CN106084993B - 耐高低温的油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高低温的油墨及其制备方法，解决了在高/低温使用环境中标签开裂的缺陷，其技术方案要点是包括如下重量份的组分：有机硅树脂20~30份、丙烯酸树脂10~20份、油脂性溶剂10~15份、羧甲基淀粉醚10~15份、耐温填料10~30份、丙烯酸分散剂1~3份、防开裂助剂1~3份、流平剂0.5~2份，使制备的油墨无论在高温的使用场合还是在低温的使用场合均可承受，增强了该油墨的适用广泛性。

Description

耐高低温的油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷油墨，特别涉及一种耐高低温的油墨及其制备方法。

背景技术

油墨是印刷过程中用于形成图文信息的物质，由有色体(如颜料、染料等)、连结料、填(充)料、附加料等物质组成的具有一定流动度的浆状胶粘体的均匀混合物，能进行印刷，并在被印刷体上干燥。因此油墨应具有鲜艳的颜色、良好的印刷适应性，合适的干燥速度。此外，还具有一定的耐溶剂、酸、碱、水、光、热、耐磨、杀菌防霉等方面的应用指标。

现有的标签的背面往往预先固化有油墨，利用油墨的粘结力，可将标签粘结在产品载体上。但是在一些工业生产中，产品表面可能达到100℃以上的高温，或者针对一些需要低温保藏的产品，该产品可能面临零下几十度的低温，此环境下油墨的使用具有局限性。

目前，现有专利中申请公布号为CN104419246A的中国专利公开了一种耐高温油墨及其制备方法，包含了有机树脂、溶剂、改性颜料、填料、流平剂和分散剂，制备的油墨在高温作业时不会出现褪色、失色缺点。

但是，上述耐高温油墨以及现有技术中大多数油墨粘结的标签在面临160℃的高温或者-60℃的低温的环境时，容易出现开裂现象，使用受到严重局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种在160℃或者在-60℃下使用时，使标签不会出现开裂现象的耐高低温的油墨。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种耐高低温的油墨，包括如下重量份的组分：

通过采用上述技术方案，以有机硅树脂与丙烯酸树脂作为混合基体，有机硅树脂具有优异的耐高低温性能，在未添加固化剂情况下，保持粘稠、胶粘的特性，可作为油墨的基体材料，丙烯酸树脂具有优异的耐光性以及抗户外老化性，以及具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便；油脂性溶剂与有机硅树脂、丙烯酸树脂的极性相近，具有相似相容的特性，所以三者在混溶时具有较好的相容性，形成均一、稳定的基体树脂；羧甲基淀粉醚具有优异的保油性，由于淀粉的醚化作用提高了粘度稳定性，待混合树脂与其他组分进行混合时，羧甲基淀粉醚有助于增加混合体系的粘稠度，增加其保油、保水性能，以便于混合体系形成混合均匀的共混体；耐温填料则有助于增强该混合体系的耐高温性以及耐低温性，使制备的油墨无论在高温的使用场合还是在低温的使用场合均可承受；防开裂助剂则有益于防止标签开裂现象，增强了该油墨的适用广泛性。

本发明进一步设置为：所述有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚甲基苯基硅树脂以及聚芳基有机硅树脂的混合物，其中聚甲基苯基硅树脂在聚甲基硅树脂、丙烯酸树脂以及聚甲基苯基硅树脂的混合物中的重量百分比为40～45％。

通过采用上述技术方案，聚甲基硅树脂是在硅原子上连接甲基，该树脂含有较多的SiO₂，具有较好的耐热性高、抗氧化性强；聚甲基苯基硅树脂是在聚甲基硅树脂上引入苯基硅氧链，增加其热弹性、力学性能、粘结性和光泽性，另外聚甲基苯基硅树脂更有益于与其他有机、无机填料的配合性；聚芳基有机硅树脂是硅氧烷链中仅含有苯基的共聚物，相比与其他树脂具有更好的耐热性，该树脂的一条链上的化学键断裂后，另一条链是完整的，因而整个聚合物能保持主要的力学、热学性能；将聚甲基硅树脂、聚甲基苯基硅树脂和聚芳基有机硅树脂进行混合能够保证所形成的有机硅树脂具有优异的耐高低温性能。

本发明进一步设置为：所述油脂性溶剂为乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇丁醚或者松香醇中的一种或者多种。

通过采用上述技术方案，乙二醇丁醚乙酸酯是一种高沸点、含多官能基的二元醇醚酯类溶剂，可作为油墨的助聚结剂，具有较好的溶解性能；二丙二醇丁醚作为丙烯酸树脂的凝聚剂，赋予树脂优异的综合性能，是目前效果显著的成膜助剂；松香醇为粘稠状的白色液体，饱和度较高，具有较好的抗氧化性，作为溶剂与其他组分进行混合时，可组成黏合剂、热熔性涂料等，三种溶剂均具有较好的溶解性。

本发明进一步设置为：所述有机硅树脂的粘度为140～150mpa·s。

通过采用上述技术方案，由于有机硅树脂是三种树脂的混合体，将其粘度设定为140～150mpa·s之间，使三种树脂的混合体具有适中的粘度特性，有助于与其他组分的混合，使三种树脂的混合体更加均匀、稳定，性能均一。

本发明进一步设置为：所述羧甲基淀粉醚的取代度为0.5～0.8。

通过采用上述技术方案，取代度是指在淀粉醚的吡喃基团的不同位置引入羧甲基的个数，设定羧甲基淀粉醚的取代度为0.5～0.8之间，引入的羧甲基的个数适中，使羧甲基淀粉醚的粘度适中，有利于与其他组分的均匀混合，提高产品的均匀、稳定性。

本发明进一步设置为：所述耐温填料为海泡石和玻化微珠的混合物，其中海泡石在海泡石和玻化微珠的混合物中的重量百分比为60～70％。

通过采用上述技术方案，海泡石是一种纤维状的含水硅酸镁，像粘土一样掺混在混合树脂中，表面柔软，具有优异的吸附、分散以及极高的热稳定性，有助于提高混合体系整体的稳定性；玻化微珠作为轻质骨料，可提高该混合体系的强度，在与海泡石进行共混时，玻化微珠填充在海泡石内，形成了大孔内填充小孔的独特的孔结构，高温环境中，有助于使油墨抵抗热流的冲击，具有抵抗高温的能力，低温环境中，有助于提高该油墨内部的保温性能，减少外部寒流的干扰，从而使该油墨具有优异的耐高/低温的特性。

本发明进一步设置为：所述海泡石的粒径为150～200目，玻化微珠的粒径为380～400目。

通过采用上述技术方案，380～400目的玻化微珠能够填充在150～200目的海泡石的内部，二者粒径的适配性较佳，填充后能够保证优异的强度以及耐高/低温性。

本发明还公开了一种耐高低温的油墨的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羧甲基淀粉醚、耐温填料在研磨机内研磨5～10min：

(2)将有机硅树脂、丙烯酸树脂与油脂性溶剂置于反应釜内，在35～40℃下进行溶解；

(3)将(1)中研磨后的物料添加至(2)中，加入丙烯酸分散剂、流平剂和防开裂助剂，并进行搅拌均匀。

本发明进一步设置为：步骤(2)中有机硅树脂预先在70～80℃下进行高温处理。

本发明进一步设置为：步骤(3)中搅拌过程的搅拌速度为150～200r/min。

通过采用上述技术方案，首先将羧甲基淀粉醚、耐温填料进行研磨粉碎，进行充分混匀；将有机硅树脂、丙烯酸树脂和油脂性溶剂加热以使三者更好地相容在一起；最后将步骤(1)处理的粉末类填料填充在步骤(2)的混合树脂基体内，并加入丙烯酸分散剂、流平剂和防开裂助剂，使粉末类填料能够更充分地混合，且混合充分均匀、性能稳定均一。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用有机硅树脂以及丙烯酸树脂共同作为基体树脂，以保证该基体树脂的耐高/低温性能，羧甲基淀粉醚则有助于增加混合体系的粘稠度，以提高该混合体系的整体稳定性；

2、通过添加耐温填料，形成了大孔内填充若干小孔的独特的孔结构，有助于提高该油墨的耐高/低温性能；

3、通过添加防开裂助剂则增强了该油墨在高/低温环境下的适用性，不易造成油墨的粘结失效，从而导致标签开裂，并与载体分离的现象。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

(1)将10份羧甲基淀粉醚、6份海泡石、4份玻化微珠放置在研磨机内研磨5min；

(2)将8份甲基苯基硅树脂、8份甲基硅树脂、4份聚芳基有机硅树脂预先在80℃下进行高温加热预处理；

(3)将(2)中的混合树脂与10份丙烯酸树脂、10份乙二醇丁醚乙酸酯置于反应釜内，在40℃下进行溶解；

(4)将(1)中研磨后的物料添加至(3)中的反应釜内，加入1份丙烯酸分散剂、0.5份聚二甲基硅氧烷和1份纳米二氧化钛并进行搅拌，搅拌速度为150～200r/min，制得混合均匀的共混体。

实施例二：

(1)将12份羧甲基淀粉醚、10份海泡石、5份玻化微珠放置在研磨机内研磨5min

(2)将10份甲基苯基硅树脂、10份甲基硅树脂、5份聚芳基有机硅树脂预先在80℃下进行高温加热预处理；

(3)将(2)中的混合树脂与12份丙烯酸树脂、12份二丙二醇丁醚置于反应釜内，在40℃下进行溶解；

(4)将(1)中研磨后的物料添加至(3)中的反应釜内，加入1.5份丙烯酸分散剂、1份聚二甲基硅氧烷和1.5份纳米二氧化钛并进行搅拌，搅拌速度为180r/min，制得混合均匀的共混体。

实施例三：

(1)将12份羧甲基淀粉醚、13份海泡石、7份玻化微珠放置在研磨机内研磨5min；

(2)将12份甲基苯基硅树脂、10份甲基硅树脂、5份聚芳基有机硅树脂预先在80℃下进行高温加热预处理；

(3)将(2)中的混合树脂与15份丙烯酸树脂、13份松香醇置于反应釜内，在40℃下进行溶解；

(4)将(1)中研磨后的物料添加至(3)中的反应釜内，加入2份丙烯酸分散剂、1.2份聚二甲基硅氧烷和1.8份纳米二氧化钛并进行搅拌，搅拌速度为200r/min，制得混合均匀的共混体。

实施例四：

(1)将14份羧甲基淀粉醚、16份海泡石、8份玻化微珠放置在研磨机内研磨5min；

(2)将12份甲基苯基硅树脂、9份甲基硅树脂、9份聚芳基有机硅树脂预先在80℃下进行高温加热预处理；

(3)将(2)中的混合树脂与18份丙烯酸树脂、14份乙二醇丁醚乙酸酯置于反应釜内，在40℃下进行溶解；

(4)将(1)中研磨后的物料添加至(3)中的反应釜内，加入2.5份丙烯酸分散剂、1.5份聚二甲基硅氧烷和2.2份纳米二氧化钛并进行搅拌，搅拌速度为200r/min，制得混合均匀的共混体。

实施例五：

(1)将15份羧甲基淀粉醚、18份海泡石、12份玻化微珠放置在研磨机内研磨5min；

(2)将13份甲基苯基硅树脂、10份甲基硅树脂、7份聚芳基有机硅树脂预先在80℃下进行高温加热预处理；

(3)将(2)中的混合树脂与20份丙烯酸树脂、15份松香醇置于反应釜内，在40℃下进行溶解；

(4)将(1)中研磨后的物料添加至(3)中的反应釜内，加入3份丙烯酸分散剂、2份聚二甲基硅氧烷和2.5份纳米二氧化钛并进行搅拌，搅拌速度为200r/min，制得混合均匀的共混体。

对比例一：与实施例三相比，耐温填料全部采用海泡石替代。

对比例二：与实施例三相比，缺少防开裂助剂。

对比例三：与实施例三相比，缺少耐温填料和防开裂助剂。

检测手段：

(1)耐高温性：选取相同规格的4cm×4cm的标签，在其背面涂覆经本申请制备的厚度为3mm的油墨，再将标签粘结在同一载体上，选择打磨过的金属板作为载体，将粘结有标签的金属板放置在120℃的烘箱中，分别放置1h、3h、7h、15h、20h、30h，观察粘结牢固程度，是否出现开裂现象。

(2)耐低温性：选取相同规格的4cm×4cm的标签，在其背面涂覆经本申请制备的厚度为3mm的油墨，再将标签粘结在同一载体上，选择打磨过的金属板作为载体，将粘结有标签的金属板放置在-40℃的冷冻箱中，分别放置1h、3h、7h、15h、20h、30h，观察粘结牢固程度，是否出现开裂现象。

耐高温性的检测结果如下表所示：

通过上表可知，本实施例涉及的油墨具有优异的耐高温性，可长时间放置在160℃的高温环境中，标签不会掉落，而耐温填料全部采用海泡石的对比例的耐高温性稍差，缺少防开裂助剂的对比例的耐高温性也稍差，未添加耐温填料的对比例的耐高温性则极差，烘烤1h即出现标签开裂现象。

耐低温性的检测结果如下表所示：

通过上表可知，本实施例涉及的油墨具有优异的耐低温性，可长时间放置在-60℃的低温环境中，标签不会掉落，而耐温填料全部采用海泡石的对比例的耐低温性稍差，缺少防开裂助剂的对比例的耐低温性也稍差，未添加耐温填料和防开裂助剂的对比例的耐低温性则极差，冷冻1h即出现标签开裂现象。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种耐高低温的油墨，其特征在于包括如下重量份的组分：

有机硅树脂 20~30份；

丙烯酸树脂 10~20份；

油脂性溶剂 10~15份；

羧甲基淀粉醚 10~15份；

耐温填料 10~30份；

丙烯酸分散剂 1~3份；

防开裂助剂 1~3份；

流平剂 0.5~2份；

所述有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚甲基苯基硅树脂以及聚芳基有机硅树脂的混合物，其中聚甲基苯基硅树脂在聚甲基硅树脂、聚芳基有机硅树脂以及聚甲基苯基硅树脂的混合物中的重量百分比为40~45%；

所述油脂性溶剂为乙二醇丁醚乙酸酯、二丙二醇丁醚或者松香醇中的一种或者多种；

所述耐温填料为海泡石和玻化微珠的混合物，其中海泡石在海泡石和玻化微珠的混合物中的重量百分比为60~70%。

2.根据权利要求1所述的耐高低温的油墨，其特征在于：所述有机硅树脂的粘度为140~150mPa ·s。

3.根据权利要求1所述的耐高低温的油墨，其特征在于：所述羧甲基淀粉醚的取代度为0.5~0.8。

4.根据权利要求1所述的耐高低温的油墨，其特征在于：所述海泡石的粒径为150~200目，玻化微珠的粒径为380~400目。

5.一种如权利要求1~4任意一项所述的耐高低温的油墨的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将羧甲基淀粉醚、耐温填料在研磨机内研磨5~10min；

（2）将有机硅树脂、丙烯酸树脂与油脂性溶剂置于反应釜内，在35~40℃下进行溶解；

（3）将（1）中研磨后的物料添加至（2）中，加入丙烯酸分散剂、流平剂和防开裂助剂，并进行搅拌均匀。

6.根据权利要求5所述的耐高低温的油墨的制备方法，其特征在于：步骤（2）中有机硅树脂预先在70~80℃下进行高温处理。

7.根据权利要求5所述的耐高低温的油墨的制备方法，其特征在于：步骤（3）中搅拌过程的搅拌速度为150~200r/min。