶联剂。

4.如权利要求1所说高细度水性色浆，合成蜡乳液为非离子聚烯烃蜡乳液。

5.如权利要求1所说高细度水性色浆，纳米级碳酸钙和纳米级高岭土为经过表面处理后的商品化产品，初始粒度≤200纳米。

6.如权利要求1所说高细度水性色浆，抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200纳米。一种高细度水性色浆的制备方法，取如下重量百分比的原料：

用高压匀质机在100MPa压力下使颜料粒子以500～1000m/s高速运动所产生的空穴效应和高剪切力，将颜料颗粒破碎成≤1μm的极细微粒；所形成极细微粒的高活性表面直接同体系中所含有的水性钛酸酯偶联剂和合成蜡乳液作用，形成包覆，使高细度得到稳定。

7.如权利要求6所说高细度水性色浆的制备方法，颜料是无机颜料钛白粉或炭黑，或者是有机颜料永固黄PY14宝红PR57:1或酞菁蓝PB15:3。

8.如权利要求6所说高细度水性色浆的制备方法，水性分散剂为聚丙烯酸类阴离子表面活性剂：非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚＝2∶1(重量比)的组合物，水性消泡剂为有机硅类消泡剂；水性偶联剂为钛酸酯类偶联剂。

9.如权利要求6所说高细度水性色浆的制备方法，合成蜡乳液为非离子聚烯烃蜡乳液。

10.如权利要求6所说高细度水性色浆的制备方法，纳米级碳酸钙和纳米级高岭土为经过表面处理后的商品化产品，初始粒度≤200纳米。