CN103725086A

CN103725086A - 一种高性能凹版印刷水性金色油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN103725086A
Application number: CN201410017709.2A
Authority: CN
Inventors: 文杰; 彭翔; 段正鑫
Original assignee: YUNNA QIAOTONG PACKAGING PRINTING CO Ltd
Current assignee: YUNNA QIAOTONG PACKAGING PRINTING CO Ltd
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明涉及一种高性能凹版印刷水性金属油墨及其制备方法。由带羟基的聚丙烯酸酯与端基为异氰酸酯的聚氮酯预聚体反应制得的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物与醇水溶性丙烯酸酯共聚物、醇水溶性聚氨酯树脂、水性专用铜粉、分散剂、附着力促进剂、聚乙烯蜡、金粉和混合溶剂组成。凹版醇水性金属油墨因聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物所具有的优异性能,不仅使油墨具有良好的醇水溶性和溶剂释放性，同时由于聚氨酯的引入以及聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物的协同作用，使其对各种纸张具有良好的附着力，印刷效果好、适应性强，可用于各类纸张基材的印刷。

Description

一种高性能凹版印刷水性金色油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高性能凹版印刷水性金属油墨及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国环保意识的增加，绿色环保印刷成为我国印刷业发展的主攻方向，也成为印刷行业最热的热点之一。绿色印刷、环保印刷现在成为一种趋势，也形成一股风潮。而近两年随着对产品的挥发性有机成份含量标准的严格要求，以及UV油墨干燥后气味残留的影响，加之凹印技术的发展，高档产品的印刷方式又快速转向凹版印刷。印刷行业要推进绿色环保印刷的力度，就要从印刷设备、印刷流程和印刷原材料方面等方面入手解决。那印刷流程、印刷原材料等方面如何变革才能顺应绿色环保的要求？其实我国的印刷油墨目前也已经迅速地向环保油墨方向发展，具有环保和经济双重效益的创新产品层出不穷，溶剂型和石油基油墨的市场也在逐渐被最新开发出的环保产品所取代。凹版油墨改为醇溶性油墨，甚至一部分改为水性油墨的做法目前在许多企业已被广泛接受并运用。但从欧洲过去10年实践的经验和国内运用的情况看，目前凹印生产使用水性油墨还是存在着一些问题。水性油墨在凹版印刷中其附着力、印刷速度、光泽、色浓度等方面还不能完全达到溶剂型油墨性能水平，一时无法满足印刷企业的要求。有些凹印油墨至今还没有找到使用水性油墨替代的方法，如中国烟标设计中常常采用金银色，以此呈现中国特色的烟标文化。早先包装盒上的金色都是用溶剂型金墨印刷，或者直接在金卡纸上印刷香烟的品牌标志。用溶剂型金墨印刷由于有有机溶剂的残留，不但污染环境和有损人体健康，也改变和降低了高档包装盒的品味。随着人们对环境保护意识的加强及环保法规的建立和完善，溶剂型金墨被醇性金墨所替代，但目前还没有用水性金墨替代醇性金墨的报道。在凹印中需要解决水性金墨的转移效果、附着力、干燥、印刷速度及相应的配套印刷条件不理想等因素。目前还只能在柔版印刷中使用水性金墨，本项目就将针对以上问题进行研究，使其能很好的运用在凹版印刷中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能通用型凹版印刷水性金属油墨及其制备方法，使金属油墨对各类纸张具有良好的附着力，印刷效果好、适应性强 ,用于各类纸张基材的印刷。

本发明通过端基为异氰酸酯的聚氨酯预聚体与带羟基的聚丙烯酸酯之间的反应，将聚氨酯支链引入聚丙烯酸酯分子主链，以有效调节所得树脂分子的极性，得到聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物，并利用其改善丙烯酸共聚物与聚氨酯树脂的相容性，从而使由其与丙烯酸共聚物和聚氨酯树脂制备的油墨连接料不仅具有良好的醇水溶性和溶剂释放性，同时由于聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物的协间作用，使其能很好的和金粉融合，对各类纸张具有良好的附着力。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：

本发明所述的凹版印刷水性金属油墨连接料是由（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、可聚合聚氨酯大单体及活性功能单体为原料,通过溶液自由基聚合而得的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物与醇水溶性丙烯酸酯共聚物、醇水溶性聚氨酯树脂、水性专用铜粉、分散剂、附着力促进剂、聚乙烯蜡和混合溶剂组成,各组分的重量配比为：

聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物 10-30%

醇水溶性丙烯酸酯共聚物 5-20%

醇水溶性聚氨酯树脂 5-20%

水性专用铜粉 6-35%

分散剂 0.5-3%

附着力促进剂 0.5-3%

聚乙烯蜡 0.1-0.5%

混合溶剂 30-60%

凹版印刷水性金属油墨连接料的制备方法：

（1）凹版印刷水性金属油墨连接料的制备：

1）将含水量不高于5wt%的乙醇与水按2:1-9:1的比例制成混合溶剂；

2）将聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物、醇水溶性丙烯酸酯共聚物、醇水溶性聚氨酯树酯和水性专用铜粉、分散剂（BASF，一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂）、附着力促进剂钛酸酯、聚乙烯蜡和混合溶剂按上述配比加入配料器,用高速分散机搅拌20-30分钟,使其混合均匀；

3）将混合均匀的物料取出，用200目化纤滤布过滤得凹版印刷水性金属油墨连接料；

（2）凹版印刷水性金色油墨的制备：

将60wt%的水性金属油墨连接料和40 wt%浸润后的金粉进行混合后，经12-24小时搅拌均匀，经检验合格后,即制得凹版印刷水性金属油墨；浸润后的金粉为：金粉2份、溶剂1份；溶剂为：水：乙醇=2：8。

所述的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物按以下方法制备：

原料组份的重量配比为：

（甲基）丙烯酸酯 10-80%

醋酸乙烯酯 10-80%

带羟基的功能单体 2-8%

引发剂 0.1-2.0%

溶剂 20-50%

制备方法：

将引发剂总量的一半和溶剂总量的一半加入反应釜，搅拌均匀后，升温至50 -85℃：待温度稳定后，将（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在3-8小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加剩下的另一半引发剂和溶剂混合组成的引发剂溶液，滴加完毕后，保持温度50-85℃，继续搅拌2-5小时，然后降温,待降至室温后，即制得聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物。

其中：带羟基的功能单体为丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水廿油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种；（甲基）丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯己酯中的一种；引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；溶剂为含水量不髙于50wt%的乙醇。

本发明的所采用的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物的制备方法相对目前流行的利用可聚合聚氨酯的聚合能力，通过自由基共聚反应将其引入聚丙烯酸酯主链的制备方法而言，接枝效率更髙，方法更为简便。

凹版醇水性金属油墨因聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物所具有的优异性能,不仅使油墨具有良好的醇水溶性和溶剂释放性，同时由于聚氨酯的引入以及聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物的协同作用，使其对各种纸张具有良好的附着力，印刷效果好、适应性强，可用于各类纸张基材的印刷。

因为水性金属油墨只加纯净水，而且是一次性加入(印前)，在印刷过程中，水性油墨的粘度变化很小，它不会因为粘度的变化而引起颜色的变化，更不会像其他油墨那样，因印刷途中需加入稀释剂时产生废品，这就大大提高了印品的合格率，节省了溶剂的成本，减少了废品的出现，而且能较大幅度的降低包装的生产成本和能耗，推进环保及低碳技术的进程，推行低碳经济及节能环保。

具体实施方式

实施例1：

凹版印刷水性金属油墨连接料各组分的重量配比为：

聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物 10%

醇水溶性丙烯酸酯共聚物 10%

醇水溶性聚氨酯树脂 10%

水性专用铜粉 15%

分散剂 1%

附着力促进剂 1%

聚乙烯蜡 0.2%

混合溶剂 52.8%

凹版印刷水性金属油墨连接料的制备方法：

1）将含水量不高于5wt%的乙醇与水按2:1的比例制成混合溶剂；

2）将聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物、醇水溶性丙烯酸酯共聚物、醇水溶性聚氨酯树酯和水性专用铜粉、分散剂（BASF）、附着力促进剂钛酸酯、聚乙烯蜡和混合溶剂按上述配比加入配料器,用高速分散机搅拌20-30分钟,使其混合均匀；

3）将混合均匀的物料取出，送入砂磨机进行砂磨，待细度低于10微米后取出，过滤得凹版印刷水性金属油墨连接料；

凹版印刷水性金色油墨的制备方法：

将60wt%的水性金属油墨连接料和40 wt %浸润后的金粉进行混合后，经12-24小时搅拌均匀，经检验合格后,即制得凹版印刷水性金属油墨；浸润后的金粉为：金粉2份、溶剂1份；溶剂为：水：乙醇=2：8。

所述的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物按以下方法制备：

原料组分的重量配比为：

（甲基）丙烯酸酯 10%

醋酸乙烯酯 80%

可聚合聚氨酯大单体 6.5%

带羟基的功能单体 3%

引发剂 0.5%

制备方法：

将引发剂总量的一半和溶剂总量的一半加入反应釜，搅拌均匀后，升温至50℃：待温度稳定后，将（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在8小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加剩下的另一半引发剂和溶剂混合组成的引发剂溶液，滴加完毕后，保持温度50℃，继续搅拌5小时，然后降温,待降至室温后，即制得聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物。

带羟基的功能单体为：丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸缩水廿油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯，中的一种；（甲基）丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯己酯中的一种；引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰；溶剂为含水量不髙于50wt%的乙醇。

实施例2：

凹版印刷水性金属油墨连接料各组分的重量配比为：

聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物 20%

醇水溶性丙烯酸酯共聚物 5%

醇水溶性聚氨酯树脂 8%

水性专用铜粉 20%

分散剂 1%

附着力促进剂 1%

聚乙烯蜡 0.2%

混合溶剂 44.8%

凹版印刷水性金属油墨连接料的制备方法：

凹版印刷水性金色油墨的制备方法：

所述的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物按以下方法制备：

原煤料组分的重量配比为：

（甲基）丙烯酸酯 50%

醋酸乙烯酯 20%

可聚合聚氨酯大单体 24%

活性功能单体 5%

引发剂 1%

制备方法：

将引发剂总量的一半和溶剂总量的一半加入反应釜，搅拌均匀后，升温至75℃：待温度稳定后，将（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在5小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加剩下的另一半引发剂和溶剂混合组成的引发剂溶液，滴加完毕后，保持温度75℃，继续搅拌4小时后降温,待降至室温后，即制得聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物。

实施例3：

凹版印刷水性金属油墨连接料各组分的重量配比为：

聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物 15%

醇水溶性丙烯酸酯共聚物 10%

醇水溶性聚氨酯树脂 5%

水性专用铜粉 25%

分散剂 3%

附着力促进剂 3%

聚乙烯蜡 0.2%

混合溶剂 38.8%

凹版印刷水性金属油墨连接料的制备方法：

凹版印刷水性金色油墨的制备方法：

所述的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物按以下方法制备：

原料组分的重量配比为：

（甲基）丙烯酸酯 30%

醋酸乙烯酯 30%

可聚合聚氨酯大单体 32%

活性功能单体 6%

引发剂 2%

制备方法：

将引发剂总量的一半和溶剂总量的一半加入反应釜，搅拌均匀后，升温至85℃：待温度稳定后，将（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在3小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加剩下的另一半引发剂和溶剂混合组成的引发剂溶液，滴加完毕后，保持温度85℃，继续搅拌2小时，然后降温,待降至室温后，即制得聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物。

Claims

1.一种高性能凹版印刷水性金属油墨的制备方法，其特征在于原料的各组分的重量配比为：

聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物 10-30%

醇水溶性丙烯酸酯共聚物 5-20%

醇水溶性聚氨酯树脂 5-20%

水性专用铜粉 6-35%

分散剂 0.5-3%

附着力促进剂 0.5-3%

聚乙烯蜡 0.1-0.5%

混合溶剂 30-60%

制备方法：

（1）凹版印刷水性金属油墨连接料的制备：

2）将聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物、醇水溶性丙烯酸酯共聚物、醇水溶性聚氨酯树酯和水性专用铜粉、分散剂、附着力促进剂钛酸酯、聚乙烯蜡和混合溶剂按上述配比加入配料器,用高速分散机搅拌20-30分钟,使其混合均匀；

（2）凹版印刷水性金色油墨的制备：

2.根据权利要求1所述的高性能凹版印刷水性金属油墨，其特征在于所述的聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物按以下方法制备：

原料组份的重量配比为：

（甲基）丙烯酸酯 10-80%

醋酸乙烯酯 10-80%

带羟基的功能单体 2-8%

引发剂 0.1-2.0%

溶剂 20-50%

制备方法：

将引发剂总量的一半和溶剂总量的一半加入反应釜，搅拌均匀后，升温至50 -85℃：待温度稳定后，将（甲基）丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、带羟基的功能单体混合均匀，在3-8小时内均匀滴加入反应釜，同时滴加剩下的另一半引发剂和溶剂混合组成的引发剂溶液，滴加完毕后，保持温度50-85℃，继续搅拌2-5小时，然后降温,待降至室温后，即制得聚氨酯接枝聚丙烯酸酯共聚物；

3.一种权利要求1所述的一种髙性能凹版印刷水性金属油墨的制备方法制备的髙性能凹版印刷水性金属油墨。