CN106700719B - 一种水性银墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性银墨及其制备方法，属于高分子组合物及其制备技术领域。该水性银墨，以质量份数计，包括如下组分：银浆10～30份、水性连接料30～50份、耐磨剂0.5～5份、润湿剂0.2～2份、消泡剂0.2～1份、酒精10～20份、水10～20份。所述水性银墨选用水做溶剂，在生产和使用过程中均没有VOC排放、印品表面有害物质残留少、操作环境安全、保障生产人员健康、生产成本低；并且通过在所述水性银配方中加入消泡剂、润湿剂耐磨剂等助剂，有效解决了银浆水润湿性差、银墨出现涨气沉淀结块现象、深版印刷干燥慢等问题。

Description

一种水性银墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子组合物及其制备技术领域，特别是指一种水性银墨及其制备方法。

背景技术

目前印刷行业中使用的金属墨多采用有机溶剂，存在不少缺点：a.采用有机溶剂时，生产和使用过程中挥发性有机溶剂(即VOC)排放多，操作环境污染严重，安全性差，并且严重威胁生产人员健康；b.采用有机溶剂的金属墨，印刷品表面有害物质残留多，安全隐患大；c.采用有机溶剂的金属墨，由于有机溶剂的易挥发性，为了保证油墨使用过程中的粘度稳定性，需要加入大量的有机溶剂，生产成本高。

水性银墨能够很好地解决上述问题，但是在水性银墨的生产和使用过程中存在银浆水润湿性差、银墨出现涨气沉淀结块现象、深版印刷干燥慢等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种水性银墨及其制备方法，选用水做溶剂，在生产和使用过程中均没有VOC排放、印品表面有害物质残留少、操作环境安全、保障生产人员健康、生产成本低；并且通过在所述水性银配方中加入消泡剂、润湿剂、耐磨剂等助剂，有效解决了银浆水润湿性差、银墨出现涨气沉淀结块现象、深版印刷干燥慢等问题。

基于上述目的本发明提供的一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组分：银浆10～30份、水性连接料30～50份、耐磨剂0.5～5份、润湿剂0.2～2份、消泡剂0.2～1份、酒精10～20份、水10～20份。

根据本发明的一种水性银墨，所述银浆为水性铝粉颜料，所述水性铝粉颜料粒径为10μm～20μm。

根据本发明的一种水性银墨，所述水性连接料为丙烯酸酯类共聚物。

根据本发明的一种水性银墨，所述耐磨剂为聚乙烯蜡。

根据本发明的一种水性银墨，所述润湿剂为聚氧乙烯醚类化合物。

根据本发明的一种水性银墨，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

根据本发明的一种水性银墨，所述酒精为工业酒精。

根据本发明的一种水性银墨，所述水为自来水。

根据本发明的一种水性银墨，所述水性银墨的粘度为40～80秒/3号察恩杯，所述水性银墨的固含量为30％～50％。

一种水性银墨的制备方法，包括如下步骤：

a).将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b).用步骤a中制得的混合溶剂浸泡银浆120min；

c).向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，即得水性银墨；

其中，所述搅拌速度为800～1000r/min，所述搅拌时间为40min～60min。

本发明中所述银浆选用水性铝粉颜料，铝粉表面包覆有二氧化硅且有化学键连接成稳定体，该结构保证在外加机械力作用下包覆层不易脱落，铝粉就不会被水侵蚀。水性铝粉颜料采用了多种聚电解质单体，因此与水性树脂有很好的相容性，在水性涂料、油墨中有很好的分散性。

本发明中所述水性连接料为丙烯酸酯类共聚物，具有良好的水溶性、稳定的化学性能、足够的黏度和润湿分散性能，以便很好地与银浆相结合，使制得的水性银墨达到高速印刷所要求的流动度和转移性能；并且使水性银墨具有良好的透明度、光泽度、快干性能、附着性能和印刷适性，VOC排放量符合要求。

本发明中所述耐磨剂为聚乙烯蜡，其化学性质稳定并且具有良好的耐寒性、耐热性和耐化学性；与聚氯乙烯和外部润滑剂相比，聚乙烯蜡具有更强的内部润滑作用，同时也具有更高的耐磨性，能更好的保护所述水性银墨表面层，以使得在使用所述水性银墨进行印品印刷和印品后续包装时，印品不会擦伤。当所述水性银墨配方中所述耐磨剂的添加量为0.5～5份时，既起到了对水性银墨的表面保护作用又不会使水性银墨表面过滑而影响使用。

本发明中所述润湿剂为聚氧乙烯醚类化合物，所述润湿剂的加入能使所述水性银墨配方中的水和水性连接料对银浆有更好的润湿和包裹作用，使得各组分更好地相溶于一体，从而制得的水性银墨稳定性更高，而且使用所述水性银墨印刷的印品更加平整、致密。当水性银墨配方中所述润湿剂的添加量为0.2～2份时，既能产生优良的润湿效果又不会产生过多的泡沫。

本发明中所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，其消泡效果强且持久性好。水性银墨生产过程中由于长时间搅拌会产生过多的泡沫，严重时甚至会出现溢出现象而影响油墨质量。另外在印刷过程中随着水银银墨在印刷机器中的不断循环同样会产生大量泡沫，不仅会出现溢出现象，而且印品会出现水圈和气泡点，选用消泡效果强且持久性好的聚二甲基硅氧烷能很好的解决该问题。当水性银墨配方中所述消泡剂的添加量为0.2～1份时，既能产生足够的消泡效果又不会产生缩孔现象。

本发明中所述酒精为工业酒精，所述酒精为水性银墨配方中的助溶剂，起到消泡及润湿作用并且有利于提高印品的干燥速度。当水性银墨配方中所述酒精的添加量为10～20份时，制得的水性银墨墨性好，更有利于水性银墨的转移。

本发明中所述水为自来水，既无毒环保又安全可靠，而且成本低廉使用方便。所述水为水性银墨中的主溶剂，起调节水性银墨粘度的作用，使水性银墨具有较好的流动性和传递性。当水性银墨配方中所述水的添加量为10～20份时，制得的水性银墨粘度范围在40～80秒/3号察恩杯，既易于生产又能保证水性银墨较好的储存稳定性，满足印刷要求。

从上面所述可以看出，本发明的优点和有益效果是：

(1)本发明所述水性银墨配方中采用了润湿剂、水性连接料和酒精组合，酒精在水性银墨配方中起到润湿作用，润湿剂和水性连接料相匹配使用，水性连接料具有足够的黏度和润湿分散性能，可以很好地与银浆相结合，润湿剂能使水性银墨配方中的水及水性连接料对银浆有更好的润湿与包裹作用，使各组分更好的溶为一体，润湿剂、水性连接料和酒精的组合使用有效解决了银浆润湿性差的问题，提高了水性银墨的稳定性及质量。

(2)本发明所述水性银墨配方中采用了消泡剂、酒精和水组合，酒精在水性银墨配方中还起到了消泡的作用，消泡剂消泡效果强且持久性好，能有效解决水性银墨因生产搅拌及印刷使用过程中的不断循环而产生的大量泡沫甚至溢出问题，消泡剂和酒精的采用有效解决了水性银墨的涨气现象。银浆选用水性铝粉颜料，铝粉表面包覆有二氧化硅且有化学键连接成稳定体，该结构在外在机械力作用下包覆层也不易脱落，因此铝粉就不会被水侵蚀，提高了水性银墨的稳定性。水性银墨配方中所述水的采用调节了油墨的粘度，使油墨具有较好的流动性与传递性，并且水性银墨配方中加入10～20份的所述水，既能易于生产又能保证较好的存储稳定性，不易出现沉淀、结块的问题。

(3)本发明所述水性银墨配方中的水性连接料可以和银浆很好地结合，使得制备的所述水性银墨能满足高速印刷所需要的流动度和转移性能，并具有快干性能和良好的附着性能；所述水性银墨配方中助溶剂酒精可以和主溶剂水形成共沸点，有利于提高印刷时印品的干燥速度；因此，所述水性银墨配方中水性连接料和酒精可以有效解决深版印刷干燥慢的问题。

(4)本发明中所述水性银墨选用水为溶剂，银浆选用水性铝粉颜料，水性连接料选用水性丙烯酸酯类共聚物，生产和使用中均没有VOC排放，从根本上大大减少了印品表面有害物质残留问题。

(5)本发明中所述水性银墨选用水做溶剂，在使用过程中粘度相当稳定，大大减少溶剂的用量，降低了成本，并改善了操作环境、保障了生产人员健康。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组份：银浆30份、水性连接料42份、耐磨剂5份、润湿剂2份、消泡剂1份、酒精10份和水10份。

水性银墨制备方法如下：

a.在温度为25℃、湿度为50％的无尘车间中，将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b.用步骤a中制得的混合溶剂将银浆浸泡120min；

c.向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，搅拌结束后即得水性银墨。其中，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为60min。

检测制得的水性银墨色相，固含量为50％，25℃时粘度为80秒/3号察恩杯，用200目滤布过滤，用塑料桶包装入库，所述水性银墨具有良好的透明度、光泽度、流动性和传递性，并且储存稳定性好，无涨气、沉淀、结块现象。

将制备的水性银墨采用凹版印刷于铜板纸、白卡纸、转移纸、复合纸等各种不同纸张上面，水性银墨附着性能及印刷适性良好、印品干燥速度快、表面平整、致密、金属质感强、美观大方，且表面抗摩擦、耐折叠，耐热性、耐寒性及抗水性等指标都能满足各种后加工及使用要求。

将制备的水性银墨按照HJ/T371-2007(环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨)进行检测，未检出有重金属及有机溶剂存在。

实施例2

一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组份：银浆25份、水性连接料35份、耐磨剂4份、润湿剂1.5份、消泡剂0.5份、酒精17份和水17份。

水性银墨制备方法如下：

a.在温度为25℃、湿度为50％的无尘车间中，将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b.用步骤a中制得的混合溶剂将银浆浸泡120min；

c.向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，搅拌结束后即得水性银墨。其中，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为40min。

检测制得的水性银墨色相，固含量为40％，25℃时粘度为40秒/3号察恩杯，用200目滤布过滤，用塑料桶包装入库,所述水性银墨具有良好的透明度、光泽度、流动性和传递性，并且储存稳定性好，无涨气、沉淀、结块现象。

将制备的水性银墨采用凹版印刷于铜板纸、白卡纸、转移纸、复合纸等各种不同纸张上面，水性银墨附着性能及印刷适性良好、印品干燥速度快、表面平整、致密、金属质感强、美观大方，且表面抗摩擦、耐折叠，耐热性、耐寒性及抗水性等指标都能满足各种后加工及使用要求。

将制备的水性银墨按照HJ/T371-2007(环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨)进行检测，未检出有重金属及有机溶剂存在。

实施例3

一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组份：银浆20份、水性连接料38份、耐磨剂0.5份、润湿剂0.2份、消泡剂0.2份、酒精20份和水20份。

水性银墨制备方法如下：

a.在温度为25℃、湿度为60％的无尘车间中，将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b.用步骤a中制得的混合溶剂将银浆浸泡120min；

c.向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，搅拌结束后即得水性银墨。其中，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为50min。

检测制得的水性银墨色相，固含量为33％，25℃时粘度为60秒/3号察恩杯，用200目滤布过滤，用塑料桶包装入库，所述水性银墨具有良好的透明度、光泽度、流动性和传递性，并且储存稳定性好，无涨气、沉淀、结块现象。

将制备的水性银墨采用凹版印刷于铜板纸、白卡纸、转移纸、复合纸等各种不同纸张上面，水性银墨附着性能及印刷适性良好、印品干燥速度快、表面平整、致密、金属质感强、美观大方，且表面抗摩擦、耐折叠，耐热性、耐寒性及抗水性等指标都能满足各种后加工及使用要求。

将制备的水性银墨按照HJ/T371-2007(环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨)进行检测，未检出有重金属及有机溶剂存在。

实施例4

一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组份：银浆10份、水性连接料50份、耐磨剂2.5份、润湿剂2份、消泡剂0.5份、酒精15份和水20份。

水性银墨制备方法如下：

a.在温度为25℃、湿度为40％的无尘车间中，将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b.用步骤a中制得的混合溶剂将银浆浸泡120min；

c.向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，搅拌结束后即得水性银墨。其中，搅拌速度为950r/min，搅拌时间为47min。

检测制得的水性银墨色相，固含量为32％，25℃时粘度为50秒/3号察恩杯，用200目滤布过滤，用塑料桶包装入库，所述水性银墨具有良好的透明度、光泽度、流动性和传递性，并且储存稳定性好，无涨气、沉淀、结块现象。

将制备的水性银墨采用凹版印刷于铜板纸、白卡纸、转移纸、复合纸等各种不同纸张上面，水性银墨附着性能及印刷适性良好、印品干燥速度快、表面平整、致密、金属质感强、美观大方，且表面抗摩擦、耐折叠，耐热性、耐寒性及抗水性等指标都能满足各种后加工及使用要求。

将制备的水性银墨按照HJ/T371-2007(环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨)进行检测，未检出有重金属及有机溶剂存在。

对比例1

一种水性银墨，以质量份数计，包括如下组份：银浆25份、耐磨剂4份、消泡剂0.5份、酒精17份和水17份。

水性银墨制备方法如下：

a.在温度为25℃、湿度为50％的无尘车间中，将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b.用步骤a中制得的混合溶剂将银浆浸泡120min；

c.向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，搅拌结束后即得水性银墨。其中，搅拌速度为850r/min，搅拌时间为50min。

检测制得的水性银墨色相，固含量为35％，25℃时粘度为40秒/3号察恩杯，用200目滤布过滤，用塑料桶包装入库，所述水性银墨的透明度、光泽度、流动性和传递性均较差，并且储存稳定性差，出现涨气、沉淀、结块现象。

将制备的水性银墨采用凹版印刷于铜板纸、白卡纸、转移纸、复合纸等各种不同纸张上面，水性银墨附着性能及印刷适性较差、印品不平整、金属质感弱、观感较差，且表面不抗摩擦、耐折叠性差，耐热性、耐寒性及抗水性等指标都较低。

将制备的水性银墨按照HJ/T371-2007(环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨)进行检测，未检出有重金属及有机溶剂存在。

由以上实施例1～4及对比例1可知，首先，本发明所述水性银墨配方中采用了润湿剂、水性连接料和酒精组合，酒精在水性银墨配方中起到润湿作用，润湿剂和水性连接料相匹配使用，水性连接料具有足够的黏度和润湿分散性能，可以很好地与银浆相结合，润湿剂能使水性银墨配方中的水及水性连接料对银浆有更好的润湿与包裹作用，使各组分更好的溶为一体，润湿剂、水性连接料和酒精的组合使用有效解决了银浆润湿性差的问题，提高了水性银墨的稳定性及质量。其次，本发明所述水性银墨配方中采用了消泡剂、酒精和水组合，酒精在水性银墨配方中还起到了消泡的作用，消泡剂消泡效果强且持久性好，能有效解决水性银墨因生产搅拌及印刷使用过程中的不断循环而产生的大量泡沫甚至溢出问题，消泡剂和酒精的采用有效解决了水性银墨的涨气现象。水性银墨配方中所述水的采用调节了油墨的粘度，使油墨具有较好的流动性与传递性，并且水性银墨配方中加入10～20份的所述水，既能易于生产又能保证较好的存储稳定性，不易出现沉淀、结块的问题。再次，本发明所述水性银墨配方中的水性连接料可以和银浆很好地结合，使得制备的所述水性银墨能满足高速印刷所需要的流动度和转移性能，并具有快干性能和良好的附着性能；所述水性银墨配方中助溶剂酒精可以和主溶剂水形成共沸点，有利于提高印刷时印品的干燥速度；因此，所述水性银墨配方中水性连接料和酒精可以有效解决深版印刷干燥满的问题。最后，本发明中所述水性银墨选用水为溶剂，银浆选用水性铝粉颜料，水性连接料选用水性丙烯酸酯类共聚物，生产和使用中均没有VOC排放，从根本上大大减少了印品表面有害物质残留问题。所述水性银墨选用水做溶剂，在使用过程中粘度相当稳定，大大减少溶剂的用量，降低了成本，并改善了操作环境、保障了生产人员健康。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种水性银墨，其特征在于，以质量份数计，包括如下组份：银浆10～30份、水性连接料30～50份、耐磨剂0.5～5份、润湿剂0.2～2份、消泡剂0.2～1份、酒精10～20份、水10～20份；

其中，所述银浆为水性铝粉颜料，所述水性铝粉颜料粒径为10μm～20μm；所述水性铝粉颜料表面包覆有二氧化硅，且所述水性铝粉颜料与所述二氧化硅通过化学键连接；

所述水性连接料为丙烯酸酯类共聚物；

所述耐磨剂为聚乙烯蜡；

所述润湿剂为聚氧乙烯醚类化合物；

所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

所述酒精为工业酒精；

所述水为自来水；

所述水性银墨的粘度为40～80秒/3号察恩杯，所述水性银墨的固含量为30％～50％。

2.一种如权利要求1所述的水性银墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a).将润湿剂、酒精和水混合均匀形成混合溶剂；

b).用步骤a中制得的混合溶剂浸泡银浆120min；

c).向步骤b中制得的浸泡后的银浆中加入水性连接料，搅拌，搅拌过程中分别加入消泡剂和耐磨剂，即得水性银墨；

其中，搅拌速度为800～1000r/min，搅拌时间为40min～60min。