CN105860656B - 一种环保水性油墨 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保水性油墨。本发明通过各组份的有效选择和配比组合的综合效果，提供了一个综合性能较佳的配方范围，使得各组分充分发挥作用，所用水性聚氨酯连接料以聚己二酸癸二酸新戊二醇‑1，6‑己二醇酯二醇和2，2‑二羟甲基丁酸为原料，在二苯基甲烷二异氰酸酯的催化下聚合，然后经由双(三羟甲基)丙烷在2‑乙基己酸亚锡的作用下发生交联，再经由己二醇进行扩链得到。得到的连接料的抗粘性及稳定性都得到了改善，且对基材具有优良的附着力；得到的水性油墨具有防静电、环保、保存时间长等特点，且具有很好的着色力和附着牢度，添加的牛至油、山苍子精油、肉桂精油具有广谱抗菌功效，有效解决了印刷制品由于霉变而影响贮存的问题。

Description

一种环保水性油墨
技术领域
本发明涉及一种油墨，更具体的说是涉及一种环保的水性油墨。
背景技术
PM2.5是大气中的一种污染物，形成PM2.5的物质中挥发性有机化合物占21％，而挥发性有机化合物中约18％是由溶剂型涂料、油墨排放产生的。溶剂型涂料、油墨要借助有机溶剂进行稀释处理，不仅需要消耗化石能源，有机溶剂还含有大量的苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有毒有害物质，其挥发期有的长达十几年。有研究显示长期吸入这些挥发气体会导致再生障碍性贫血、白血病等严重疾病。
水性油墨以水为稀释剂，不含苯、甲苯、二甲苯，相对于传统溶剂型油墨能极大地减少挥发性有机化合物的排放。水性油墨主要是由连结料、色料、填料等材料分散混合均匀而成的胶体，油墨中连接料品质的好坏，直接决定了油墨的性能，因为油墨的干燥性、粘度、流动性等在很大程度上均由连接料所决定。连接料能使颜料牢固附着在承印物表面并使油墨具有一定的光泽、印刷转移性能及干燥性能等；提供了油墨必须的粘结及成膜性能，连接料就是油墨的“心脏”，所以选择合适的水性油墨连接料是保证油墨良好性能的关键之一。
尽管目前市场上已开发出多种类型的水性油墨，但往往功能单一，在分散性和稳定性上存在较多问题，另外，水性油墨在生产和储存过程中，有可能被生产原料带入的、生产设备污染的、因储存不当而被外界引入的微生物而污染，以及印刷品成品被外界引入的微生物而污染，由于水性油墨中所存在的水更适于微生物的生存和繁殖，使油墨很容易受到微生物的侵蚀而变质，严重影响包装制品的外观。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种环保水性油墨，无毒、防静电、保存时间长，且具有很好的着色力和附着牢度。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保水性油墨，包括以下组分：
水性聚氨酯 35～40重量份；
聚丙烯乳液 10～20重量份；
防沉剂 1～3重量份；
分散剂 0.5～1重量份；
流平剂 0.2～1重量份；
消泡剂 0.2～0.8重量份；
抗静电剂 0.5～1.5重量份；
颜料 10～20重量份；
水 10～20重量份；
乙酸乙酯 5～15重量份；
牛至油 0.3～0.4重量份；
山苍子精油 0.2～0.3重量份；
肉桂精油 0.1～0.2重量份；
所述水性聚氨酯以聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇和2，2-二羟甲基丁酸为原料，在二苯基甲烷二异氰酸酯的催化下聚合，然后经由双(三羟甲基)丙烷在2-乙基己酸亚锡的作用下发生交联，再经由己二醇进行扩链得到。所述牛至油、山苍子精油、肉桂精油中含有醛和酮类化合物，具有广谱抗菌功效，通过三者合适的配比，能有效防止油墨发生霉变。
作为本发明的进一步改进，所述水性聚氨酯由以下具体方法制备：
(1)原料预处理：先将聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇于100℃，0.1MPa真空度下减压除水1h，所述的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇的数均分子量为2000，将二苯基甲烷二异氰酸酯用活化分子筛脱水干燥；
(2)预聚体的制备：将35重量份的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇加入烧瓶中，所述烧瓶上装有搅拌器、冷凝管、温度计和通气管，通入干燥的氩气到反应体系，然后开动搅拌器，加入30重量份的2，2-二羟甲基丁酸，再加入3重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01重量份的月桂酸铋，缓慢升温至80℃，恒温反应2h；
(3)交联：将15重量份的双(三羟甲基)丙烷和0.01重量份的2-乙基己酸亚锡加入到反应体系中，继续于80℃反应3h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，待-NCO达到理论值之后降温至40℃；
(4)扩链：往反应体系中加入3重量份的丙酮和5重量份的己二醇，继续反应1.5h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，至-NCO达到理论值；
(5)中和与乳化：将反应体系放入40℃的恒温水浴中，稳定10min，加入0.5重量份的三乙胺中和搅拌20min，继续降温至30℃，高速搅拌下加入蒸馏水进行分散30min，滴入消泡剂反应5min，反应结束，得到水性聚氨酯。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述流平剂为聚丙烯酸、羟甲基纤维素、或聚醚改性的聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述消泡剂为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述抗静电剂为烷基磺酸钠或聚氧乙烯中的一种或几种。
作为本发明的进一步改进，所述防沉剂为聚酰胺蜡、硫酸化蓖麻油或聚氧乙烯氢化蓖麻油中的一种或几种。
本发明水性聚氨酯连接料以聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇和2，2-二羟甲基丁酸为原料，在二苯基甲烷二异氰酸酯的催化下聚合，然后经由双(三羟甲基)丙烷在2-乙基己酸亚锡的作用下发生交联，再经由己二醇进行扩链得到。得到的水性聚氨酯连接料的抗粘性及稳定性都得到了改善，且对基材具有优良的附着力；本发明通过水性聚氨酯、聚丙烯乳液、防沉剂、分散剂、流平剂、消泡剂、抗静电剂的有效选择和配比组合的综合效果，提供了一个综合性能较佳的配方范围，使得各组分充分发挥作用，得到的水性油墨具有防静电、环保、保存时间长等特点，且具有很好的着色力和附着牢度，添加的牛至油、山苍子精油、肉桂精油具有广谱抗菌功效的植物精油，有效解决了印刷制品由于霉变而影响贮存时间的问题。
具体实施方式
下面将给出以下实施例对本发明做进一步的详述。
水性聚氨酯连接料的制备：
(1)原料预处理：先将聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇于100℃，0.1MPa真空度下减压除水1h，所述的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇的数均分子量为2000，将二苯基甲烷二异氰酸酯用活化分子筛脱水干燥；
(2)预聚体的制备：将35重量份的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1，6-己二醇酯二醇加入烧瓶中，所述烧瓶上装有搅拌器、冷凝管、温度计和通气管，通入干燥的氩气到反应体系，然后开动搅拌器，加入30重量份的2，2-二羟甲基丁酸，再加入3重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01重量份的月桂酸铋，缓慢升温至80℃，恒温反应2h；
(3)交联：将15重量份的双(三羟甲基)丙烷和0.01重量份的2-乙基己酸亚锡加入到反应体系中，继续于80℃反应3h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，待-NCO达到理论值之后降温至40℃；
(4)扩链：往反应体系中加入3重量份的丙酮和5重量份的己二醇，继续反应1.5h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，至-NCO达到理论值；
(5)中和与乳化：将反应体系放入40℃的恒温水浴中，稳定10min，加入0.5重量份的三乙胺中和搅拌20min，继续降温至30℃，高速搅拌下加入蒸馏水进行分散30min，滴入消泡剂反应5min，反应结束，得到水性聚氨酯。
实施例1
水性聚氨酯 35重量份；
聚丙烯乳液 10重量份；
聚酰胺蜡 1重量份；
聚丙烯酸钠 0.5重量份；
羟甲基纤维素 0.2重量份；
辛基酚聚氧乙烯醚 0.2重量份；
烷基磺酸钠 0.5重量份；
颜料 10重量份；
水 10重量份；
乙酸乙酯 5重量份；
牛至油 0.3重量份；
山苍子精油 0.2重量份；
肉桂精油 0.1重量份。
实施例2
水性聚氨酯 40重量份；
聚丙烯乳液 20重量份；
聚酰胺蜡 3重量份；
聚丙烯酸钠 1重量份；
羟甲基纤维素 1重量份；
辛基酚聚氧乙烯醚 0.8重量份；
烷基磺酸钠 1.5重量份；
颜料 20重量份；
水 20重量份；
乙酸乙酯 15重量份；
牛至油 0.4重量份；
山苍子精油 0.3重量份；
肉桂精油 0.2重量份。
实施例3
水性聚氨酯 38重量份；
聚丙烯乳液 15重量份；
硫酸化蓖麻油 2重量份；
十二烷基硫酸钠 0.8重量份；
聚丙烯酸 0.5重量份；
辛基酚聚氧乙烯醚 0.6重量份；
烷基磺酸钠：1重量份；
颜料 15重量份；
水 15重量份；
乙酸乙酯 10重量份；
牛至油 0.3重量份；
山苍子精油 0.3重量份；
肉桂精油 0.2重量份。
实施例4
水性聚氨酯 36重量份；
聚丙烯乳液 12重量份；
硫酸化蓖麻油2重量份；
十二烷基硫酸钠 0.8重量份；
聚丙烯酸 0.6重量份；
辛基酚聚氧乙烯醚 0.5重量份；
聚氧乙烯：1.2重量份；
颜料 12重量份；
水 12重量份；
乙酸乙酯 10重量份；
牛至油 0.4重量份；
山苍子精油 0.3重量份；
肉桂精油 0.2重量份。
实施例5
水性聚氨酯 39重量份；
聚丙烯乳液 18重量份；
聚氧乙烯氢化蓖麻油 2重量份；
聚丙烯酰胺 0.6重量份；
聚醚改性的聚二甲基硅氧烷 0.5重量份；
壬基酚聚氧乙烯醚 0.3重量份；
聚氧乙烯：1.3重量份；
颜料 15重量份；
水 10重量份；
乙酸乙酯 12重量份；
牛至油 0.3重量份；
山苍子精油 0.2重量份；
肉桂精油 0.2重量份。
实施例6
水性聚氨酯 37重量份；
聚丙烯乳液 18重量份；
聚酰胺蜡 3重量份；
聚丙烯酰胺 0.7重量份；
聚醚改性的聚二甲基硅氧烷 0.6重量份；
壬基酚聚氧乙烯醚 0.4重量份；
聚氧乙烯：0.9重量份；
颜料 13重量份；
水 11重量份；
乙酸乙酯 8重量份；
牛至油 0.4重量份；
山苍子精油 0.3重量份；
肉桂精油 0.1重量份。
根据QB/T2024-94质量标准对以上实施例进行油墨性能测试，结果如下表所示：
由此可知，本发明提供的环保水性油墨在着色力、附着牢度和溶剂残留量方面具有突出的性能，各个实施例均具有较高的着色力，各个实施例的附着牢度均达到最高标准，各个实施例的溶剂残留量均达到较高标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种环保水性油墨，其特征在于：包括以下组分：
水性聚氨酯35～40重量份；
聚丙烯乳液10～20重量份；
防沉剂1～3重量份；
分散剂0.5～1重量份；
流平剂0.2～1重量份；
消泡剂0.2～0.8重量份；
抗静电剂0.5～1.5重量份；
颜料10～20重量份；
水10～20重量份；
乙酸乙酯5～15重量份；
牛至油0.3～0.4重量份；
山苍子精油0.2～0.3重量份；
肉桂精油0.1～0.2重量份；
所述水性聚氨酯以聚己二酸癸二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇和2,2-二羟甲基丁酸为原料，在二苯基甲烷二异氰酸酯的催化下聚合，然后经由三羟甲基丙烷在2-乙基己酸亚锡的作用下发生交联，再经由己二醇进行扩链得到；
所述水性聚氨酯由以下具体方法制备：
(1)原料预处理：先将聚己二酸癸二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇于100℃，0.1MPa真空度下减压除水1h，所述的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇的数均分子量为2000，将二苯基甲烷二异氰酸酯用活化分子筛脱水干燥；
(2)预聚体的制备：将35重量份的聚己二酸癸二酸新戊二醇-1,6-己二醇酯二醇加入烧瓶中，所述烧瓶上装有搅拌器、冷凝管、温度计和通气管，通入干燥的氩气到反应体系，然后开动搅拌器，加入30重量份的2,2-二羟甲基丁酸，再加入3重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯和0.01重量份的月桂酸铋，升温至80℃，恒温反应2h；
(3)交联：将15重量份的三羟甲基丙烷和0.01重量份的2-乙基己酸亚锡加入到反应体系中，继续于80℃反应3h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，待-NCO达到理论值之后降温至40℃；
(4)扩链：往反应体系中加入3重量份的丙酮和5重量份的己二醇，继续反应1.5h，通过二正丁胺法检测-NCO含量，至-NCO达到理论值；
(5)中和与乳化：将反应体系放入40℃的恒温水浴中，稳定10min，加入0.5重量份的三乙胺中和搅拌20min，继续降温至30℃，搅拌下加入蒸馏水进行分散30min,滴入消泡剂反应5min，反应结束，得到水性聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的一种环保水性油墨，其特征在于：所述分散剂为十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种环保水性油墨，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸、羟甲基纤维素或聚醚改性的聚二甲基硅氧烷中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种环保水性油墨，其特征在于：所述消泡剂为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种环保水性油墨，其特征在于：所述抗静电剂为烷基磺酸钠或聚氧乙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种环保水性油墨，其特征在于：所述防沉剂为聚酰胺蜡、硫酸化蓖麻油或聚氧乙烯氢化蓖麻油中的一种或几种。
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