CN107151481A - 一种低温快速固化水性油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温快速固化水性油墨，按质量百分比由水性树脂为50～60％，颜料为3～8％，助剂为2～3％，填料为3～5％，水为15～20％，分散剂为1～4％，金属离子交联剂为10～20％组成。本发明的水性油墨原料来源广泛、制备工艺简单、施工方面、环保无污染、固化快、无色差等优点，同时本发明还公开了低温快速固化水性油墨的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于新型化合物领域，涉及一种新的化合物及其合成方法，具体涉及一种低温快速固化水性油墨及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展，印刷行业迅速崛起，传统的印刷行业中要求印刷油墨必须具有快干的特性，所以印刷油墨通常会选用熔点较低的化合物来作为溶剂，此种溶剂型油墨VOC排放量高，对环境和施工人员均有较大的危害，溶剂的挥发是环境污染的主要来源之一。随着全世界的环境问题日益严峻，世界各国强制实施环保法以减少VOC的排放，所以传统的溶剂型油墨已经不能满足环保法的要求。在印刷过程中,油墨中的溶剂随着印刷工序的进行,在印刷、干燥过程中,挥发到车间和空气中。目前,使用的溶剂为环己酮,醋酸乙醋,苯类溶剂,这些溶剂不仅对人体有害,同时味道极大,刺激人的感觉器官,尤其是在高温的夏季,给生产车间人员与环境带来极大的危害。印刷行业想要继续发展，必须寻找新型环保油墨来替代传统溶剂型油墨。
水性油墨、光固化油墨、粉末油墨是新时期新型环保油墨的代表，其中水性油墨由于价格低廉、施工方便、制备方便、能耗低等一系列优点被公认为溶剂型油墨最有竞争力的替代品。但是水性油墨以水为溶剂，水的熔点相较于传统溶剂较高；再者，水的蒸发潜热大，所以要使水性油墨固化必须升高烘干温度和延长烘干时间。所以水性油墨很难达到在印刷过程中要求快速固化、低温固化的要求。所以寻求低温快速固化是目前研究人员迫切需要解决的问题。
水性油墨中存在大量水溶性树脂，解决水性油墨室温固化的问题主要是使水溶性树脂可以在较低温度下实现交联，并且保证其与基材具有良好的附着力。金属离子交联是发展最早的一种交联方式，其可以在较低温度下实现树脂的交联，不过金属离子在水中可以引起水性乳液破乳，是水性乳液变得不稳定。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题和缺陷，本发明使用金属离子交联剂作为水性油墨的固化剂，其原料来源广、制备方法简单、施工便利、明显提高交联速度、降低施工温度、同时解决金属离子在水性乳液中不稳定的因素。
本发明采用如下技术方案予以实现：
一种低温快速固化水性油墨，按质量百分比由水性树脂为50～60％，颜料为3～8％，助剂为2～3％，填料为3～5％，水为15～20％，分散剂为1～4％，金属离子交联剂为10～20％组成。
优选的，所述的金属离子交联剂的结构为：
其中，R、R1为长链烷基，n为1或2。
优选的，所述的助剂助剂为催干剂、润湿剂和耐磨剂的混合物，其混合质量比为催干剂：润湿剂：耐磨剂＝3:1:2。
优选的，所述的分散剂的结构为：
其中R为氨基、羧基、或羟基的任一种，R1为长链烷基。
优选的，所述的水性树脂为水性醇酸树脂、水性聚醋树脂、水性有机硅树脂、水性环氧树脂、水性氨基树脂、水性丙烯酸树脂、水性酚醛树脂中的任一种或多种任意比混合物。
优选的，所述的颜料为有机颜料或无机颜料。
进一步的，所述的填料为粒径小于2.5μm的碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脱土中的任一种或多种任意比混合物。
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为1000～2000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为1000～2000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至50～70℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温0.5～2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以1000～3000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
本发明具有的优点和有益效果：
(1)本发明所述低温快速固化水性油墨，因使用所用无色金属离子交联剂，在油墨中不显色，有利于油墨中颜料的调色；
(2)本发明所述低温快速固化水性油墨，所用金属离子交联可以使水性油墨在30-50℃交联，可以明显降低水性油墨的交联温度；
(3)本发明所述低温快速固化水性油墨由于在低温下交联，不会由于高温固化而引起的色差问题，保证印刷品质；
(4)本发明所述低温快速固化水性油墨，金属离子交联反应可以在短时间内快速固化，满足印刷过程中，油墨迅速干燥的要求。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为2000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为2000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至50℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以1000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物，通过检测，无味道，5分钟不变色,附着力1级，无色差，干燥速度111米/分。
实施例2
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为1500r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为1500r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至70℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以3000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物,通过检测,无味道，18分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度130米/分。
实施例3
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为1000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为2000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至60℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以2000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物,通过检测,无味道,19分钟不变色,附着力1级,无色差,干燥速度134米/分。
实施例4
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为1000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为2000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至70℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以3000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物,通过检测,无味道,17分钟不变色,附着力1级,无色差,干燥速度129米/分。
实施例5
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为2000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为1000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至70℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温0.5h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以1000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物,通过检测,无味道,20分钟不变色,附着力1级,无色差,干燥速度140米/分。
实施例6
一、组合物的配方
1、按质量比分别配制水性树脂、助剂、填料的混合物。
2、按质量百分比配制组合物各组分含量：
二、制备方法
一种低温快速固化水性油墨的制备方法，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为2000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为1500r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至65℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温1.5h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤1所得的匀浆中，以2500r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
三、有益效果
本实施例所得组合物,通过检测,无味道,15分钟不变色,附着力1级,无色差,干燥速度138米/分。
Claims (8)
1.一种低温快速固化水性油墨，按质量百分比由水性树脂为50～60％，颜料为3～8％，助剂为2～3％，填料为3～5％，水为15～20％，分散剂为1～4％，金属离子交联剂为10～20％组成。
2.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的金属离子交联剂的结构为：
其中，R、R1为长链烷基，n为1或2。
3.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的助剂为催干剂、润湿剂和耐磨剂的混合物，其混合质量比为催干剂：润湿剂：耐磨剂＝3:1:2。
4.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的分散剂的结构为：
其中R为氨基、羧基、或羟基的任一种，R1为长链烷基。
5.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的水性树脂为水性醇酸树脂、水性聚醋树脂、水性有机硅树脂、水性环氧树脂、水性氨基树脂、水性丙烯酸树脂、水性酚醛树脂中的任一种或多种任意比混合物。
6.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的颜料为有机颜料或无机颜料。
7.根据权利要求1所述的一种低温快速固化水性油墨，其特征在于，所述的填料为粒径小于2.5μm的碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脱土中的任一种或多种任意比混合物。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的低温快速固化水性油墨的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)按照质量百分比将水性树脂、填料加入到反应釜中，以转速为1000～2000r/min机械搅拌，使其充分混合；然后加入水、助剂、分散剂，以转速为1000～2000r/min机械搅拌使其充分混合；将反应釜升温至50～70℃，缓慢加入配方中的颜料，搅拌使其充分混合，然后保温0.5～2h，冷却至室温，密封保存；
(2)在使用前将配方中的金属离子交联剂加入到步骤(1)所得的匀浆中，以1000～3000r/min转速充分搅拌，使其混合均匀即可。
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| CN110698912A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-01-17 | 惠州兴鑫涂料化工有限公司 | 低温自交联环保高性能pvc水性油墨 |
| CN111849243A (zh) * | 2020-06-21 | 2020-10-30 | 鹤壁瑞特隆生物质材料科技有限公司 | 一种新型树脂油墨及其制备方法 |
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