CN104693888A - 复合树脂水性油墨及其制造方法和应用 - Google Patents

复合树脂水性油墨及其制造方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合树脂水性油墨及其制造方法和应用。其制造步骤包括将改性失水苹果酸树脂和水溶性丙烯酸类树脂分别氨化处理,再与水溶性氨基树脂以及多种辅料和软化水混合,经高速分散、砂磨即可制得所需的产品。本发明采用了三种复合树脂,制得的油墨具有较好的耐侯性、耐磨性、保光性和附着力,而且墨色浓润,色彩鲜艳;油墨中含有软化水高达30-48%,其它溶剂量很少,因此油墨具有无毒、无刺激性、不燃、不爆的特点,使用时不会造成环境污染和危害操作人员健康。

Description

复合树脂水性油墨及其制造方法和应用
技术领域
本发明涉及一种以复合树脂为主要原料制得的印刷油墨及其制造方法和应用，属于油墨技术领域。
背景技术
传统的油墨是溶剂性油墨即油墨中含有容易挥发且对人体有毒的有机溶剂，随着社会的进步，人们环保意识的加强，传统的溶剂性油墨的使用受到越来越严格的限制，而一些水溶性油墨在印刷行业中逐步得到推广(陈忠辉，印刷科技，[60]14，1997；印刷，[32]1，1997)。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有良好的印刷适性，成膜清晰度高，附着稳定的复合树脂水性油墨及其制备方法和应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：将改性失水苹果酸树脂和水溶性丙烯酸树脂先氨(胺)化处理，再与水溶性氨基树脂、色料、多种辅剂和软化水经高速分散、砂磨得到所需产品。 具体方案如下：
 一种复合树脂水性油墨，其包括一重量份记的：
(1)氨化失水苹果酸树脂8-20份；
(2)氨化丙烯酸树脂12-25份，所述的水溶性丙烯酸树脂包括由甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁脂和丙烯酸在内的单体按常规方法制得(涂料工艺编委会编，《涂料工艺》，化学工业出版社，1998)；
(3)水溶性氨基树脂3-8份，所述的水溶性氨基树脂是由包括三聚氰胺、93％多聚甲醛、37％甲醛和甲醇物质按常规方法制得(涂料工艺编委会编，《涂料工艺》，化学工业出版社，1998)；
(4)色料15-30份；
(5)乙醇5-10份；
(6)异丙醇3-5份；
(7)软化水30-48份；
(8)乙烯乙二烯单乙基醚1.5-2.8份；
(9)聚乙烯蜡0.5-0.9份；
(10)防腐剂0.3-0.8份，所述的防腐剂包括台湾德廉公司生产的牌号为MB-11和MB-16产品；
(11)消泡剂0.8-1.6份。
进一步的，所述氨化失水苹果酸树脂包括：
a.改性失水苹果酸树脂25-48份；所述失水苹果酯树脂是由包括松香、顺丁烯二酸酐、季戊四醇物质按常规方法制得或从市场购得如株州工学院生产的牌号为S150产品
b.乙醇和异丙醇以重量之比2∶1混合的混合醇8-20份；
c.助溶剂10-20份；
d.软化水13-28份；
e.氨水或胺类5-20份；
进一步的，所述氨化丙烯酸树脂包括；
a.水溶性丙烯酸树脂28-44份；
b.乙醇和异丙醇的重量之比2∶1混合的混合醇10-20份；
c.助溶剂8-22份；
d.软化水12-25份；
e.氨水或胺类14-27份。
进一步的，所述助溶剂选自乙/丙二醇单丁醚或乙/丙二醇单乙醚。
进一步的，所述的胺类选自一乙醇胺、二乙醇胺、N，N′-二甲基一乙醇胺中的任一种。
进一步的，所述的色料包括碳黑、酞菁颜料在内的无机颜料或有机颜料。
进一步的，所述的消泡剂包括磷酸三丁酯、SA3乳液消泡剂。
本发明所用的原料均是市场上购得的。
上面所述复合树脂水性油墨的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：
(1)将水溶性丙烯酸类树脂、改性失水苹果酸树脂分别按下述方法氨化处理：分别取树脂、醇类混合物、助溶剂、软化水放入反应釜中，升温至60-85℃、保温1-2小时后降温至30-50℃，再加入氨水或胺类，调整pH值至7.5-9.5，保温2-3小时即可；
(2)将(1)步处理后的两种树脂即改性失水苹果酸树脂、水溶性丙烯酸类树脂以及水性氨基树脂、色料、异丙醇、乙烯乙二烯单乙基醚、聚乙烯蜡、防腐剂、消泡剂、软化水加入到不锈钢容器中，用高速分散机分散0.5-1.5小时，最后在砂磨机中砂磨2-10次即得到所需产品。
所述的(1)步水溶性丙烯酸树脂和改性失水苹果酸树脂氨化处理还包括将两者混合后再进行氨化处理，其它条件不变。
本发明的油墨产品细度为30微米以下，pH值为7.5～9.5，粘度30～80秒(室温，涂料4#杯)、固化分量为50±5％、附着力≤3(划圈法)、耐水性(室温)≥3小时。
上面所述的方法制备的 复合树脂水性油墨在凹板及柔性版印刷中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
本发明的水溶性油墨中的树脂是保证油墨的性能和质量的关键，色料的分散和粘着都是靠树脂作用来实现的，本发明由于采油的丙烯酸共聚树脂，带有一定数量的羧基，既能与氨基树脂交联，同时又起着催化氨基树脂与羟基交联的作用，形成网状结构的聚化物，因而制得的油墨具有较好的耐侯性，耐磨性，保光性，保色性和附着力，而且墨色浓润，色彩鲜艳；本发明的油墨中含软化水的比例高达30-48％，其它溶剂量很少，因此油墨具有无毒、无刺激性、不燃、不爆的特点，不会在使用中造成环境污染和操作人员的健康，而且可以消除火灾等隐患；本发明的油墨主要用于凹板及柔性版印刷中，适用于通过印刷在承印载体材料得到标记和图案的印刷材料，包括纸张，铝箔制品，金银卡纸和塑料薄膜。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
下面通过具体实施例进一步说明本发明的特点。
实施例1
本实例是制备水溶性丙烯酸树脂及氨化处理。
树脂的制备：在反应釜中投入甲基丙烯甲脂40份、甲基丙烯酸羟乙脂12份、丙烯酸6份、丙烯酸丁脂35份以及用混合醇(乙醇和异丙醇之比为2∶1)溶解的偶氮二异丁腈1.0份，搅拌混合，在氮气保护下，在2小时内缓慢地加入物料总量的15％的浓度为74％丙二醇单乙醚和乙醇混合物(混合比1∶2)，加热升温至105℃，保温2小时，转化率超过92％时，反应温度降至64±5℃，保温1小时，再继续升温至105℃，继续反应4小时，减压蒸馏，馏出过量的水和醇类，放料即为所需的树脂。树脂不挥发成份大于55％，酸值50。
氨化处理：取上述丙烯酸树脂40份、乙醇和异丙醇混合溶剂13份、助溶剂乙二醇单乙醚18份、软化水19份放入反应釜中，升温至70±5℃，保温2小时，降温至43±5℃后加入氨水，调整pH值为8.5，保温2小时即得氨化处理后的水溶性丙烯酸树脂。
实施例2
本实例是制备改性失水苹果酸树脂及氨化处理。
树脂的制备：将松香(特级品)85份加入到不锈钢反应釜中，加热溶化，通CO2再加入顺丁烯二酸酐3份，升温至90±5℃，加入ZnO 0.1份、季戊四醇10份，升温至160℃，保温2小时，再升温至270±5℃，脂化反应7小时，部分汽化溶剂冷凝回流，生成的水蒸汽冷凝后入接受器，然后开真空机，除去低沸点物质，当酸值和软化值合格后出釜，冷却后即得到所需树脂。
氨化处理：所用的原料量：树脂42份、乙醇和异丙醇混合醇16份、助溶剂乙二醇单乙醚16份、软化水21份，用氨水调整pH值为9。氨化过程和条件同实例1，得到氨化处理后的水溶性的改性失水苹果酸树脂。
实施例3
本实例是制备水溶性氨基树脂：将35％甲醛28份、92％多聚甲醛8份、甲醇44份，投入反应釜中，在搅拌下加入20％氢氧化钠，调整pH值为8.5，升温至50℃，保温至体系透明，再投入三聚氰胺10份，在60℃保温5.5小时，加入余下的17份甲醇，降温至40℃，以浓硫酸调节pH值为3.5，保温至体系透明。加入20％氢氧化钠调节pH值为9.5，真空蒸除挥发物，温度升至75℃，保温至无液体蒸出为止，降至室温，加入2份丁醇稀释，过滤，出料即可。
实施例4
本实例是将丙烯酸树脂和改性失水苹果酸树脂混合进行氨化处理。
所用的原料：丙烯酸树脂35份、改性失水苹果酸树脂12份，乙醇和异丙醇的混合醇(重量比为2∶1)12份、乙二醇单乙醚16份、软化水25份，用氨水调至pH值为8.5。氨化过程和条件同实例1，得到氨化处理的水溶性丙烯酸树脂和改性失水苹果酸树脂地混合树脂。
实施例5
本实例是制备油墨(红色墨)。
将实例1-实例2的氨化处理化的树脂分别为18份、4份和实例3氨基树脂4份以及大红粉10份、乙醇8份、异丙醇4份、乙烯乙二烯单乙基醚1.5份、聚乙烯醋0.5份、防腐剂(台湾德廉公司生产的牌号MB-11)0.5份、消泡剂磷酸三丁酯1.2、软化水33份加到不锈钢桶中，用高速分散机分散0.7小时，最后在砂磨机中砂磨5次即得到所需的油墨。测试结果：粘度35秒(室温，涂料4#杯)、粒度≤20μm、pH值为9.0、固化分量50±5％、附着力＜3(划圈法)、耐水性≥3小时(室温)、干燥速度200米/分。
实施例6
本实例是制备黑色油墨。
所用的原料：将实例1～实例2的氨化处理后的树脂分别为20份、5份和实例3氨基树脂5.5份、碳黑12份、乙醇8份、异丙醇3.5份、乙烯乙二烯单乙基醚2份、聚乙烯蜡0.8份、防腐剂MB-16 0.5份、磷酸三丁酯1.2、软化水38份加到不锈钢桶中，用高速分散机分散1.2小时，在砂磨机中砂磨8次即得到符合规定指标的油墨。
实施例7
本实例是应用实例。
将实例5和实例6制得的油墨应用在泵输墨式的双色印刷开槽机，结果如下：
油墨开桶粘度为80秒(涂料4#杯)，使用过程中总水稀释至粘度为40秒、细度小于20μm，干燥速度180米/秒，而且油墨具有较好的耐磨性、保色性和附着力，墨色浓润，色彩鲜艳，无刺激性气味。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种复合树脂水性油墨，其特征在于其包括：
(1)氨化失水苹果酸树脂8-20份；
(2)氨化丙烯酸树脂12-25份；
(3)水溶性氨基树脂3-8份；
(4)色料15-30份；
(5)乙醇5-10份；
(6)异丙醇3-5份；
(7)软化水30-48份；
(8)乙烯乙二烯单乙基醚1.5-2.8份；
(9)聚乙烯蜡0.5-0.9份；
(10)防腐剂0.3-0.8份；
(11)消泡剂0.8-1.6份。
2.根据权利要求1所述复合树脂水性油墨，其特征在于所述氨化失水苹果酸树脂包括：
a.改性失水苹果酸树脂25-48份；
b.乙醇和异丙醇以重量之比2∶1混合的混合醇8-20份；
c.助溶剂10-20份；
d.软化水13-28份；
e.氨水或胺类5-20份。
3.根据权利要求1所述复合树脂水性油墨，其特征在于所述氨化丙烯酸树脂包括；
a.水溶性丙烯酸树脂28-44份；
b.乙醇和异丙醇的重量之比2∶1混合的混合醇10-20份；
c.助溶剂8-22份；
d.软化水12-25份；
e.氨水或胺类14-27份。
4.根据权利要求1所述的复合树脂水性油墨，其特征在于所述助溶剂选自乙/丙二醇单丁醚或乙/丙二醇单乙醚。
5.根据权利要求1所述的复合树脂水性油墨，其特征在于所述的胺类选自一乙醇胺、二乙醇胺、N，N′-二甲基一乙醇胺中的任一种。
6. 根据权利要求1所述的复合树脂水性油墨，其特征在于所述的色料包括碳黑、酞菁颜料在内的无机颜料或有机颜料。
7. 根据权利要求1所述的复合树脂水性油墨，其特征在于所述的消泡剂包括磷酸三丁酯、SA3乳液消泡剂。
8. 权利要求1-7任一项所述的复合树脂水性油墨的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：
(1)将水溶性丙烯酸类树脂、改性失水苹果酸树脂分别按下述方法氨化处理：分别取树脂、醇类混合物、助溶剂、软化水放入反应釜中，升温至60-85℃、保温1-2小时后降温至30-50℃，再加入氨水或胺类，调整pH值至7.5-9.5，保温2-3小时即可；
(2)将(1)步处理后的两种树脂即改性失水苹果酸树脂、水溶性丙烯酸类树脂以及水性氨基树脂、色料、异丙醇、乙烯乙二烯单乙基醚、聚乙烯蜡、防腐剂、消泡剂、软化水加入到不锈钢容器中，用高速分散机分散0.5-1.5小时，最后在砂磨机中砂磨2-10次即得到所需产品。
9. 根据权利要求8所述的复合树脂水性油墨的制备方法，其特征在于所述的(1)步水溶性丙烯酸树脂和改性失水苹果酸树脂氨化处理还包括将两者混合后再进行氨化处理。
10.权利要求1-7任一项所述的复合树脂水性油墨或权利要求8-9任一项所述的方法制备的 复合树脂水性油墨在凹板及柔性版印刷中的应用。
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