CN102146236B - 高稳定性水性色浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于水性印刷油墨的高稳定性水性色浆及制备方法，是将分散在含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组合物水相中的颜料颗粒，经过常规高速分散机分散和砂磨机研磨，使其团聚体解聚为符合要求的粒度后，采用高剪切乳化机对体系进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂对颜料粒子进行表面处理，使其同有机聚合物连接料和无机填料有良好的相容性，从而使水性色浆具有高稳定性。加入纳米级碳酸钙和纳米级高岭土以提高色浆的遮盖力和在基材上的附着力；加入凹凸棒作为抗沉降剂，进一步提高水性色浆稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高稳定性水性色浆的制备方法，具体涉及一种用于水性印刷油墨的高稳定性水性色浆的制备方法。
背景技术
用水替代有机溶剂生产水性印刷油墨，具有降低VOC排放，减少对环境的污染；不易燃易爆，减少安全隐患；无毒无害，有利于接触者健康；节约石油资源，有利于社会的可持续发展等优点，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，如何制得高稳定性的水性色浆，是水性油墨生产的关键技术之一。
由于水的表面张力较油墨常用的有机溶剂高，对水性色浆的稳定性影响很大，易引起颜料粒子出现团聚现象，即工厂所称的“返粗”现象，大大影响印品的产品质量，甚至结块分层，使油墨产品报废，造成较大的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简便、稳定性强、性能优异的印刷油墨用高稳定性水性色浆的制备方法。
本发明主要是将分散在含有阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组合物水相中的颜料颗粒，经过常规高速分散机分散和砂磨机研磨，使其团聚体解聚为符合要求的粒度后，再采用高剪切乳化机对体系进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂对颜料粒子进行表面处理，使其同有机聚合物连接料和无机填料有良好的相容性，从而使水性色浆具有高稳定性。
本发明的高稳定性水性色浆有颜料、分散剂、消泡剂、纳米级碳酸钙、纳米级高岭土、抗沉降剂、合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂，其各组份间重量百分比为：
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；水性钛酸酯偶联剂为磷酸酯钛偶联剂季胺盐。
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纳米。
本发明中的抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200纳米。
本发明高稳定性水性色浆的制备方法：是取本发明高稳定性水性色浆上述的各成分及配比，首先在配有高速分散机的混合缸中加入适量的无离子水、水性分散剂、水性消泡剂，在高速搅拌下加入颜料，分散均匀，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙、纳米级高岭土和抗沉降剂，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂对颜料颗粒进行表面处理，得到高稳定性的水性色浆产物。其各组份间重量百分比为：
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；水性钛酸酯偶联剂为磷酸酯钛偶联剂季胺盐。
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纳米。
本发明中的抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200纳米。
本发明的水性色浆体系中，加入纳米级碳酸钙和纳米级高岭土可以提高色浆的遮盖力和在基材上的附着力；加入纳米级凹凸棒作为抗沉降剂，进一步提高水性色浆的稳定性。
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 ％ | 40±1 |
| 4 | 粘度(涂-4杯，25℃) 秒 | 14～22 |
| 5 | 粒度 μm | ≤5(放置30天后) |
| 6 | 稳定性 | 室温放置30天不分层 |
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明做进一步的阐述：
实施例1：
在配有高速分散机的混合缸中加入适量的无离子水44.6kg、水性分散剂5kg、水性消泡剂0.1kg，在高速搅拌下加入30kg颜料永固黄PY14，分散60min，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙5kg、纳米级高岭土5kg和抗沉降剂5kg，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液5kg和水性钛酸酯偶联剂0.3kg对颜料颗粒进行表面处理，剪切匀质120min后，得到高稳定性的水性色浆产物。色浆检测结果为：PH＝8.2，颜料份＝30％，粘度(涂-4杯，25℃)：19秒；粒度：≤3μm(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适量的无离子水46.7kg、水性分散剂3kg、水性消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入40kg颜料立索尔深红PR49:2，分散60min，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙3kg、纳米级高岭土3kg和抗沉降剂3kg，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液1kg和水性钛酸酯偶联剂0.1kg对颜料颗粒进行表面处理，剪切匀质120min后，得到高稳定性的水性色浆产物。色浆检测结果为：PH＝8.6，颜料份＝40％，粘度(涂-4杯，25℃)：21秒；粒度：≤5μm(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适量的无离子水45.6kg、水性分散剂4kg、水性消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入35kg颜料酞菁蓝PB15:3，分散60min，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙4kg、纳米级高岭土4kg和抗沉降剂4kg，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液3kg和水性钛酸酯偶联剂0.2kg对颜料颗粒进行表面处理，剪切匀质120min后，得到高稳定性的水性色浆产物。色浆检测结果为：PH＝8.4，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯，25℃)：15秒；粒度：≤4μm(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适量的无离子水45.6kg、水性分散剂4kg、水性消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入颜料酞菁蓝PB15:3 35kg，分散60min，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙4kg、纳米级高岭土4kg和抗沉降剂4kg，继续搅拌分散至细度≤5μm，再加入合成蜡乳液3kg和水性钛酸酯偶联剂0.2kg对颜料颗粒进行包裹，搅拌分散120min后，得到水性色浆产物。色浆检测结果为：PH＝8.4，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯，25℃)：23秒；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适量的无离子水45.6kg、水性分散剂4.2kg、水性消泡剂0.2kg，在高速搅拌下加入颜料酞菁蓝PB15:3 35kg，分散60min，得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm后，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙5kg、纳米级高岭土5kg和抗沉降剂5kg，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，120min后得到水性色浆产物。色浆检测结果为：PH＝8.4，颜料份＝35％，粘度(涂-4杯，25℃)：20秒；粒度：＞12μm(放置30天后)，稳定性：室温放置30天部分分层。
Claims (10)
1.一种高稳定性水性色浆，其特征是由颜料、水性分散剂、水性消泡剂、纳米级碳酸钙、纳米级高岭土、抗沉降剂、合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂及无离子水组成，各组份间重量百分比为：
水性分散剂为聚丙烯酸类阴离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂重量比为2:1的组合物。
2.如权利要求1所说的高稳定性水性色浆，特征是颜料为有机颜料，是永固黄PY14，立索尔深红PR49:2，酞菁蓝PB15:3的至少一种。
3.如权利要求1所说的高稳定性水性色浆，特征是水性消泡剂为有机硅类消泡剂；水性偶联剂为磷酸酯钛偶联剂季胺盐。
4.如权利要求1所说的高稳定性水性色浆，特征是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；抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200纳米。
5.如权利要求1所说的高稳定性水性色浆，特征是合成蜡乳液为非离子聚烯烃蜡乳液。
6.一种高稳定性水性色浆的制备方法，其特征是高稳定性水性色浆由颜料、水性分散剂、水性消泡剂、纳米级碳酸钙、纳米级高岭土、抗沉降剂、合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂及无离子水组成，各组份间重量百分比为：
水性分散剂为聚丙烯酸类阴离子表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂重量比为2:1的组合物；在配有高速分散机的混合缸中加入适量的无离子水、水性分散剂、水性消泡剂，在搅拌下加入颜料，分散均匀得粗色浆；将所得粗色浆送入砂磨机研磨至细度≤5μm，再次送至洗净后的混合缸中，在高速分散机进行搅拌分散条件下，加入纳米级碳酸钙、纳米级高岭土和抗沉降剂，继续搅拌分散至细度≤5μm；最后用高剪切乳化机对已得色浆进行剪切匀质，并加入合成蜡乳液和水性钛酸酯偶联剂对颜料颗粒进行表面处理，得到高稳定性水性色浆产物。
7.如权利要求6所说的高稳定性水性色浆的制备方法，特征是颜料为有机颜料，是永固黄PY14，立索尔深红PR49:2，酞菁蓝PB15:3的至少一种。
8.如权利要求6所说的高稳定性水性色浆的制备方法，特征是水性消泡剂为有机硅类消泡剂；水性偶联剂为磷酸酯钛偶联剂季胺盐。
9.如权利要求6所说的高稳定性水性色浆的制备方法，特征是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；抗沉降剂为纳米级凹凸棒粉，初始粒度≤200纳米。
10.如权利要求6所说的高稳定性水性色浆的制备方法，特征是合成蜡乳液为非离子聚烯烃蜡乳液。
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