CN106221370A - 一种耐高温水性油墨及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温水性油墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐高温水性油墨及其制备方法，水性油墨由以下组分及重量份含量配制而成：色料20～50份，连接料30～60份以及溶剂10～30份；其中，色料为水性色浆；连接料包括甲基丙烯酸甲酯‑苯乙烯‑丙烯酸共聚物或丙烯酸丁酯‑苯乙烯‑丙烯酸羟乙酯共聚物中的一种或两种；溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂；制备时，将溶剂置于搅拌桶内，在搅拌状态下将色料加入溶剂中，直至色料溶解分散均匀，得到色料溶液；随后，加入连接料，充分搅拌，制得耐高温水性油墨，后经灌封包装即可。与现有技术相比，本发明生产工艺简单，成本低，产品具有优良的成膜性能，对纸张的附着力好，在较高的温度下不会反粘，耐高温性能好，可用于大规模工业化生产。

Description

一种耐高温水性油墨及其制备方法
技术领域
本发明属于印刷油墨技术领域，涉及一种耐高温水性油墨及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的不断发展，印刷工业在生产和生活中的地位日显重要。印刷业的发展程度往往是衡量一个国家工业化、现代化程度的重要标志之一。而随着油墨技术不断向高科技化发展，人们环保意识也不断提高，开发环保型油墨是今后油墨发展必须考虑的问题。从上个世纪70年代起，西欧、北美等发达国家，就已经发起环境治理和环境保护的全民性活动，各国环保部门、工业部门也相继制定了相关的法律、法规。在这种背景下，水性油墨应运而生。
水性油墨以水为主要溶剂，由水性高分子聚合物作为连接料与颜料、表面活性剂等助剂经设计、调配、研磨加工而成的一种新型印刷油墨。水性油墨在印刷过程中具有不易燃，不会损害油墨制造者和印刷操作者的健康，对大气环境无污染等环保和安全的优势。水性油墨作为一种新型印刷油墨，没有溶剂型油墨中的某些有毒、有害物质在印刷品中残留，故不会对包装商品产生污染；同时，水性油墨在印刷机上具有易清洗的优点，从而提高了生产率。
在国外，水性油墨的发展较为成熟，己成为印刷的主要用墨。我国国内对水性油墨的研究较晚，与发达国家相比存在较大的差距，现在国内高档水性油墨用树脂基本依靠国外进口，价格昂贵，成本较高。水性油墨由于其低黏性，绿色无污染等特点，目前主要应用于包装装潢印刷，特别是对安全、环保、健康要求高的包装印刷品，如食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装等领域。
随着烟草行业的不断发展，国家烟草总局对烟草包装也提出了更加严格的要求，这直接推动了烟草印刷行业的新一轮改革，过去广泛使用的溶剂型油墨由于VOC等问题将逐渐被淘汰，水性油墨因其安全环保的特点，将逐渐取代溶剂型油墨成为烟草包装印刷油墨的主流。尽管水性油墨相对于传统溶剂型油墨有许多优点，但由于水的一些固有特点，导致水性油墨存在干燥速度慢，稳定性、光泽度、耐温性能差等缺点。由于水性油墨使用的大部分为水溶性的丙烯酸树脂及其共聚物，其玻璃化温度不高，而国内印刷设备良莠不齐，大部分印刷厂的导纸辊缺乏水冷系统，导致水性油墨容易反粘，因此，必须提高水性油墨的耐高温性能。
申请号为201410305077.X的中国发明专利公开了开一种耐高温水性油墨，由以下重量份数的原料制成：聚酰胺树脂25份～30份；丙烯酸树脂10份～20份；粒度为40纳米～45纳米的氧化铝8份～12份；粒度为40纳米～45纳米的氧化硅8份～12份；水性颜料1份～10份；聚乙烯醇1份～3份；硅酸镁5份～8份；柠檬酸0.1份～1份；水15份～25份；其制备方法是：将上述聚酰胺树脂，丙烯酸树脂，氧化铝，氧化硅，水性颜料，硅酸镁以及去离子水放入研磨机内，研磨至物料的细度为5.0微米～6.0微米，然后加入聚乙烯醇和柠檬酸，混合均匀，制得。不同于上述专利文献，本发明制备工艺中水性色浆是将色粉与树脂混合研磨，使色粉表面包裹一层保护层，有效防止色粉氧化；同时研磨树脂选用聚酰亚胺改性丙烯酸酯，聚酰亚胺基团具有优良的耐温性能，丙烯酸酯具有优良的柔韧性和光泽度，油墨干燥成膜后具有优良的附着力、耐温等性能，同时印刷品色彩艳丽，水性色浆按照不同的需要调色后，再与溶剂和连接料树脂混合，连接料树脂主链中含有刚性的芳环，可提高油墨的耐温性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种性质稳定，安全环保，色泽艳丽的耐高温水性油墨及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种耐高温水性油墨，该水性油墨由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆20～50份，连接料30～60份以及溶剂10～30份；
其中，所述的水性色浆中色粉的质量百分含量为20-30％；
所述的连接料包括甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物或丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中的一种或两种；
所述的溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
所述的水性油墨由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆25～45份，连接料35～55份以及溶剂15～25份。
所述的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
所述的丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物，该共聚物中丙烯酸丁酯与苯乙烯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:1:3。
所述的水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
所述的色粉包括红色粉、金红色粉、黄色粉、蓝色粉或黑色粉中的一种。
所述的聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为10-15％。
所述的溶剂中去离子水与乙醇的体积比为1-4:1。
一种耐高温水性油墨的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
本发明中连接料采用甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物或丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中的一种或两种，其具有优良的耐候、耐化学品性，优良的保色性和附着力，具有高光泽和持久性。共聚物中，苯乙烯的引入，其苯环结构具有一定刚性，可提高聚合物分子结构的规整性，从而提高聚合物的玻璃化温度，有利于提高树脂成膜后的硬度和耐高温性能。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本产品具有优良的成膜性能，对纸张的附着力好，在较高的温度下不会反粘，耐高温性能好；
2)本产品原料均为环保原料，因此在印刷品中无有毒有机物的残留，保证了印刷品的卫生安全性；
3)本产品性能稳定，印刷图文清晰、颜色饱满、附着力强、耐磨性能优良，印刷效果好；
4)本产品生产工艺简单，生产成本低，可用于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
配方：水性色浆 12kg
甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物 18kg
95wt％乙醇：水＝4:1 10kg
总重量为40kg
制备方法：
1.1称量配料：按上述配方分别称取各原料至不同的不锈钢桶内，备用；
1.2分散：将10kg95wt％乙醇：水＝4:1混合溶剂置于搅拌桶内，在搅拌状态下将12kg水性色浆缓慢加入到混合溶剂中，直至色浆完全溶解，继续搅拌，在搅拌的状态下将18kg的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物接料逐步加入上述色墨溶液中，搅拌分散均匀，完成后用过滤网过滤；
1.3灌封包装：按包装重量准确称取定量的水性色墨至油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签即得到耐高温型水性色墨成品。
实施例2
配方：水性色浆 18kg
丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物 14kg
95wt％乙醇：水＝2:1 8kg
总重量为40kg
制备方法：
2.1称量配料：按上述配方分别称取各原料至不同的不锈钢桶内，备用；
2.2分散：将8kg95wt％乙醇：水＝2:1混合溶剂置于搅拌桶内，在搅拌状态下将18kg水性色浆缓慢加入到混合溶剂中，直至色浆完全溶解，继续搅拌，在搅拌的状态下将14kg的丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物连接料逐步加入上述色墨溶液中，搅拌分散均匀，完成后用过滤网过滤；
2.3灌封包装：按包装重量准确称取定量的水性色墨至油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签即得到耐高温型水性色墨成品。
实施例3
制备方法：
3.1称量配料：按上述配方分别称取各原料至不同的不锈钢桶内，备用；
3.2分散：10kg95wt％乙醇：水＝1:2混合溶剂置于搅拌桶内，在搅拌状态下将16kg水性色浆缓慢加入到混合溶剂中，直至色浆完全溶解，继续搅拌，在搅拌的状态下将14kg的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物和丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的混合连接料逐步加入上述色墨溶液中，搅拌分散均匀，完成后用过滤网过滤；
3.3灌封包装：按包装重量准确称取定量的水性色墨至油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签即得到耐高温型水性色墨成品。
实施例4
本实施例耐高温水性油墨，由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆20份，连接料30份以及溶剂10份；其中，水性色浆中色粉的质量百分含量为20％；连接料为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物；溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为10％。
溶剂中去离子水与乙醇的体积比为1:1。
本实施例耐高温水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
实施例5
本实施例耐高温水性油墨，由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆50份，连接料60份以及溶剂30份；其中，水性色浆中色粉的质量百分含量为30％；连接料为丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物；溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物，该共聚物中丙烯酸丁酯与苯乙烯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:1:3。
水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为12％。
溶剂中去离子水与乙醇的体积比为4:1。
本实施例耐高温水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
实施例6
本实施例耐高温水性油墨，由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆25份，连接料35份以及溶剂15份；其中，水性色浆中色粉的质量百分含量为25％；连接料为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物；溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为15％。
溶剂中去离子水与乙醇的体积比为3:1。
本实施例耐高温水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
实施例7
本实施例耐高温水性油墨，由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆45份，连接料55份以及溶剂25份；其中，水性色浆中色粉的质量百分含量为28％；连接料为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物与丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物按质量比为1:1混合而成，溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物，该共聚物中丙烯酸丁酯与苯乙烯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:1:3。
水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为14％。
溶剂中去离子水与乙醇的体积比为2:1。
本实施例耐高温水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
实施例8
本实施例耐高温水性油墨，由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆32份，连接料40份以及溶剂18份；其中，水性色浆中色粉的质量百分含量为22％；连接料为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物与丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物按质量比为1:2混合而成，溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物，该共聚物中丙烯酸丁酯与苯乙烯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:1:3。
水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为11％。
溶剂中去离子水与乙醇的体积比为4:1。
本实施例耐高温水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐高温水性油墨，其特征在于，该水性油墨由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆20～50份，连接料30～60份以及溶剂10～30份；
其中，所述的水性色浆中色粉的质量百分含量为20-30％；
所述的连接料包括甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物或丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中的一种或两种；
所述的溶剂为去离子水与乙醇的混合溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，该水性油墨由以下组分及重量份含量配制而成：水性色浆25～45份，连接料35～55份以及溶剂15～25份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，所述的甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丙烯酸共聚物，该共聚物中甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丙烯酸的摩尔比为1:2:2。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，所述的丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物，该共聚物中丙烯酸丁酯与苯乙烯、丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2:1:3。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，所述的水性色浆是由色粉加入到聚酰亚胺改性丙烯酸酯与水按体积比为1:1的混合溶剂中研磨制备而成。
6.根据权利要求5所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，所述的聚酰亚胺改性丙烯酸酯中聚酰亚胺基团的质量含量为10-15％。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温水性油墨，其特征在于，所述的溶剂中去离子水与乙醇的体积比为1-4:1。
8.如权利要求1至7任一项所述的一种耐高温水性油墨的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)配料：根据各组分的重量份含量分别准确称取定量的水性色浆、连接料和溶剂置于不同的容器内，备用；
(2)分散：将定量的溶剂置于搅拌桶内，在搅拌的状态下将定量的水性色浆加入溶剂中，直至水性色浆溶解分散均匀，得到水性色浆溶液；
(3)在搅拌的状态下，将定量的连接料加入到水性色浆溶液中，充分搅拌，制得分散均匀的耐高温水性油墨；
(4)灌封包装：按包装重量准确称取定量的耐高温油墨置于油墨桶中，盖上桶盖并密封，贴上标签，即制得耐高温水性油墨成品。
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CN108342126A (zh) * 2017-01-23 2018-07-31 上海荟百精细化工有限公司 一种用于纸张高速印刷的水性油墨及其制备方法
CN112778831A (zh) * 2020-12-18 2021-05-11 苏州工业园区莱博特瑞新材料科技有限公司 一种耐高低温的水性油墨及其制备方法

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CN105315781A (zh) * 2015-02-12 2016-02-10 上海荟百精细化工有限公司 一种快干型水性金墨及其制备方法

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