CN104151921A

CN104151921A - 一种双掺杂耐磨水性油墨的制备方法

Info

Publication number: CN104151921A
Application number: CN201410364112.5A
Authority: CN
Inventors: 徐海; 刘志锋; 刘军启; 梁小平; 刘凯; 周小红
Original assignee: Qinghai Ya Feng Multicolor Printing LLC
Current assignee: Qinghai Ya Feng Multicolor Printing LLC
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: CN104151921B

Abstract

本发明公开了属于耐磨性的水性油墨材料制备领域的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法。首先用蒸馏水稀释水性油墨，将聚乙烯蜡乳液加入其中，制备出混合液；然后将纳米Al₂O₃放入上述配好的水性油墨混合液中；最后将制备好的水性油墨混合材料通过超声波分散处理，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。本发明所获得的双掺杂耐磨水性油墨材料，经M2000摩擦磨损机磨损检测后，前后的质量损失最小可达0.00034g(油墨11.70g)。本发明提供的方法的特点：1、有利于环境保护，没有产生次生危害。2、工艺过程简单，易于实现，便于控制，用量少，综合成本低。

Description

一种双掺杂耐磨水性油墨的制备方法

技术领域

本发明属于耐磨擦的水性油墨材料制备领域，具体为双掺杂的耐磨水性油墨的制备方法。

背景技术

水性油墨是以水溶性丙烯酸树脂为主体，再添加助剂、颜料、填料等所制成的一种水性涂料。随着现代经济的迅速发展，人们的环保和安全意识不断提高，对水性油墨也提出了更高的要求。各种自然因素的作用，是影响水性油墨使用寿命的主要原因。由于西北地区沙尘天气频繁发生，风沙对水性油墨的使用寿命产生了很大的影响。因此，提高水性油墨的耐磨擦性能成为了在我国西北地区使用水性油墨的必要前提。越来越多的科研人员开始对水性油墨的耐磨擦性能进行越来越深入的研究。

聚乙烯蜡乳液抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定，任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好，聚乙烯蜡乳液有很好的抗划伤、防水、抗粘防污、耐磨、柔软、表面润滑等性能。水性油墨体系中加入聚乙烯蜡乳液可以起到降低摩擦系数和提高滑爽性的作用，从而提高水性油墨的抗磨损性。

纳米Al₂O₃是一种与纳米SiO₂一样有很高的流动性和小尺寸效应，使材料表面更加致密细洁，摩擦系数变小，加之纳米颗粒的高强度，使材料的耐磨性大大增强。纳米Al₂O₃产品无毒、无刺激、无味、安全可靠，性能稳定，与水及有机物不发生化学反应，在溶剂水里面极好分散，不需加分散剂，物理搅拌即可以充分的分散均匀。纳米Al₂O₃在自然界中的硬度仅次于金刚石，且容易在表面形成致密的氧化膜，同时Al₂O₃的价格比较低，所以选择Al₂O₃作为耐磨擦材料，预计可进一步提高水性油墨的耐磨擦性能。

尽管现有的广为使用的未加入耐磨擦剂的水性油墨具有一定的耐磨擦性能，但未加入耐磨擦剂的水性油墨并不能很好的抵抗外部环境对水性油墨产生的磨擦磨损作用。

发明内容

本发明将具有抗划伤、耐磨、表面润滑等性能的聚乙烯蜡乳液和具有良好耐磨性与磨擦系数小的纳米Al₂O₃加入到水性油墨中作为耐磨擦剂。同未加入耐磨剂的水性油墨相比，加入了聚乙烯蜡乳液和纳米Al₂O₃的水性油墨抵抗外界环境摩擦磨损的效果更好。

本发明的目的在于提出一种双掺杂的耐磨水性油墨的制备方法。

本发明提供的一种双掺杂的耐磨水性油墨的制备方法如下：首先用蒸馏水稀释水性油墨，使其具有较好的流动性，再按照1％～2％(质量百分比)的比例将聚乙烯蜡乳液加入其中，制备出混合液；然后按照0.5％～2％(质量百分比)的比例将纳米Al₂O₃放入上述配好的水性油墨混合液中；最后将制备好的水性油墨混合材料通过超声波分散处理，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

本发明进一步给出在上述方法基础上的具体工艺参数：

1、配置稀释混合料的工艺参数：优选用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨，将聚乙烯蜡乳液按照1％～2％(质量百分比)的比例加入其中，制备出混合液；

通过在0％～10％(质量百分比)之间调整聚乙烯蜡乳液的用量得出其优选及最优用量，聚乙烯蜡乳液的比例分别为：0％，1％，2％，4％，6％，8％，10％时，通过做出的聚乙烯蜡乳液用量-损失质量折线图可以看出来，聚乙烯蜡乳液优选用量为1％～2％(质量百分比)，最优比例为1％(质量百分比)。

2、制备水性油墨混合材料的工艺参数：将纳米Al₂O₃按照0.5％～2％(质量百分比)的比例放入上述配好的水性油墨混合液中，配制水性油墨混合材料；

通过在0.5％～3.0％(质量百分比)之间调整纳米Al₂O₃的用量得出其优选及最优用量，纳米Al₂O₃的比例分别为：0.5％、1.0％、2.0％、3.0％。通过做出的纳米Al₂O₃用量-损失质量折线图可以看出来，纳米Al₂O₃的用量优选0.5％～2％(质量百分比)，最优比例为1.0％(质量百分比)。

3、超声处理的工艺参数：将配制的水性油墨混合材料，在15℃～25℃温度条件下通过超声波分散处理1h～2h，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

本发明还给出了优选的方案，具体如下：

首先，用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨，再将聚乙烯蜡乳液按照1％～2％(质量百分比)的比例加入其中，制备出混合液；然后将纳米Al₂O₃按照0.5％～2％(质量百分比)的比例放入上述配好的水性油墨混合液中，得到水性油墨混合材料；最后将制备好的水性油墨混合材料在15℃～25℃下通过超声波分散处理1h～2h，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

本发明的作用机理是：聚乙烯蜡乳液可以起到降低摩擦系数和提高滑爽性的作用，从而提高水性油墨耐磨擦性。纳米Al₂O₃在自然界中的硬度仅次于金刚石，且容易在表面形成致密的氧化膜，在溶剂水里面极好分散，不需加分散剂，物理搅拌即可以充分的分散均匀。

本发明所获得的双掺杂的耐磨水性油墨材料，经M2000摩擦磨损机磨损检测之后，再用电子天平称其质量，前后的质量损失最小可达0.00034g(油墨11.70g)。

本发明提供的方法的特点：

1、有利于环境保护，没有产生次生危害。

2、工艺过程简单，易于实现，便于控制，用量少，综合成本低。

附图说明

图1为实施例1所得的双掺杂的耐磨水性油墨材料经M2000摩擦磨损机磨损检测结果。

图2为实施例2所得的双掺杂的耐磨水性油墨材料经M2000摩擦磨损机磨损检测结果。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

首先，用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨，将聚乙烯蜡乳液按照2％(质量百分比)的比例加入其中，制备出混合液；然后，将纳米Al₂O₃按照0.5％、1.0％、2.0％、3.0％(质量百分比)的比例放入上述配好的水性油墨混合液中，配制水性油墨混合材料；最后将配制的水性油墨混合材料，在20℃温度条件下通过超声波分散处理2h，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

所用水性油墨源自市售，可购自广州市华驰化工有限公司。

所用水性油墨成分可为：水溶性丙烯酸树脂、水、乙醇、三乙胺、颜料、助剂。

本实施例所获得双掺杂的耐磨水性油墨材料，经M2000摩擦磨损机磨损测试后，前后的质量损失按照加入Al₂O₃的量依次为0.001g、0.0008g、0.0009g、0.0011g。根据实验数据做出折线图可知：前后的质量损失最小可达0.0008g(油墨10.05g，对应的Al₂O₃加入量为1.0％)，测试结果如图1所示。

实施例2

首先，用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨，将聚乙烯蜡乳液按照1％(质量百分比)的比例加入其中，制备出混合液；然后，将纳米Al₂O₃分别按照0.5％、1.0％、2.0％(质量百分比)的比例放入上述配好的水性油墨混合液中，配制水性油墨混合材料；最后将配制的水性油墨混合材料，在15℃温度条件下通过超声波分散处理1h，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

所用水性油墨源自市售，可购自广州市华驰化工有限公司。

本实施例所获得双掺杂的耐磨水性油墨材料，经M2000摩擦磨损机磨损测试后，前后的质量损失按照加入Al₂O₃的量依次为0.00225g、0.00025g、0.0006g。根据实验数据做出折线图可知：前后的质量损失最小可达0.00025g(油墨11.70g，对应的Al₂O₃加入量为1.0％)，测试结果如图2所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于该方法如下：首先用蒸馏水稀释水性油墨，再按照1％～2％(质量百分比)的比例将聚乙烯蜡乳液加入其中，制备出混合液；然后按照0.5％～2％(质量百分比)的比例将纳米Al₂O₃放入上述配好的水性油墨混合液中；最后将制备好的水性油墨混合材料通过超声波分散处理，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

2.根据权利要求1所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨。

3.根据权利要求1所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：按照1％(质量百分比)的比例加入聚乙烯蜡乳液。

4.根据权利要求1所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：按照1％(质量百分比)的比例加入纳米Al₂O₃。

5.根据权利要求1所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：超声处理的工艺参数：将配制的水性油墨混合材料，在15℃～25℃温度条件下通过超声波分散处理1h～2h。

6.根据权利要求1所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：首先，用蒸馏水按1:1(质量比)的比例稀释水性油墨，再将聚乙烯蜡乳液按照1％～2％(质量百分比)的比例加入其中，制备出混合液；然后将纳米Al₂O₃按照0.5％～2％(质量百分比)的比例放入上述配好的水性油墨混合液中，得到水性油墨混合材料；最后将制备好的水性油墨混合材料在15℃～25℃下通过超声波分散处理1h～2h，得到双掺杂的耐磨水性油墨材料。

7.根据权利要求6所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：聚乙烯蜡乳液按照2％(质量百分比)的比例加入，制备出混合液；纳米Al₂O₃按照1％(质量百分比)的比例放入配好的水性油墨混合液中，得到水性油墨混合材料；制备好的水性油墨混合材料在20℃下通过超声波分散处理2h。

8.根据权利要求5所述的双掺杂耐磨水性油墨的制备方法，其特征在于：聚乙烯蜡乳液按照1％(质量百分比)的比例加入，制备出混合液；纳米Al₂O₃按照1.0％(质量百分比)的比例放入配好的水性油墨混合液中，得到水性油墨混合材料；制备好的水性油墨混合材料在15℃下通过超声波分散处理1h。