CN104845439A - 一种环保型水性塑料油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种环保型水性塑料油墨及其制备方法。环保型水性塑料油墨包括50-70份水性连结料、5-10份分散剂、0.1-1.5份消泡剂、5-20份颜料粉、0.5-5份表面活性剂、2-10份PH稳定剂、1-5份附着力促进剂、5-20份溶剂；其制备步骤为先将水性连结料和溶剂搅拌均匀，再加入分散剂、消泡剂和颜料粉搅拌均匀，最后加入表面活性剂、PH稳定剂、附着力促进剂搅拌均匀即可。本发明的环保型水性塑料油墨，不含挥发性有毒溶剂，在塑料薄膜上印刷效果好，不会损害印刷工人的健康，对大气也无环境污染，成本较低，产品质量佳；本发明的制备方法生产效率高，可规模化生产。

Description

一种环保型水性塑料油墨及其制备方法

技术领域

    本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种环保型水性塑料油墨及其制备方法。

背景技术

    近年来，随着国家对印刷行业低碳环保要求的不断深入，国内塑料薄膜印刷市场对低碳环保的水性塑料油墨的需求越来越迫切，油墨市场的低碳竞争日趋激烈、环保低碳的呼声愈来愈高，传统的溶剂型（苯或脂）类油墨已不能适应和满足现代印刷业的发展需求，具有环保性、低碳性、无毒无污染、适应国家环保发展需要的水性塑料油墨亟待推出。

近年来印刷界对油墨在无毒、无污染方面早就提出了新的要求，环保水性塑料油墨受到用户的广泛关注并开始应用于包装、报纸、商业印刷等。水性塑料油墨在美国、日本等国家的印刷行业已经获得了大规模的应用，但在国内的应用还相当少，这其中有技术方面的因素，但更主要的原因是认识不足。传统的溶剂型油墨中含有的芳香族碳氢化合物是一种挥发性有机溶剂，这种挥发性有机溶剂不但增加大气污染，也会对人体造成伤害。目前，我国印刷工业面临很大的环保压力，因为印刷中使用的大部分油墨均含有会造成环境污染的有机溶剂。从环保和健康角度出发，越来越多的印刷用户在选购油墨时将低毒、环保、无污染作为一个重要条件。但在我国，环保型油墨的研发仍受到众多因素的制约。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种环保型水性塑料油墨及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种环保型水性塑料油墨，它包括以下重量份的原料：

水性连结料               50-70份

分散剂                    5-10份

消泡剂                    0.1-1.5份

颜料粉                    5-20份

表面活性剂               0.5-5份

PH稳定剂                2-10份

附着力促进剂              1-5份

溶剂                     5-20份。

优选的，一种环保型水性塑料油墨，它包括以下重量份的原料：

水性连结料               55-65份

分散剂                    6-8份

消泡剂                    0.5-1份

颜料粉                    10-15份

表面活性剂               2-4份

PH稳定剂                5-8份

附着力促进剂              2-4份

溶剂                     10-15份。

更为优选的，一种环保型水性塑料油墨，它包括以下重量份的原料：

水性连结料               60份

分散剂                    7份

消泡剂                    1份

颜料粉                    11份

表面活性剂               3份

PH稳定剂                5份

附着力促进剂               2份

溶剂                     11份。

更为优选的，它还包括以下重量份的原料：壳聚糖-石墨烯复合材料2-8份。聚糖-石墨烯复合材料具有较大的比表面积，壳聚糖和石墨烯之间具有增强的协同作用，使油墨具有较好的耐候性和表面张力。

更为优选的，它还包括以下重量份的原料：空心玻璃微珠1-5份。空心玻璃微珠内含有气体具有较好的抗冷热收缩性，从而增强涂层的弹性，使得塑料油墨具有较好的着色力和附着力。空心玻璃微珠在高填充量的前提下，塑料油墨的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低塑料油墨在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小VOC 指标，提高本发明的环保性能。

其中，所述水性连结料是由自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂和改性水性聚氨酯以4-7：4-6：1-3的比例混合而成的混合物。

自交联水性丙烯酸乳液为MMA /St/ BA/ AA共聚乳液，对塑料、金属和木材具有优异的附着力，以及极好的耐化学性能如优异的耐水、耐碱、耐酸醋和良好的水解稳定性，机械稳定性好，耐磨、耐刮伤和耐印痕，还具有优异的低温柔韧性，且其快干、低VOC、不含APE，无毒且环保。自交联水性丙烯酸乳液可采用德国巴斯夫的SC-1970，外观呈乳白色，pH值为8.4±0.4，最低成膜温度MFFT为77±5℃。

改性水性丙烯酸树脂为MMA/St/BA/AA共聚树脂，改性水性丙烯酸树脂具有较好的光泽度、耐候性、耐化学品性和稳定性高，且无污染、无毒性、无刺激性和生产安全、价格便宜等优点，是一种低VOC的绿色环保型产品，使用安全、节省资源和能源，减少环境污染和公害。改性水性丙烯酸树脂可采用为德国巴斯夫的Joncryl 690，浅黄色透明液体，固含：42±1%，pH值：7-8，能与水或醇、醚以任意比例互溶。

改性水性聚氨酯的光泽高，手感好，对橡胶，塑料具有良好的附着力，提供良好的柔韧性和耐低温性，耐热变黄性为三级，机械性能优良，无污染、安全可靠、相容性好。改性水性聚氨酯可采用翁开尔的H-58，外观为泛白泛蓝光乳液，粘度为14S±1S，固含(35±1)%，pH为7.0±1，光泽为42±2，吸水率为9.6%。

其中，所述分散剂为德国silcona的型号为HLD-8/T的分散剂。HLD-8/T分散剂的外观状态为淡黄色液体，活性原料为具有颜料亲和力的聚酯，活性成分为49-51％，总固体份为44-46％，离子特性为阴性，PH值为7-9。HLD-8/T分散剂对于所有适用的有机颜料具有润湿及分散力，可提高颜料色彩强度，提高颜料储存稳定性，具有良好的防水性，且在碱性介质中增强水性树脂和乳液相容性，HLD-8/T分散剂是适用于水性油墨的高性能分散剂，不含烷基酚乙氧基化物，不含溶剂，是绿色环保的油墨分散剂。

其中，所述消泡剂为美国道康宁的型号为DC62的消泡剂。DC62消泡剂为水基有机硅消泡剂，用于油墨和涂料消泡，抗泡效果高效、持久，在油墨中分散稳定，好的相容性，基本不会引起表面缺陷，对涂层光泽基本无影响，增强流平性，湿润性，耐磨性和滑性。

其中，所述表面活性剂为德国迪高公司的型号为tego wet 50的表面活性剂。德国迪高公司的tego wet 500表面活性剂为非离子有机表面活性剂，其具优异动态性能的基材润湿剂，具抑泡及脱泡作用，流动性佳，良好的再涂性及重印性，可改进各种基材和颜料表面的润湿作用，且无不良影响。

其中，所述PH稳定剂为美国陶氏化学的型号为AMP-95的PH稳定剂。AMP-95 PH稳定剂含有5%的水分的2-氨基-2-甲基-1-丙醇，是具有低分子量和高碱性的工业胺，可以在低于100%中和度下使用，有效控制PH值；当与传统分散剂配合使用时可减少分散剂的用量；由于分散剂用量减少而使泡沫降低；使颜料发挥最优化的分散效果，具有优异的保色性；改进增稠剂的性能；避免使用氨水；降低涂料气味；降低成本；AMP-95对漆膜性能的改进：改进漆膜的耐擦洗性和耐水性；降低储罐中腐蚀和闪锈，有效的减少系统的气味；不会造成体系的挥发性有机成分（VOC）的增加。因此，AMP-95不仅拥有分散、增稠、调节pH值、不变色等优异功能，而且还具备抗微生物（杀菌）特性，同时也能减少VOC（挥发性有机化合物）总量，有助于提升环保性能。

其中，所述附着力促进剂为澳汉化工的型号为AH-16的附着力促进剂。AH-16附着力促进剂的外观为无色透明液体，最大色度（Pt-Co值）为 20 ，纯度、质量分数/%≥99.5，酸度（mgKOH/g）≤0.03，比重（20℃g/cm³）为0.953±0.003，水分（%）≤0.2。AH-16是多种聚合物的强溶剂，易被乳液微粒吸收，能形成连续的膜，且AH-16不含醛类等低沸点物，不含邻苯类增塑剂，是一种环保型的附着力促进剂，其对于漆膜的耐擦洗、附着力，机械强度均有一定的促进作用。附着力促进剂也可以是上海如发化工科技有限公司的型号为RF-740S的水性油墨附着力促进剂。

溶剂为由去离子水和工业乙醇按10-15：2-5的比例混合而成的混合物。由于用去离子水和工业乙醇作为溶剂，在印刷过程中挥发物的气味很小，所以对环境和印刷操作人员的身体均污染及损害很小，且由于水性油墨产品自身不会燃烧，更不会由于静电及电线短路等原因引起火灾，所以采用本水性油墨进行印刷时，印品无任何溶剂残留，符合各国对食品包装及其它包装的环保要求。

颜料粉为黄色颜料粉、红色颜料粉、蓝色颜料粉、黑色颜料粉中的任意一种。黄色颜料粉为科莱恩的P.Y 14，由黄色颜料粉制备成的为黄色油墨；红色颜料粉为德国巴斯夫的P.R49：2，由红色颜料粉制备而成的为红色油墨；蓝色颜料粉为汽巴精化的P.B15：3，由蓝色颜料粉制备成的为蓝色油墨；黑色颜料粉为卡博特碳黑的430黑粉，由黑色颜料粉制备成的为黑色油墨。

上述环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将水性连结料和溶剂按重量份加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料按重量份加入分散剂、消泡剂和颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为20~30min；

c、将剩余原料和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动20~30min，制得环保型水性塑料油墨。

本发明的有益效果为：本发明的环保型水性塑料油墨，不含挥发性有毒溶剂，在塑料薄膜上印刷效果好，附着牢度强，且不燃、不爆、无毒、不会损害印刷工人的健康，对大气也无环境污染，成本较低，且墨层附着牢度即附着力强，耐揉搓，抗划性，光泽度高，耐磨性好，干燥速度快，产品质量佳。

本发明的制备方法生产效率高，可规模化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将25份自交联水性丙烯酸乳液、20份改性水性丙烯酸树脂、5份改性水性聚氨酯、14份去离子水、2份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入10份分散剂、0.5份消泡剂和20份黄色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为20min；

c、将0.5份表面活性剂、2份PH稳定剂、1份附着力促进剂和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动30min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例2。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将25份自交联水性丙烯酸乳液、25份改性水性丙烯酸树脂、5份改性水性聚氨酯、6份去离子水、3份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入9份分散剂、0.8份消泡剂和16份红色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为22min；

c、将1.2份表面活性剂、4份PH稳定剂、5份附着力促进剂和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动28min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例3。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将24份自交联水性丙烯酸乳液、24份改性水性丙烯酸树脂、6份改性水性聚氨酯、9份去离子水、3份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入8份分散剂、1份消泡剂和10份蓝色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为24min；

c、将5份表面活性剂、6份PH稳定剂、4份附着力促进剂和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动26min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例4。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将25份自交联水性丙烯酸乳液、20份改性水性丙烯酸树脂、15份改性水性聚氨酯、8.8份去离子水、2.2份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入7份分散剂、1份消泡剂和11份黑色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为25min；

c、将3份表面活性剂、5份PH稳定剂、2份附着力促进剂和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动25min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例5。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将30份自交联水性丙烯酸乳液、25份改性水性丙烯酸树脂、10份改性水性聚氨酯、5.6份去离子水、1.4份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入6份分散剂、1.2份消泡剂和8份红色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为28min；

c、将1.8份表面活性剂、8份PH稳定剂、3份附着力促进剂、壳聚糖-石墨烯复合材料3份和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动24min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例6。

本实施例的环保型水性塑料油墨的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将35份自交联水性丙烯酸乳液、30份改性水性丙烯酸树脂、5份改性水性聚氨酯、4份去离子水、1份工业乙醇加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料加入5份分散剂、1.5份消泡剂和5份蓝色颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为27min；

c、将1.5份表面活性剂、10份PH稳定剂、2份附着力促进剂、壳聚糖-石墨烯复合材料8份、空心玻璃微珠5份和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动25min，制得环保型水性塑料油墨。

实施例1~实施例6制成的环保型水性塑料油墨的各项性能测试指标如表1。

表1。

检验项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							黏度（s）	400	450	400	450	350	300
黏性（P）	2.4	2.2	2.4	2.3	2.3	2.4
							pH值	8.5	8.6	8.2	8.1	8.7	8.4
表面张力(mN/m)	42	41	43	42	45	46
							光泽度	75%	77%	77%	76%	77%	78%
着色力%	100	101	100	102	110	110
							附着牢度/%	96	92	95	94	97	98
乙醇、异丙醇、正丙醇含量/%	≤25	≤25	≤25	≤25	≤25	≤25

从实施例1~实施例6的各项性能测试指标可以看出，本发明制得的环保型水性塑料油墨的着色力好、印品色泽鲜艳、光泽度高，附着力强、墨层不脱落，无毒无味，安全环保，其各项指标均达国内外同类产品先进水平，产品质量好。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：它包括以下重量份的原料：

水性连结料               50-70份

分散剂                  5-10份

消泡剂                  0.1-1.5份

颜料粉                  5-20份

表面活性剂               0.5-5份

PH稳定剂                2-10份

附着力促进剂             1-5份

溶剂                     5-20份。

2.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：它包括以下重量份的原料：

水性连结料               55-65份

分散剂                  6-8份

消泡剂                  0.5-1份

颜料粉                  10-15份

表面活性剂               2-4份

PH稳定剂                5-8份

附着力促进剂             2-4份

溶剂                     10-15份。

3.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：它包括以下重量份的原料：

水性连结料               60份

分散剂                  7份

消泡剂                  1份

颜料粉                  11份

表面活性剂               3份

PH稳定剂                5份

附着力促进剂             2份

溶剂                     11份。

4.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：它还包括以下重量份的原料：壳聚糖-石墨烯复合材料2-8份。

5.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：它还包括以下重量份的原料：空心玻璃微珠1-5份。

6.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：所述水性连结料是由自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂和改性水性聚氨酯以4-7：4-6：1-3的比例混合而成的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：所述分散剂为德国silcona的型号为HLD-8/T的分散剂；所述消泡剂为美国道康宁的型号为DC62的消泡剂。

8.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：所述表面活性剂为德国迪高公司的型号为tego wet 50的表面活性剂；所述PH稳定剂为美国陶氏化学的型号为AMP-95的PH稳定剂；所述附着力促进剂为澳汉化工的型号为AH-16的附着力促进剂。

9.根据权利要求1所述的一种环保型水性塑料油墨，其特征在于：所述溶剂为去离子水和工业乙醇按10-15：2-5的比例混合而成的混合物。

10.权利要求1至9任意一项所述的一种环保型水性塑料油墨的制备方法，其特征在于：它包括以下制备步骤：

a、将水性连结料和溶剂按重量份加入配料缸中搅拌均匀；

b、往步骤a中混匀的物料按重量份加入分散剂、消泡剂和颜料粉搅拌均匀，搅拌时间为20~30min；

c、将剩余原料和步骤b中混匀的物料搅拌均匀，超声波振动20~30min，制得环保型水性塑料油墨。