CN104231726A - 一种酯溶塑料表印油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酯溶塑料表印油墨及其制备方法，由三元共聚丙烯酸树脂、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、辅助剂和颜料组成，其中三元共聚丙烯酸树脂由丙烯酸单体、马来酸酐、醋酸乙烯酯单体在正丙酯溶液中接枝共聚而成，重均分子量大，不含有氨基，易溶于酯类溶剂，不需要其它辅助溶剂，羟基、羧基等含量适中，易于调配油墨，溶剂释放性、颜料展色性远优于其他树脂。本发明的酯溶塑料表印油墨的制备工艺简单，应用范围广，操作过程简便易行。

Description

一种酯溶塑料表印油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及酯溶塑料表印油墨，具体地涉及一种仅采用酯类作为溶剂的塑料表印油墨及其制备方法。

背景技术

现用表印油墨所用溶剂分为两大类，一是苯醇酯混合溶剂，简称苯溶油墨，采用苯溶聚酰胺树脂为主连结料，用于工业及日用品轻型外包装；二是醇酯类混合溶剂（需添加少量氢化甲苯或饱和脂肪烃），简称醇溶油墨，采用醇溶聚酰胺树脂为主边结料，用于轻便食品或指定产品的外包装。两者都适用于聚乙烯（PE）、聚丙烯PP及镀铝膜等塑料薄膜的轮转凹印式表面印刷。

苯溶表印油墨甲苯残留高、毒性大，不符合行业发展方向及国家环保法规；醇溶表印油墨干燥慢，溶解不良，图形再现性差；而且由于醇类含量多，潮湿环境下，易吸水消光，不适合高速及高品质印刷。

而且，上述两类油墨都需要多类别混合溶剂来溶解，如苯醇酯混合溶剂或醇酯混合溶剂，给油墨生产及印刷过程中的溶剂回收和分离带来不便，增加了制造及应用成本。

此外，上述油墨，无论是苯溶型还是醇溶型，多为聚酰胺型表印油墨，所用聚酰胺树脂由二聚脂肪酸与二元胺缩聚而成，端基为胺基或羧基，需要分冬夏两套配方独立应用，夏用树脂重均分子量在25000-35000之间，抗热粘连性较强，低温时易冻结，冬用树脂分子量15000-25000内，低温不易冻结，但抗热粘连性下降。季节交替时给客户应用带来困扰。而且用于合成聚酰胺树脂的二聚酸纯度为70-80%，未参入反应的不饱和单酸或三聚体易氧化变质，印刷成品出现酸败现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种使用酯类溶剂的塑料表印油墨，该油墨仅用酯类作为溶剂，可以冬夏配方一体化，冬季低温抗冻性好，夏季高温抗热粘连性强。

本发明解决其技术问题的解决方案是：本发明提供一种酯溶塑料表印油墨，由以下原料按重量百分比组成：20~25％的三元共聚丙烯酸树脂、1~3％的辅助剂、10~30％的颜料、余量为酯类溶剂；所述的三元共聚丙烯酸树脂由丙烯酸单体、马来酸酐、醋酸乙烯酯单体在正丙酯溶液中接枝共聚而成，得到的三元共聚丙烯酸树脂分子不含胺基，易溶于酯类溶剂，不需要其它辅助溶剂；羟基、羧基等含量适中，易于调配油墨，溶剂释放性、颜料展色性远优于其他树脂；进一步的，分子间不易产生氢键而形成多面体结构，故抗冻性好；而且三元共聚树脂共聚程度较高，重均分子量较大，一般在25000以上，分子量分布较窄，不易氧化降解，成膜稳定性高，故本发明的油墨冬季低温抗冻性好，夏季高温抗热粘连性强，可以实现冬夏配方一体化。

为了达到更好的抗粘连效果，所述三元共聚丙烯酸树脂的重均分子量为40000~60000。

为了达到更好的调配油墨效果，所述三元共聚丙烯酸树脂的羟值为1.5~3mgKOH/g，酸值为2~4mgKOH/g。

为了达到更好的溶解效果，所述酯类溶剂为醋酸乙酯和醋酸正丙酯。进一步的，所述酯溶塑料表印油墨的各组分重量含量为：三元共聚丙烯酸树脂20~25％、辅助剂1~3％、颜料10~30％、醋酸乙酯25~50％、醋酸正丙酯15~40％。

为了增加油墨的附着力和色度等，所述油墨的细度≤15μm。

本发明还提供一种酯溶塑料表印油墨的制备方法，包括以下步骤：

a）混料：首先将配方量的三元共聚丙烯酸树脂加入部分配方量酯类溶剂进行预分散，使树脂溶解，然后加入配方量的颜料进行高速分散，再投放余量的酯类溶剂稀释并分散；

b）研磨：将步骤a）中得到的混合液进行研磨；优选地，研磨至细度≤15μm；

c）调整：在研磨后的混合液中添加辅助剂调整油墨性能，如耐磨性、滑爽性、成膜强度及贮存稳定性并分散；

d）过滤：过滤去除杂质后密封包装，得到水性凹版油墨。

所述步骤a）中采用叶片式分散机进行混料分散，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min；投放余量酯类溶剂进行稀释时的分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。进一步地，所述高速分散时溶液温度控制在50~60℃。

所述步骤b）中，采用筒式砂磨机进行研磨，研磨温度为30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

所述步骤c）中采用叶片式分散机进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。

本发明的有益效果是，本发明的酯溶塑料表面油墨：

（1）只使用单一的酯类溶剂，干燥性溶解性好，便于回收及二次利用，减少了有害气体排放。

（2）取消了苯类溶剂，油墨环保性能得到改善。

（3）不使用异丙醇、乙醇，从根本上解决了油墨吸水哑光难题，并降低了使用成本。

（4）冬夏一体化配方，方便应用。

（5）印刷效果出色，制作工艺简单，应用范围更广，操作过程简便易行。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种酯溶塑料表印油墨，由以下原料按重量百分比组成：20~25％的三元共聚丙烯酸树脂、1~3％的辅助剂、10~30％的颜料、余量为酯类溶剂；所述的三元共聚丙烯酸树脂由丙烯酸单体、马来酸酐、醋酸乙烯酯单体在正丙酯溶液中接枝共聚而成。

各组分的功能如下：

三元共聚丙烯酸树脂为连结料，是主成的成膜物及颜料载体，提供油墨的主要性能，包括附着力、复合强度、溶解性、印刷适应性，抗冻性，抗粘连性能等；所述的三元共聚丙烯酸树脂由丙烯酸单体、马来酸酐、醋酸乙烯酯单体在正丙酯溶液中接枝共聚而成，固含量为30%左右，分子不含胺基，易溶于酯类溶剂，不需要其它辅助溶剂，羟基、羧基等含量适中，易于调配油墨，溶剂释放性、颜料展色性远优于其他树脂。进一步的，分子间不易产生氢键而形成多面体结构，抗冻性好；而且三元共聚树脂共聚程度较高，重均分子量较大，一般在25000以上，且分子量分布较窄，不易氧化降解，成膜稳定性高，不易粘连。

酯类溶剂，溶解树脂并提供印刷转移性。对酯类溶剂的选择并没有特别的要求，只要能够溶解所述的三元共聚丙烯酸树脂即可。优选地，为醋酸乙酯和/或醋酸正丙酯。

辅助剂，用来提供或改善油墨的特殊性能，如改善油墨的耐磨性、滑爽性、成膜强度及贮存稳定性。包括PE蜡、香料、气相二氧化硅、分散剂等。

所述的酯溶塑料表印油墨的制作方法如下：

a）混料；主要是将树脂、颜料与酯类溶剂等混合均匀；并起到部分分散作用，如打碎大的颜料团聚体。

具体操作如下：首先将配方量的三元共聚丙烯酸树脂加入部分酯类溶剂进行预分散，然后加入颜料进行高速分散，再投放余量的酯类溶剂稀释并分散；优选地，采用叶片式分散机进行分散混料，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min，高速分散时温度控制在50~60℃。分散的速度和分散时间可以根据分散的溶剂量进行调整。

b）研磨；通过各种研磨设备进行细分散，颜料粒子分散在树脂液中，用外力打开和分离颜料的大的聚集体，使之成为符合油墨工艺要求的细小粒子，从而得到合格的颜料色浆，达到分散的目的。

具体地，采用筒式砂磨机等进行研磨，直至颜料粒度≤15μm；研磨温度最好控制在30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

c）性能调整；在研磨后的混合液中添加辅助剂，主要为了调整和改善油墨的加工性能或者应用性能。

优选地，采用叶片式分散剂进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。分散的速度和分散时间可以根据分散的溶剂量进行调整。

d）过滤包装。采用压滤机等，过滤去除杂质及粗颗粒后密封包装，得到成品油墨。

为了进一步说明本发明，以下结合优选的实施例对本发明提供的用于酯溶塑料表印油墨进行详细描述。

实施例1

一种酯溶塑料表印油墨，其配方组成为：三元共聚丙烯酸树脂20kg、醋酸乙酯25kg、醋酸正丙酯22kg、气相二氧化硅3kg、黑色颜料30kg；其中三元共聚丙烯酸树脂羟羟值为1.8mgKOH/g，酸值为2.2mgKOH/g，重均分子量为50000-60000。

该酯溶塑料表印油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散三元共聚丙烯酸树脂和部分醋酸正丙酯和醋酸乙酯溶剂，使树脂溶解，转速200rmb/min，分散时间5min，然后加入黑色颜料调整转速至800rmb/min进行高速分散，分散时间30min，温度控制在50~55℃；接着加入余量的酯进行稀释，分散速度调整为200rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3~4kg/min，研磨至粒度≤15μm。

在研磨后的混合液中添加分散剂，采用叶片式分散机进行分散，分散速度为300rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到酯溶塑料表印油墨。

实施例2

一种酯溶塑料表印油墨，其配方组成为：三元共聚丙烯酸树脂69kg、醋酸乙酯溶剂90kg、醋酸正丙酯溶剂108kg、PE蜡3kg、白色颜料30kg；其中三元共聚丙烯酸树脂羟羟值为2.3mgKOH/g，酸值为2.2mgKOH/g，重均分子量为40000~50000。

该酯溶塑料表印油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散三元共聚丙烯酸树脂和部分醋酸正丙酯和醋酸乙酯，使树脂溶解，转速600rmb/min，分散时间4min，然后加入白色颜料调整转速至1000rmb/min进行高速分散，分散时间40min，温度控制在55~60℃；接着加入余量的酯进行稀释，分散速度调整为500rmb/min，分散时间4min，重均分子量为55000~60000。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3.5~5kg/min，研磨至粒度≤15μm。

在研磨后的混合液中添加PE蜡改善成膜性，采用叶片式分散机进行分散，分散速度为500rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到酯溶塑料表印油墨。

实施例3

一种酯溶塑料表印油墨，其配方组成为：三元共聚丙烯酸树脂100kg、醋酸正丙酯溶剂340kg、香料10kg、红色颜料50kg；其中三元共聚丙烯酸树脂羟羟值为1.5mgKOH/g，酸值为2mgKOH/g，重均分子量为30000~40000。

该酯溶塑料表印油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散三元共聚丙烯酸树脂和部分醋酸正丙酯，使树脂溶解，转速600rmb/min，分散时间4min，然后加入红色颜料调整转速至1200rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在55~60℃；接着加入余量酯进行稀释，分散速度调整为650rmb/min，分散时间3min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为30~40℃，研磨流速在2~3kg/min，研磨至粒度≤15μm。

在研磨后的混合液中添加香料，采用叶片式分散机进行分散，分散速度为700rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到酯溶塑料表印油墨。

实施例4

一种酯溶塑料表印油墨，其配方组成为：三元共聚丙烯酸树脂220kg、醋酸乙酯溶剂300kg、醋酸正丙酯溶剂200kg、香料30kg、黄色颜料250kg；其中三元共聚丙烯酸树脂羟羟值为3mgKOH/g，酸值为3mgKOH/g，重均分子量为35000~45000。

该酯溶塑料表印油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散三元共聚丙烯酸树脂和部分醋酸正丙酯和醋酸乙酯，使树脂溶解，转速900rmb/min，分散时间5min，然后加入黄色颜料调整转速至1300rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在55~60℃；接着加入余量的酯进行稀释，分散速度调整为1000rmb/min，分散时间3min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为30~40℃，研磨流速在2~3kg/min，研磨至粒度≤15μm。

在研磨后的混合液中添加香料，采用叶片式分散机进行分散，分散速度为1000rmb/min，分散时间为3min。

过滤去除杂质得到酯溶塑料表印油墨。

实施例5

一种酯溶塑料表印油墨，其配方组成为：三元共聚丙烯酸树脂500kg、醋酸乙酯溶剂300kg、醋酸正丙酯溶剂800kg、分散剂40kg、蓝色颜料360kg；其中三元共聚丙烯酸树脂羟羟值为2.8mgKOH/g，酸值为4mgKOH/g，重均分子量为50000~60000。

该酯溶塑料表印油墨的制备方法：首先采用叶片式分散剂预分散三元共聚丙烯酸树脂和部分醋酸正丙酯，使树脂溶解，转速1000rmb/min，分散时间5min，然后加入蓝色颜料调整转速至1500rmb/min进行高速分散，分散时间45min，温度控制在55~60℃；接着加入余量酯进行稀释，分散速度调整为1000rmb/min，分散时间4min。

将得到的混合液引入筒式砂磨机研磨；研磨温度为40~50℃，研磨流速在3~4kg/min，研磨至粒度≤15μm。

在研磨后的混合液中添加分散剂，采用叶片式分散机进行分散，分散速度为1000rmb/min，分散时间为5min。

过滤去除杂质得到酯溶塑料表印油墨。

将实施例1~5得到的油墨样品，按照表1的测试标准进行测试，测试结果如表2所示。

表1测试标准

表2 油墨样品测试结果

同时将本发明实施例1~5提供的酯溶表印油墨，在恒安心相印纸巾的包装材料17μmCPP膜上进行试用，并与醇溶表印油墨进行对比，并按照行业标准进行测试，具体测试结果如表3：

表3 印刷应用测试结果

本发明的酯溶塑料表印油墨相比于现有的醇溶塑料表印油墨，综合性能更高，油墨再溶性强，转移性好，试验表明，印刷机速可达250m/min，更适用于高速印刷；且印刷过程无明显吸水，比醇溶油墨更稳定。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述油墨由以下原料按重量百分比组成：20~25％的三元共聚丙烯酸树脂、1~3％的辅助剂、10~30％的颜料、余量为酯类溶剂；所述的三元共聚丙烯酸树脂由丙烯酸单体、马来酸酐、醋酸乙烯酯单体在正丙酯溶液中接枝共聚而成。

2.根据权利要求1所述的酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述三元共聚丙烯酸树脂的重均分子量为40000~60000。

3.根据权利要求1所述的酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述三元共聚丙烯酸树脂的羟值为1.5~3mgKOH/g，酸值为2~4mgKOH/g。

4.根据权利要求1所述的酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述酯类溶剂为醋酸乙酯和/或醋酸正丙酯。

5.根据权利要求4所述的酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述各组分的重量含量为：三元共聚丙烯酸树脂20~25％、辅助剂1~3％、颜料10~30％、醋酸乙酯25~50％、醋酸正丙酯15~40％。

6.根据权利要求1所述的酯溶塑料表印油墨，其特征在于：所述油墨的细度≤15μm。

7.一种酯溶塑料表印油墨的制备方法，包括以下步骤：

a）混料：首先将配方量的三元共聚丙烯酸树脂加入部分配方量的酯类溶剂进行预分散使树脂溶解，然后加入配方量颜料进行高速分散，再投放余量的酯类溶剂稀释并分散；

b）研磨：将步骤a）中得到的混合液进行研磨；

c）调整：在研磨后的混合液中添加辅助剂，并分散；

d）过滤：过滤去除杂质后密封包装，得到酯溶塑料表印油墨。

8.根据权利要求7所述的酯溶塑料表印油墨的制备方法，其特征在于：所述步骤a）中采用叶片式分散机进行混料分散，所述预分散的转速为200~1000rmb/min，预分散时间为3~5min；所述高速分散的转速为800~1500rmb/min，高速分散时间为30~45min，高速分散时溶液温度控制在50~60℃；投放余量酯类溶剂进行稀释时的分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。

9.根据权利要求7所述的酯溶塑料表印油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中采用筒式砂磨机进行研磨，研磨温度为30~50℃，研磨流速在2~5kg/min。

10.根据权利要求7所述的酯溶塑料表印油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤c）中采用叶片式分散机进行分散，分散速度为200~1000rmb/min，分散时间为3~5min。