CN103589233B

CN103589233B - 凹版醇酯塑料里印环保油墨

Info

Publication number: CN103589233B
Application number: CN201210287880.6A
Authority: CN
Inventors: 史险峰
Original assignee: CHENGDU PRESSTER NEW MATERIALS Co Ltd
Current assignee: CHENGDU PRESSTER NEW MATERIALS Co Ltd
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: CN103589233A

Abstract

本发明公开了一种凹版醇酯塑料里印环保油墨，白墨包含：聚氨酯树脂、三元氯醋树脂、醛酮树脂、酚醛树脂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗静电剂、附着力促进剂、增白剂、腊粉、钛白粉和稀释剂；彩墨的包含：聚氨酯树脂、三元氯醋树脂、醛酮树脂、酚醛树脂、分散剂、消泡剂、流平剂、抗静电剂、附着力促进剂、颜料和稀释剂。本发明解决了现有油墨不能彻底除去苯酮的残留的问题，且产品性能好。

Description

凹版醇酯塑料里印环保油墨

技术领域

本发明涉及一种环保油墨，特别涉及一种凹版醇酯塑料里印环保油墨。

背景技术

当前国内塑料软包装的印刷，95％以上是采用凹版印刷的方式，油墨行业一直在努力开发对环境污染较小的环保油墨来解决甲苯类油墨对健康所产生的苯伤害和苯残留影响包装食品的质量问题。

对于食品包装而言，人们除了日常使用之外，对其环保性、安全性也提出了更高要求。对于食品软包装制品的安全性而言，主要是指软包装上的溶剂残留，尤其是苯残留。软包装上的苯残留，主要来自制造中凹版印刷或干式复合，所使用的塑料凹版印刷油墨、复合胶水和溶剂。现在普遍使用的塑料凹版印刷油墨，含有大量的有机溶剂。在印刷过程中用甲苯来调节油墨的粘度，苯极易残留在干燥的油墨色膜层中，苯残留会污染包装内的食品或用品，而且也是凹版印刷对环境污染的主要污染源。长期以来，复合包装的包装袋表面油墨印刷多以苯溶性凹版复合塑料薄膜油墨为主，由于大量的甲苯释放或残留，无论对环境及生产，还是对人体健康都会造成一定的潜在危害。在凹印油墨中使用的溶剂一般有丁酮、二甲苯、甲苯、丁醇等。特别是丁酮，残留的气味很浓。

目前大部分油墨厂家开发出了低苯低酮和无苯低酮复合油墨，但是只能达到降低苯酮的溶剂残留，不能彻底除去苯酮的残留。并且油墨品质也没有达到印刷产品的要求及相关的质量标准。对目前国内一体化复合油墨存在的问题及分析原因总结如下：

1. 不能达到国内国际环保要求，具体为含苯含酮、低苯低酮和无苯低酮复合油墨：原因是在不加苯、酮的前提下，不能选择正确的原材料进行配方配伍和优化，并采用正确的生产工艺，来解决油墨诸多性能，具体表现为——溶解不好，干燥不好，印刷适应性差—展色性、浅网转移、耐冲性不好。所以必须添加5%～10%的苯、酮来达到要求。

2. 耐黄变性能差：传统油墨采用芳香族聚氨酯，光学稳定性能差，成膜后胶膜耐黄变性能差。选用环保油墨专用的聚氨酯树脂加入苯酮，苯酮溶解性很强，会加快树脂的水分析出，造成油墨稳定性差，分层后黄变。

3. 附着牢度不好，尤其是在OPP和BOPP印刷基材上的附着牢度不达标，故而不能达到一体化的要求—即用一种油墨去印刷所有基材：原因为连接料树脂的选用、油墨的分散程度（细度、粘度）、油墨的干燥性（溶剂挥发）、添加助剂等都对油墨在塑料薄膜表面的附着牢度产生了直接或间接的影响，必须综合考虑各个因素才能达到优异的附着强度。

4. 成膜性能不好：传统芳香族聚氨酯主要以聚酯多元醇／聚醚多元醇与异氰酸反应生成端羟基聚氨酯树脂，分子结构中极性基团以氨基甲酸酯为主，分子内聚力不足以满足油墨用树脂成膜性能要求。

5. 堵版、浅网转移差、刮刀适应性差：稀释剂选择及配伍比例不正确，造成油墨快干，而且油墨的细度没有达标，颗粒太粗，导致刮不干净。

6. 反粘：稀释剂选择及配伍比例不正确，没有添加正确的助剂，造成油墨慢干。

7. 油墨沉淀：没有添加正确的分散剂，或者为降低成本加入了填料。

8. 部分色墨不能耐高温，达不到一体化的要求：没有选用能够耐温的颜料或者高性能的树脂。

9. 夏天容易起泡：原因生产工艺没有控制好，和没有加入正确的消泡剂。

10.耐光性和抗老化性能比较差。

名词术语

聚氨酯树脂-本发明实施例中采用的聚氨酯树脂分子量为50000，玻璃化温度＜-40℃，软化点：210℃，产于日本荒川。

三元氯醋树脂-本发明实施例中采用的三元氯醋树脂分子量为36000，粘度：51，TG:99,酸值≤3，产于日本花王。

分散剂-本发明实施例中的分散剂采用Silok766，是一种润湿分散剂，含酸性基团的共聚体溶液。

消泡剂-本发明实施例中的消泡剂采用HENSIC-2800，是一种有机硅的破泡聚合物。

流平剂-本发明实施例中的流平剂采用Silok8400，是一种耐高温流平剂，聚酯改性聚有机硅氧烷，固含量≥99% ，环氧值0.05-0.12mol/100g.,软化点：105℃。

抗静电剂-本发明实施例中的抗静电剂采用RF-008 ，是一种非离子表面活性剂，能显著降低油墨表面张力，使其成膜达到106～7Ω，抗静电高效、持久，对颜料的润湿性好，溶解性强，能溶解于醇酯类等大部分有机溶剂

附着力促进剂-本发明实施例中的附着力促进剂购于上海泰格聚合物技术有限公司。

稀释剂-本发明实施例中稀释剂由异丙醇、乙酯、正丙酯、丁酯和二丙酮醇（DAA）组成，其中异丙醇：乙酯：正丙酯：丁酯：二丙酮醇（DAA）=3：2：11.3：4：3.5，比为重量比。

本发明中，如无特别说明，各种化学物质均为常规市售化学纯级化学品。

发明内容

本发明的目的之一就在于提供一种凹版醇酯塑料里印环保油墨，该凹版醇酯塑料里印环保油墨彻底不含苯酮，且产品性能好。

本发明的技术方案是：一种凹版醇酯塑料里印环保油墨，包括白墨和彩墨，

所述白墨包含：聚氨酯树脂24～28份、三元氯醋树脂12～16份、醛酮树脂2.5～4.5份、酚醛树脂1～3份、分散剂0.3～0.7份、消泡剂0.3～0.7份、流平剂0.3～0.7份、抗静电剂0.8～1.2份、附着力促进剂1.5～2.5份、增白剂0.05～0.15份、腊粉0.05～0.15份、钛白粉20～30份和稀释剂20～25份；所述彩墨的包含：聚氨酯树脂25～35份、三元氯醋树脂13～17份、醛酮树脂2.5～3.5份、酚醛树脂3～4份、分散剂0.3～0.7份、消泡剂0.3～0.7份、流平剂0.3～0.7份、抗静电剂0.8～1.2份、附着力促进剂1.5～2.5份、颜料8～12份和稀释剂30～40份；所述份指重量份。

作为优选，所述白墨还包含有一份丙烯酸树脂，所述彩墨还包含有丙烯酸树脂。

作为优选，所述白墨为：聚氨酯树脂26份、三元氯醋树脂14份、醛酮树脂3.5份、酚醛树脂2份、分散剂0.5份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、抗静电剂1份、附着力促进剂2份、增白剂0.1份、腊粉0.1份、钛白粉26份和稀释剂23.8份；所述彩墨为：聚氨酯树脂30份、三元氯醋树脂15份、醛酮树脂3份、酚醛树脂3.5份、分散剂0.5份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、抗静电剂1份、附着力促进剂2份、颜料10份和稀释剂34份。

作为优选，所述稀释剂由醇和酯组成。

作为优选，所述醇和酯的重量比为1︰5～1︰8。

作为优选，按重量计，所述白墨组成中的稀释剂的组成为异丙醇3份、乙酯2份、正丙酯11.3份、丁酯4份和二丙酮醇（DAA） 3.5份；所述彩墨组成中的稀释剂的组成为异丙醇5份、乙酯4份、正丙酯16份、丁酯4份和二丙酮醇（DAA）5份。

作为优选，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。

本发明的另一目的是提供一种制备上述凹版醇酯塑料里印环保油墨的方法。

技术方案是：一种制备上述凹版醇酯塑料里印环保油墨的方法，包括以下步骤：

①白墨的制备：

1）按配方称量；

2）混合后进行搅拌分散，分散时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟；

3）研磨，粒度控制在8um-10um，研磨时采用循环水降温；

②彩墨的制备：

1）按配方称量；

2）混合后进行搅拌分散，分散时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟即可；

3）对物料进行研磨，粒度控制在5um-6um，研磨时采用循环水降温

作为优选，步骤3）中采用申请号为CN201120238526.5的印墨卧式砂磨机进行研磨。

油墨溶剂中真溶剂与假溶剂的比例是影响油墨附着牢度的重要因素之一。特别是以聚氨酯树脂为主体连接料的油墨体系，单纯的醇类溶剂作为一类非极性溶剂是聚氨酯树脂的假溶剂，但是其与酯类等极性的有机溶剂的配合可以使得混合溶剂体系的极性在很大范围内可调从而适应聚氨酯树脂本身的极性，而达到最佳的溶解力。树脂分子在这样的溶剂体系中微观呈舒展状态，有利于在与颜料研磨过程中的分散与润湿并形成均一的包裹状态。但是，醇类溶剂加入比例失调，不但使得聚氨酯树脂体系稳定性变差，过多的假溶剂的存在，使得微观树脂分子成为蜷曲状态，有时甚至多个树脂分子缠绕一起被假溶剂包裹，分散过程中不能很好的与颜料粒子形成很好的润湿，影响了油墨在承印物表面固着成膜的均匀性，附着力自然下降，所以醇类和酯类溶剂的比例要正确。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明的环保墨不含苯、酮，环保，耐黄变、附着力强、成膜性能优异、浅网转移好，刮刀适应性佳、不沉淀、不起泡。

2、稀释剂采用醇和酯，不添加加苯、酮，达到环保要求和使用需求。

3、适当添加氯化聚丙烯类附着力促进剂以及酚醛树脂解决对OPP和BOPP的附着力，增加附着牢度。

4、采用醇类和酯类作为溶剂，可以使得混合溶剂体系的极性在很大范围内可调，从而适应聚氨酯树脂本身的极性，而达到最佳的溶解力。树脂分子在这样的溶剂体系中微观呈舒展状态，有利于在与颜料研磨过程中的分散与润湿并形成均一的包裹状态。

5、在稀释剂中加入高沸点的慢干溶剂DAA3%～5%（性状：无色液体。有愉快香气。能与水、乙醇及其他有机溶剂混溶）。进行正确配伍使干燥性能达标，即初干和彻干达到规定范围，避免快干。

6、避免反粘：①加入一定量的腊粉，在聚氨酯油墨生产中所使用的蜡粉往往为低分子量聚乙烯蜡，相对分子质量一般为1000～6000，对油墨中有机溶剂具有较好的溶解性，且和聚氨酯树脂本身亲和性较好，同时具有良好的化学稳定性。主要起到增加墨膜表面的耐磨擦性，同时能适当缓解油墨本身的耐反黏性。②选择正确的稀释剂进行正确配伍使干燥性能达标，即初干和彻干达到规定范围，避免慢干。③加高分子聚合树脂——三元氯醋增强油墨硬度，避免反粘。

7、防止油墨沉淀：加入分散剂，主要用于润湿颜料表面、缩短油墨制造时间，有利于颜料的分散，有时候还可适当降低颜料的吸油量。在制造高浓度油墨时，可降低油墨的屈服值，防止油墨中颜料颗粒发生凝集和沉淀具有一定效用。

8、采用有机硅类消泡剂解决了夏季起泡问题。

9、丙烯酸树脂添加后与油墨的其它成分形成协同效应，使得油墨具有很好的耐光性和抗户外老化性及其它优良性能。

具体实施方式

实施例1 白墨A1和彩墨B1的制备

分别称取聚氨酯树脂24g、三元氯醋树脂12g、醛酮树脂2.5g、酚醛树脂1g、分散剂0.3g、消泡剂0.3g、流平剂0.3g、抗静电剂0.8g、附着力促进剂1.5g、增白剂0.05g、腊粉0.05g、钛白粉20g、稀释剂20g投入物料桶进行混合搅拌分散。搅拌机采用FS系列高速分散机，先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟。先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

混合物搅拌均匀后对物料进行研磨，经研磨后物料的粒度为5um-6um；研磨时由于温度较高，需要采用循环水来降温，研磨时采用申请号为CN201120238526.5的印墨卧式砂磨机，通过研磨筒内的冷却水，使温度降低，延长机械使用寿命。

研磨后得白墨A1。

分别称取聚氨酯树脂25g、三元氯醋树脂13g、醛酮树脂2.5g、酚醛树脂3g、分散剂0.3g、消泡剂0.3g、流平剂0.3g、抗静电剂0.8g、附着力促进剂1.5g、颜料8g、稀释剂30g投入物料桶进行混合搅拌分散，搅拌机采用FS系列高速分散机，搅拌时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟，先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

混合物搅拌均匀后对物料进行研磨，经研磨后物料的粒度为8um-10um；研磨时由于温度较高，需要采用循环水来降温，因此研磨时采用申请号为CN201120238526.5的印墨卧式砂磨机，通过研磨筒内的冷却水，使温度降低，延长机械使用寿命。

研磨后得彩墨B1。

A4、B4性能如表一。

凹版里印时分别将白墨A1和彩墨B1装入白墨盒和彩墨盒进行同时打印。

实施例2 白墨A2和彩墨B2的制备

分别称取聚氨酯树脂26g、三元氯醋树脂14g、醛酮树脂3.5g、酚醛树脂2g、分散剂0.5g、消泡剂0.5g、流平剂0.5g、抗静电剂1g、附着力促进剂2g、增白剂0.1g、腊粉0.1g、钛白粉26g、稀释剂23.8g投入物料桶进行混合搅拌分散。搅拌机采用FS系列高速分散机，先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟。

研磨后得白墨A2。

分别称取聚氨酯树脂30g、三元氯醋树脂15g、醛酮树脂3g、酚醛树脂3.5g、分散剂0.5g、消泡剂0.5g、流平剂0.5g、抗静电剂1g、附着力促进剂2g、颜料10g、稀释剂34g投入物料桶进行混合搅拌分散，搅拌机采用FS系列高速分散机，搅拌时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟，先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

研磨后得彩墨B2。

A2、B2性能如表一。

实施例3 白墨A3和彩墨B3的制备

分别称取聚氨酯树脂28g、三元氯醋树脂16g、醛酮树脂4.5g、酚醛树脂3g、分散剂0.7g、消泡剂0.7g、流平剂0.7g、抗静电剂1.2g、附着力促进剂2.5g、增白剂0.15g、腊粉0.15g、钛白粉30g、稀释剂25g投入物料桶进行混合搅拌分散。搅拌机采用FS系列高速分散机，先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟。先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

研磨后得白墨A3。

分别称取聚氨酯树脂35g、三元氯醋树脂17g、醛酮树脂3.5g、酚醛树脂4g、分散剂0.7g、消泡剂0.7g、流平剂0.7g、抗静电剂1.2g、附着力促进剂2.5g、颜料12g、稀释剂40g投入物料桶进行混合搅拌分散，搅拌机采用FS系列高速分散机，搅拌时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟，先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

研磨后得彩墨B3。

A3、B3性能如表一。

实施例4 白墨A4和彩墨B4的制备

分别称取聚氨酯树脂26g、三元氯醋树脂14g、醛酮树脂3.5g、酚醛树脂2g、丙烯酸树脂1g、分散剂0.5g、消泡剂0.5g、流平剂0.5g、抗静电剂1g、附着力促进剂2g、增白剂0.1g、腊粉0.1g、钛白粉26g、稀释剂23.8g投入物料桶进行混合搅拌分散。搅拌机采用FS系列高速分散机，先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟。先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

研磨后得白墨A4。

分别称取聚氨酯树脂30g、三元氯醋树脂15g、醛酮树脂3g、酚醛树脂3.5g、丙烯酸树脂1g、分散剂0.5g、消泡剂0.5g、流平剂0.5g、抗静电剂1g、附着力促进剂2g、颜料10g、稀释剂34g投入物料桶进行混合搅拌分散，搅拌机采用FS系列高速分散机，搅拌时先低速分散3-5分钟，再高速分散10-15分钟，先低速再高速可以使物料分散得更加均匀。搅拌机要清洗得非常干净，搅拌时应注意控制粘度、细度、着色力、附着力等。

研磨后得彩墨B4。

A4、B4性能如表一。

表一

上表一其中的一般油墨指市售含苯酮凹版塑料里印油墨。

Claims

1.一种凹版醇酯塑料里印环保油墨，包括白墨和彩墨，其特征在于：

所述白墨包含：聚氨酯树脂24 ～ 28 份、三元氯醋树脂12 ～ 16 份、醛酮树脂2.5 ～ 4.5份、酚醛树脂1 ～ 3 份、分散剂0.3 ～ 0.7 份、消泡剂0.3 ～ 0.7 份、流平剂0.3 ～ 0.7 份、抗静电剂0.8 ～ 1.2 份、附着力促进剂1.5 ～ 2.5 份、增白剂0.05 ～ 0.15 份、蜡粉0.05 ～0.15 份、钛白粉20 ～ 30 份和稀释剂20 ～ 25 份；

所述彩墨的包含：聚氨酯树脂25 ～ 35 份、三元氯醋树脂13 ～ 17 份、醛酮树脂2.5 ～3.5 份、酚醛树脂3 ～ 4 份、分散剂0.3 ～ 0.7 份、消泡剂0.3 ～ 0.7 份、流平剂0.3 ～ 0.7份、抗静电剂0.8 ～ 1.2 份、附着力促进剂1.5 ～ 2.5 份、颜料8 ～ 12 份和稀释剂30 ～ 40份；

所述稀释剂由醇和酯组成，所述醇和酯的重量比为1 ：5 ～ 1 ：8；

所述份指重量份。

2.根据权利要求1 所述的凹版醇酯塑料里印环保油墨，其特征在于：所述白墨还包含有1份丙烯酸树脂，所述彩墨还包含有丙烯酸树脂。

3.根据权利要求1 所述的凹版醇酯塑料里印环保油墨，其特征在于：

所述白墨为：聚氨酯树脂26 份、三元氯醋树脂14 份、醛酮树脂3.5 份、酚醛树脂2 份、分散剂0.5 份、消泡剂0.5 份、流平剂0.5 份、抗静电剂1 份、附着力促进剂2 份、增白剂0.1份、蜡粉0.1 份、钛白粉26 份和稀释剂23.8 份；

所述彩墨为：聚氨酯树脂30 份、三元氯醋树脂15 份、醛酮树脂3 份、酚醛树脂3.5 份、分散剂0.5 份、消泡剂0.5 份、流平剂0.5 份、抗静电剂1 份、附着力促进剂2 份、颜料10 份和稀释剂34 份。

4.根据权利要求2 所述的凹版醇酯塑料里印环保油墨，其特征在于：

所述白墨为：聚氨酯树脂26 份、三元氯醋树脂14 份、醛酮树脂3.5 份、酚醛树脂2份、丙烯酸树脂1 份、分散剂0.5 份、消泡剂0.5 份、流平剂0.5 份、抗静电剂1 份、附着力促进剂2 份、增白剂0.1 份、蜡粉0.1 份、钛白粉26 份和稀释剂23.8 份；

所述彩墨为：聚氨酯树脂30 份、三元氯醋树脂15 份、醛酮树脂3 份、酚醛树脂3.5 份、丙烯酸树脂1 份、分散剂0.5 份、消泡剂0.5 份、流平剂0.5 份、抗静电剂1 份、附着力促进剂2 份、颜料10 份和稀释剂34 份。

5.根据权利要求1-4 任一项所述的凹版醇酯塑料里印环保油墨，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂。