CN105017863B - 水性油墨、其制备方法及印刷品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油墨制备领域，具体公开了一种水性油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)将单分散纳米微球乳液、水性树脂、醇溶剂混合并搅拌均匀；(2)然后加入无机纳米颗粒、分散剂和消泡剂，分散均匀然后充分研磨；(3)再加入流平剂、成膜助剂、附着力促进剂和增稠剂，混合均匀，即得到水性油墨。本发明所述水性油墨可用于制备具有结构色光变特性印刷品，在印刷后，单分散纳米微球组装形成六方密堆积结构，从而形成具有光子晶体的油墨层，因光子禁带结构产生的色泽能随着视角改变而产生变换，出现虹彩效果，而且所述油墨印刷品的色彩与光泽的相对独立而且又可以互相组合，从而形成丰富多彩的视觉效果。
Description
技术领域
本发明属于油墨，具体涉及一种水性油墨的制备方法及油墨配方。
背景技术
油墨是由颜(染)料及填充剂、连接料、溶剂、辅助剂等组成的胶态分散体系，它是用于印刷过程不可缺少的着色材料。通过印刷将图案、文字表现在承印物上，用于书刊、包装、装饰等各种印刷。随着新型染料、颜料的不断涌现，不同色相、明度、饱和度的油墨相继出现，在满足了多彩的颜色需求同时，人们希望油墨能够提供诸如金属质感、珍珠色泽等赋予其富丽堂皇的效果及高贵华丽的形象。于是，出现了珠光油墨、金属油墨等添加了效果颜料的油墨，这些油墨是指用细小的金属薄片或珠光颜料代替传统油墨中的颜料或染料配制而成的。但这些油墨由于效果颜料的色泽种类有限，且污染较大等缺点限制了其应用范围。
受自然界中诸如蝴蝶翅膀、孔雀羽毛、金龟子的甲壳、珍珠与贝类内壳、热带鱼鳞片等绚丽色彩的启发，发展制备了一种在微米、亚微米等光波长的量级上折射率呈现周期性变化的电介质材料——光子晶体。由于布拉格衍射作用，能反射入射光，形成区别于色素颜色的“结构颜色”。由于结构色具有不褪色、环保和虹彩效应等优点，其用于油墨在显示、装饰、防伪等领域具有广阔的应用前景。
专利号为01812853.X的中国发明公开了一种具有乳白色效果的颗粒，该颗粒的粒度范围为5μm-5000μm，包括在填充及规则排列的结构中标准偏差小于5％的单分散的球，所述球的直径为50nm～2μm，所述结构从区域角度来说是三维的，并且通过物理或化学改性实现了机械稳定。虽然其中公开了该颗粒在制备油墨中的应用，但是光子晶体完成组装后作为颜料添加入墨水配方应用中仍存在很大缺陷，一方面其结构颜色由于散射存在结构色彩泛白，色相饱和度低等问题，另一方面组装完成的光子晶体作为颜料分散在油墨中受溶剂影响中又会分散成纳米颗粒而丧失结构色的问题。因此，限制了环保、色泽绚丽、有虹彩 效应的“结构色”材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法及油墨配方，使得采用该油墨制得的印刷品的油墨层具有色泽绚丽、有虹彩效应的结构色。
本发明的另一目的在于提供一种水性油墨，使得采用该油墨制得的印刷品的油墨层具有光变特性，即油墨层表面在光源照射下正看或侧视，随着人眼视角的改变，呈现不同的颜色的光变特性。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：一种水性油墨，以油墨的重量份为100份，所述油墨包括：单分散纳米微球乳液40-60份，水性树脂10-30份，醇类溶剂0-15份，无机纳米颗粒2-15份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.5-2份；流平剂1-5份，成膜助剂2-15份，附着力促进剂0.3-5份，增稠剂0.3-2.5份；
所述水性油墨还包括颜料，以水性油墨的重量份为100份，颜料的重量份为2-10份；所述颜料选自：二氧化钛、铅白、锌白、锌钡白、石黑、炭黑、铁黑、铁红、镉红、铁黄、铬黄、镉黄、铬绿、群青、铁蓝、酞菁蓝或酞菁绿中的一种或两种以上的混合物；
所述单分散纳米微球乳液为固含量为20-60％的水分散乳液；
所述单分散纳米微球选自：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、四氧化三铁、酚醛树脂；且所述单分散纳米微球呈六方密堆积结构；所述单分散纳米微球粒径是80-190nm或600-900nm，所述单分散纳米微球的单分散性PDI小于0.3；
所述醇类溶剂选自：乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇；
所述无机纳米颗粒选自：氧化锌、氧化铁、四氧化三铁、氧化镁中的一种或两种以上的组合，并且所述无机纳米颗粒的粒径小于500纳米；
所述分散剂选自：无机盐分散剂、高分子聚合物分散剂；
所述消泡剂为水性油墨消泡剂。
上述技术方案中，所述流平剂选自：有机硅丙烯酸酯、聚醚改性硅氧烷；所述成膜助剂选自：醇、醇酯、醇醚类成膜助剂；所述附着力促进剂选自：羧基共聚物、环氧基磷酸酯化合物、羟基酚醛磷酸酯、羧基磷酸酯、氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷；所述增稠剂选自：纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸盐增稠剂、聚氨酯增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂及无机增稠剂。
本发明同时要求保护一种水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将单分散纳米微球乳液、水性树脂混合并搅拌均匀；
(2)然后加入无机纳米颗粒、分散剂和消泡剂，分散均匀然后充分研磨；
(3)再加入辅助剂混合均匀，即得到水性油墨；
其中，以水性油墨的重量份为100份，各原料的重量份为：单分散纳米微球乳液40-60份，水性树脂10-30份，无机纳米颗粒2-15份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.5-2份；
所述单分散纳米微球乳液为固含量为20-60％的水分散乳液；所述单分散纳米微球选自：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、四氧化三铁、酚醛树脂；且所述单分散纳米微球呈六方密堆积结构；所述单分散纳米微球粒径是80-190nm或600-900nm，所述单分散纳米微球的单分散性PDI小于0.3；
所述无机纳米颗粒选自：氧化锌、氧化铁、四氧化三铁、氧化镁中的一种或两种以上的组合，并且所述无机纳米颗粒的粒径小于500纳米；
所述分散剂选自：无机盐分散剂、高分子聚合物分散剂；
所述消泡剂为水性油墨消泡剂；
所述辅助剂包括：流平剂、成膜助剂、附着力促进剂和增稠剂，并且，以水性油墨的重量份为100份计算，流平剂为1-5份，成膜助剂为2-15份，附着力促进剂为0.3-5份，增稠剂为0.3-2.5份；
所述流平剂选自：有机硅丙烯酸酯、聚醚改性硅氧烷；所述成膜助剂选自：醇、醇酯、醇醚类成膜助剂；所述附着力促进剂选自：羧基共聚物、环氧基磷酸酯化合物、羟基酚醛磷酸酯、羧基磷酸酯、氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷；所述增稠剂选自：纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸盐增稠剂、聚氨酯增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂及无机增稠剂。
上述技术方案中，在所述步骤(1)中，添加醇溶剂以与单分散纳米微球乳液、水性树脂混合并搅拌，所述醇溶剂的重量份为大于0且小于或等于15份，所述醇溶剂选自：乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇。
上述技术方案中，在步骤(2)中加入颜料中的一种或两种以上的混合物；所述颜料选自：二氧化钛、铅白、锌白、锌钡白、石黑、炭黑、铁黑、铁红、镉红、铁黄、铬黄、镉黄、铬绿、群青、铁蓝、酞菁蓝、酞菁绿。
本发明制得的油墨适用于平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷等常规印刷方式，印刷后该油墨中水及醇等溶剂挥发干燥后，单分散微球经组装排列呈有序结构，从而呈现出结构色光变特性。
因此本发明同时要求保护一种采用上述油墨制得的印刷品，所述印刷品包括一基材，以及设置在基材表面的油墨涂层，所述油墨涂层具有光子晶体结构。即得到具有结构色光变特性印刷品。
由于上述技术方案的应用，本发明和现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明所述水性油墨在印刷后，油墨中水及醇等溶剂挥发干燥后，单分散微球组装呈六方密堆积结构，从而形成具有光子晶体结构涂层，其因光子禁带结构产生的色泽能随着视角改变而产生变换，出现虹彩效果。
(2)本发明所述油墨不仅能通过添加颜料或选择彩色的单分散纳米微球来影响油墨的色彩，还能通过调节微球粒径大小来改变因光子禁带结构产生的光泽，实现油墨的色彩与光泽的相对独立而且又可以互相组合，从而形成丰富多彩的视觉效果。
(3)本发明所述水性油墨丰富了现有油墨色泽类别，在避免添加高污染的效果颜料下赋予油墨制品更加丰富的色泽。
附图说明
附图1为实施例1中油墨印刷组装后微球形貌SEM照片；
附图2为实施例1中油墨印刷组装后的吸收光谱，对应其色相；
附图3为实施例1中油墨组装的反射光谱，对应其光泽。
具体实施方式
实施例一
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散苯乙烯微球乳液、水性丙烯酸乳液、异丁醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为15分钟；
b.将二氧化硅纳米颗粒、氧化铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌25分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌15分钟使其混合均匀，制得油墨；
其中，各原料的重量份为：粒径为270纳米的苯乙烯乳液55份(固含量60％，PDI为0.03)，丙烯酸乳液15份(固含量20％)，二氧化硅13份(粒径300纳米)，异丁醇4份，DEGOADDID 900附着力促进剂2份，氧化铁红3份，醇酯十二成膜助剂2份，Surfynol DF-210消泡剂1份，Hydropalat 3037流平剂2份，EHEC增稠剂2.5份，COATEX PE737分散剂0.5份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为9.1μm，粘度为47s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰610nm，油墨涂层表面呈红色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表1所示。
表1
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 115.33 | -3.72 | 21.69 |
| 45as15 | 99.45 | 2.24 | 10.61 |
| 45as25 | 94.60 | -1.40 | 6.32 |
| 45as45 | 95.47 | -2.49 | 3.48 |
| 45as75 | 99.16 | -1.39 | 2.46 |
| 45as110 | 98.55 | 1.30 | 1.71 |
实施例二
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散苯乙烯微球乳液、水性丙烯酸乳液、异丁醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为10分钟；
b.将二氧化钛纳米颗粒、氧化铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌20分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌20分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为190纳米的苯乙烯微球乳液47份(固含量20％，PDI为0.02)，丙烯酸乳液15份(固含量50％)，二氧化钛8份(粒径270纳米)，乙醇10份，DEGOADDID 900附着力促进剂2份，氧化铁黄6份，醇酯十二成膜助剂4份，Surfynol DF-210消泡剂2份，Hydropalat 3037流平剂3份，EHEC增稠剂1.5份，COATEX PE737分散剂1.5份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为10μm，粘度为58s，附着力(脱落面积)1，光纤光谱仪反射峰480nm，油墨涂层表面呈黄色色相，蓝色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表2所示。
表2
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 114.92 | -14.80 | 57.09 |
| 45as15 | 87.48 | 1.25 | 36.64 |
| 45as25 | 86.85 | 1.25 | 35.90 |
| 45as45 | 89.09 | 1.89 | 36.18 |
| 45as75 | 92.88 | 3.11 | 37.73 |
| 45as110 | 93.19 | 5.78 | 33.39 |
实施例三
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散苯乙烯微球乳液、水性聚氨酯乳液、正丁醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为17分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、酞菁绿颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌15分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为210纳米的苯乙烯乳液60份(固含量40％，PDI为0.02)，水性聚氨酯乳液13份(固含量30％)，氧化锌7份(粒径480纳米)，正丁醇5份，BYK-019消泡剂1份，DEGO ADDID 910附着力促进剂1.5份，酞菁绿6份，TEXANOL OE-300成膜助剂2份，BYK-333流平剂1.5份，E230X增稠剂1.5份，BORMODOL SPS 2528分散剂1.5份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为8.5μm，粘度为25s，附着力(脱落面积)0，光纤光谱仪反射峰540nm，漆膜呈绿色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表3所示。
表3
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 114.39 | -3.12 | 20.39 |
| 45as15 | 89.45 | 2.44 | 11.72 |
| 45as25 | 91.70 | -1.35 | 8.42 |
| 45as45 | 93.45 | -2.33 | 3.58 |
| 45as75 | 94.36 | -1.45 | 2.66 |
| 45as110 | 97.54 | 1.52 | 1.91 |
实施例四
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散酚醛树脂球乳液、水性聚氨酯乳液、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为15分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、酞菁蓝颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌20分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌30分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为275纳米的单分散酚醛树脂球乳液45份(固含量35％，PDI为0.01)，水性聚氨酯乳液12份(固含量45％)，氧化锌7份(粒径240纳米)，丙醇10份，BYK-094消泡剂2份，EP-DS1300附着力促进剂3份，酞菁蓝10份，SER-AD FX 510成膜助剂5份，BYKETOL-AQ流平剂2.5份，E230X增稠剂2份，BORMODOL SPS 2528分散剂1.5份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为9.8μm，粘度为53s，附着力(脱落面积)1，光纤光谱仪反射峰430nm，漆膜呈蓝色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表4所示。
表4
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 104.29 | -2.12 | 2.18 |
| 45as15 | 89.45 | 2.44 | -8.72 |
| 45as25 | 90.70 | -3.35 | -11.42 |
| 45as45 | 91.25 | -4.33 | -13.58 |
| 45as75 | 93.26 | -3.45 | -18.63 |
| 45as110 | 94.87 | 1.02 | -20.91 |
实施例五
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散酚醛树脂微球乳液、水性丙烯酸乳液、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为17分钟；
b.将氧化钛纳米颗粒、铬黄颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌15分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为250纳米的单分散酚醛树脂微球乳液55份(固含量45％，PDI为0.03)，水性丙烯酸乳液10份(固含量25％)，氧化钛5份(粒径190纳米)，丙醇10份，BYK-094消泡剂2份，EP-DS1300附着力促进剂2份，铬黄6份，SER-AD FX 510成膜助剂3份，BYKETOL-AQ流平剂2份，E230X增稠剂2份，HYDROPALAT 1080分散剂2份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为10.3μm，粘度为30s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰590nm，漆膜呈黄色色相，绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表5所示。
表5
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 103.60 | 19.77 | 4.33 |
| 45as15 | 100.13 | 17.09 | 12.11 |
| 45as25 | 92.78 | 3.34 | 3.74 |
| 45as45 | 89.54 | 2.47 | -0.92 |
| 45as75 | 91.98 | 8.43 | 1.40 |
| 45as110 | 93.14 | 3.02 | 9.00 |
实施例六
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散二氧化硅乳液、水性醇酸树脂、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为115分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌17分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为180纳米的单分散二氧化硅乳液45份(固含量49％，PDI为0.06)，水性丙烯酸乳液30份(固含量32％)，氧化锌5份 (粒径90纳米)，丙醇8份，BYK-080A消泡剂2份，N-Sico-6100附着力促进剂2份，铁红4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，BYKETOL-AQ流平剂0.5份，E230X增稠剂1份，HYDROPALAT 1080分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为10.3μm，粘度为45s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰490nm，漆膜呈红色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表6所示。
表6
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 113.37 | -3.72 | 22.69 |
| 45as15 | 100.45 | 2.34 | 13.71 |
| 45as25 | 95.69 | -1.79 | 8.94 |
| 45as45 | 93.27 | -2.67 | 6.35 |
| 45as75 | 97.86 | -1.89 | 3.66 |
| 45as110 | 95.47 | 2.50 | 2.71 |
实施例七
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散聚丙烯酸微球乳液、水性醇酸树脂加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为105分钟；
b.将二氧化硅纳米颗粒、铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌17分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为400纳米的单分散聚丙烯酸微球乳液47份(固含量47％，PDI为0.15)，水性醇酸树脂28份(固含量36％)，二氧化硅5份(粒径190纳米)，乙醇8份，BYK-080A消泡剂2份，N-Sico-6100附着力促 进剂2份，铁红4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，BYKETOL-AQ流平剂0.5份，E230X增稠剂1份，HYDROPALAT 1080分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为12.1μm，粘度为47s，附着力(脱落面积)1，光纤光谱仪反射峰480nm，漆膜呈红色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表7所示。
表7
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 103.19 | -2.52 | 2.18 |
| 45as15 | 87.45 | 2.84 | -9.72 |
| 45as25 | 90.50 | -3.75 | -12.62 |
| 45as45 | 91.25 | -4.38 | -11.58 |
| 45as75 | 92.96 | -3.75 | -19.63 |
| 45as110 | 93.87 | 1.42 | -20.12 |
实施例八
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散聚丙烯酰胺微球乳液、水性醇酸树脂、乙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为105分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌17分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为600纳米的单分散聚丙烯酰胺微球乳液53份(固含量47％，PDI为0.15)，水性环氧树脂乳液30份(固含量36％)，氧化锌5份(粒径190纳米)，BYK-080A消泡剂2份，N-Sico-6100附着力促进剂2份，铁红4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，BYKETOL-AQ流平剂0.5份，E230X增稠剂1份，HYDROPALAT 1080分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为11.2μm，粘度为41s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰480nm，漆膜呈红色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表8所示。
表8
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 109.57 | -2.47 | 21.39 |
| 45as15 | 104.65 | 1.95 | 12.61 |
| 45as25 | 99.77 | -1.45 | 9.84 |
| 45as45 | 97.84 | -2.37 | 6.75 |
| 45as75 | 96.05 | -1.97 | 4.46 |
| 45as110 | 91.57 | 2.70 | 3.21 |
实施例九
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散聚丙烯酸酯微球乳液、水性醇酸树脂、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为95分钟；
b.将氧化镁纳米颗粒、酞菁绿颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌18分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌16分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为900纳米的单分散聚丙烯酸酯微球乳液49份(固含量39％，PDI为0.03)，水性环氧树脂乳液31份(固含量29％)，氧化镁5份(粒径390纳米)，丙醇3份，BYK-080A消泡剂2份，N-Sico-6100附着力促进剂2份，酞菁绿4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，BYKETOL-AQ流平剂0.5份，E230X增稠剂1份，COATEX PE737分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为11.2μm，粘度为41s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰480nm，漆膜呈绿色色相，红色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表9所示。
表9
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 77.95 | -4.49 | 9.07 |
| 45as15 | 96.64 | 23.74 | 23.49 |
| 45as25 | 39.31 | 7.02 | 3.24 |
| 45as45 | 60.92 | 1.31 | -6.20 |
| 45as75 | 60.54 | -0.78 | -10.10 |
| 45as110 | 67.10 | 0.28 | -10.67 |
实施例十
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散四氧化三铁微球乳液、水性聚氨酯乳液、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为85分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌17分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为80纳米的单分散四氧化三铁微球乳液45份(固含量29％，PDI为0.02)，水性聚氨酯乳液30份(固含量32％)，氧化锌5份(粒径90纳米)，丙醇8份，Surfynol DF-210消泡剂2份，DEGO ADDID 900附着力促进剂2份，铁红4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，Hydropalat 3037流平剂0.5份，EHEC增稠剂1份，COATEX PE737分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为12.3μm，粘度为34s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰390nm，漆膜呈红色色相，绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表10所示。
表10
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 113.76 | -2.82 | 20.59 |
| 45as15 | 99.85 | 2.65 | 13.31 |
| 45as25 | 93.60 | -3.70 | 8.74 |
| 45as45 | 97.47 | -3.89 | 6.28 |
| 45as75 | 101.56 | -2.29 | 4.89 |
| 45as110 | 99.75 | 1.90 | 1.61 |
实施例十一
一种用于制备具有结构色光变特性印刷品的水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a.将单分散四氧化三铁微球乳液、水性聚氨酯乳液、丙醇加入到釜中搅拌均匀，搅拌时间为85分钟；
b.将氧化锌纳米颗粒、铁红颜料、分散剂和消泡剂加入到由步骤a制备的物料中，搅拌17分钟；然后将搅拌所得物料研磨至15微米以下；
c.将一定重量份的流平剂、成膜助剂、附着力促进剂加入由步骤b制备的物料中，搅拌17分钟使其混合均匀，制得油墨。
其中，各原料的重量份为：粒径为120纳米的单分散四氧化三铁微球乳液45份(固含量29％，PDI为0.02)，水性聚氨酯乳液30份(固含量32％)，氧化锌5份(粒径90纳米)，丙醇8份，Surfynol DF-210消泡剂2份，DEGO ADDID 900附着力促进剂2份，铁红4份，醇酯十二成膜助剂1.5份，Hydropalat 3037流平剂0.5份，EHEC增稠剂1份，COATEX PE737分散剂1份。
采用涂-4杯测量其粘度，采用细度刮板计测量其细度，采用光纤光谱仪测试油墨印刷后光谱，通过艾丽色MA-98分光光度仪测定色泽，光源为D65/10°，采用百格法测试其附着力。
检测制得油墨的各项性能指标：细度为12.6μm，粘度为34s，附着力(脱落面积)2，光纤光谱仪反射峰490nm，漆膜呈红色色相，黄绿色光泽。艾丽色MA-98分光光度仪测定数据如表11所示。
表11
| 测试角度 | L* | a* | b* |
| 45as-15 | 107.67 | -3.87 | 19.49 |
| 45as15 | 103.65 | 1.75 | 17.31 |
| 45as25 | 99.45 | -1.45 | 12.64 |
| 45as45 | 96.54 | -2.37 | 7.65 |
| 45as75 | 93.35 | -1.97 | 6.36 |
| 45as110 | 92.47 | 2.70 | 2.91 |
实施例十二
将上述实施例所得水性油墨采用常规印刷方法印刷在基材上，印刷后该油墨中水及醇等溶剂挥发干燥后，单分散微球经组装排列呈有序结构，从而呈现出结构色光变特性，即得到具有结构色光变特性印刷品。
Claims (6)
1.一种水性油墨，其特征在于，以油墨的重量份为100份，所述油墨包括：单分散纳米微球乳液40-60份，水性树脂10-30份，醇类溶剂0-15份，无机纳米颗粒2-15份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.5-2份；流平剂1-5份，成膜助剂2-15份，附着力促进剂0.3-5份，增稠剂0.3-2.5份；
所述水性油墨还包括颜料，以水性油墨的重量份为100份，颜料的重量份为2-10份；所述颜料选自：二氧化钛、铅白、锌白、锌钡白、石黑、炭黑、铁黑、铁红、镉红、铁黄、铬黄、镉黄、铬绿、群青、铁蓝、酞菁蓝或酞菁绿中的一种或两种以上的混合物；
所述单分散纳米微球乳液为固含量为20-60％的水分散乳液；
所述单分散纳米微球选自：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、四氧化三铁、酚醛树脂；且所述单分散纳米微球呈六方密堆积结构；所述单分散纳米微球粒径是80-190nm或600-900nm，所述单分散纳米微球的单分散性PDI小于0.3；
所述醇类溶剂选自：乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇；
所述无机纳米颗粒选自：氧化锌、氧化铁、四氧化三铁、氧化镁中的一种或两种以上的组合，并且所述无机纳米颗粒的粒径小于500纳米；
所述分散剂选自：无机盐分散剂、高分子聚合物分散剂；
所述消泡剂为水性油墨消泡剂。
2.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述流平剂选自：有机硅丙烯酸酯、聚醚改性硅氧烷；所述成膜助剂选自：醇、醇酯、醇醚类成膜助剂；所述附着力促进剂选自：羧基共聚物、环氧基磷酸酯化合物、羟基酚醛磷酸酯、羧基磷酸酯、氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷；所述增稠剂选自：纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸盐增稠剂、聚氨酯增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂及无机增稠剂。
3.一种水性油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将单分散纳米微球乳液、水性树脂混合并搅拌均匀；
(2)然后加入无机纳米颗粒、分散剂和消泡剂，分散均匀然后充分研磨；
(3)再加入辅助剂混合均匀，即得到水性油墨；
其中，以水性油墨的重量份为100份，各原料的重量份为：单分散纳米微球乳液40-60份，水性树脂10-30份，无机纳米颗粒2-15份，分散剂0.5-3份，消泡剂0.5-2份；
所述单分散纳米微球乳液为固含量为20-60％的水分散乳液；所述单分散纳米微球选自：聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、四氧化三铁、酚醛树脂；且所述单分散纳米微球呈六方密堆积结构；所述单分散纳米微球粒径是80-190nm或600-900nm，所述单分散纳米微球的单分散性PDI小于0.3；
所述无机纳米颗粒选自：氧化锌、氧化铁、四氧化三铁、氧化镁中的一种或两种以上的组合，并且所述无机纳米颗粒的粒径小于500纳米；
所述分散剂选自：无机盐分散剂、高分子聚合物分散剂；
所述消泡剂为水性油墨消泡剂；
所述辅助剂包括：流平剂、成膜助剂、附着力促进剂和增稠剂，并且，以水性油墨的重量份为100份计算，流平剂为1-5份，成膜助剂为2-15份，附着力促进剂为0.3-5份，增稠剂为0.3-2.5份；
所述流平剂选自：有机硅丙烯酸酯、聚醚改性硅氧烷；所述成膜助剂选自：醇、醇酯、醇醚类成膜助剂；所述附着力促进剂选自：羧基共聚物、环氧基磷酸酯化合物、羟基酚醛磷酸酯、羧基磷酸酯、氨基烷氧基硅烷、环氧基烷氧基硅烷；所述增稠剂选自：纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸盐增稠剂、聚氨酯增稠剂、疏水改性非聚氨酯增稠剂及无机增稠剂。
4.根据权利要求3所述的水性油墨的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，添加醇溶剂以与单分散纳米微球乳液、水性树脂混合并搅拌，所述醇溶剂的重量份为大于0且小于或等于15份，所述醇溶剂选自：乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇。
5.根据权利要求3所述的水性油墨的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中加入颜料中的一种或两种以上的混合物；所述颜料选自：二氧化钛、铅白、锌白、锌钡白、石黑、炭黑、铁黑、铁红、镉红、铁黄、铬黄、镉黄、铬绿、群青、铁蓝、酞菁蓝、酞菁绿。
6.一种采用权利要求1所述水性油墨制得的具有结构色光变特性的印刷品，所述印刷品包括一基材，以及设置在基材表面的油墨涂层，所述油墨涂层具有光子晶体结构。
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