CN107201079A - 一种应用于pvc印刷的快干性水性油墨 - Google Patents

一种应用于pvc印刷的快干性水性油墨 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1:2～5的第一组分和第二组分；所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯‑丙烯酸树脂乳液38～46份、去离子水35～45份、第一改性颜料7～17份、氨水1～2份，消泡剂1～2份、助剂2～3份；所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液35～45份、第二改性颜料7～14份、氨水2～4份，消泡剂1～2份、助剂4～7份。本发明应用于PVC印刷的快干性水性油墨具有快干性好、附着力强和成本低廉的特点。

Description

一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨
技术领域
本发明涉及一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，属于水性油墨技术领域。
背景技术
水性油墨由于本身的水溶剂特点而具有不同于其他油墨的一些特点，具有如下有点：
1.绿色环保。水性油墨不使用有机挥发性溶剂，几乎不含有挥发性有机物（VOC）。这大大改善了油墨制造和印刷操作环境，保证了操作工人和终端产品使用者的身体健康。
2.印刷特性。水性油墨比较稳定，不容易腐蚀版辊，印刷后版辊容易清洗，并且适用于大多数印刷方式。
3.安全性。水性油墨不含有机溶剂，水性体系比较稳定，不会发生燃烧着火等安全问题。
但是，水性油墨也仍然存在以下一些缺点：
1.干燥问题。水性油墨必须要在高温下才比较容易挥发掉水变干燥，这要求印。刷机配备足够的干燥设备，并且需要控制好温度和烘烤时间。
2.附着力问题。水性油墨不像油性油墨可以在待印刷品表面形成微腐蚀或有多余的吸附基团，加强油墨与基材的结合力。特别是应用于塑料基材时，更容易出现附着力差的情况。
3.表面效果问题。水性油墨由于其中的水溶剂的溶解能力毕竟没有有机溶剂强，颜料的着色力和遮盖度都会比油性油墨差，因此油墨的耐光色牢度也相对较差。水分挥发干后，还容易出现印刷有暗影、印刷图纹不够清晰鲜艳。另外，光泽度也稍差。
随着社会的发展和人们环保意识的增强，环保已经成为各行各业的导向标杆。家具行业表现得尤其突出。目前，国内外已经出台了各种政策、法规、标准引导室内装饰材料和家具行业向低甲醛、低 VOC（有机挥发物）、无铅的绿色环保方向发展。人们对家具装饰材料如 PVC 材料等也有了更高的标准和要求。用在家具上的 PVC 装饰材料绝大多数都需要印刷油墨，并且所用油墨几乎全是含有大量有机溶剂的油性油墨。在当前高环保要求的形势下，这种传统的油性油墨已经无法适应消费者的环保要求，将逐步被无甲醛、极低 VOC的水性油墨取代。但是，水性油墨是印刷行业的一个新事物。它仍存在附着力差、耐光色牢度差、干燥慢、粘度高等缺陷，导致无法广泛应用。
发明内容
本发明提供了一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，具有快干性好、附着力强和成本低廉的特点。
本发明采用的技术方案为：
一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1:2～5的第一组分和第二组分；
所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液38～46份、去离子水35～45份、第一改性颜料7～17份、氨水1～2份，消泡剂1～2份、助剂2～3份；
所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；
所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液35～45份、去离子水35～45份、第二改性颜料7～14份、氨水2～4份，消泡剂1～2份、助剂4～7份；
所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
在第一改性颜料中，二硫化钼粉末具有以下作用：第一是作为增摩剂，，加速普通颜料的研磨，促进普通颜料在搅拌过程中的均匀性，实现普通颜料的粒径细化，增大水性油墨与PVC基材的接触面积，降低水性油墨的粘度；第二个在普通颜料研磨所得的超细粉末中，二硫化钼粉末均匀分布其中，发挥其非有效粘结成分的作用，形成点接触，在保证水性油墨与PVC基材具有足够附着力的基础上进一步降低睡醒油墨的粘度；间羧基苯磺酸钠的加入，充分发挥其磺酸基作为无机酸的优势，充分分散或溶解普通颜料；研磨过程的引入，是实现普通颜料形成超细粉末的关键，既满足降低水性油墨粘度的要求，又简化其工艺过程，降低加工制造成本。
在第二改性颜料中，二硫化钼粉末发生增摩作用，促进普通颜料在搅拌过程中的均匀性，实现普通颜料的粒径细化，从而降低水性油墨与PVC基材的接触角，提升水性油墨的润湿性；间羧基苯磺酸钠的加入，充分发挥其磺酸基作为无机酸的优势，充分分散或溶解普通颜料；水-酒精-硅烷偶联剂的加入，其与间羧基苯磺酸钠的有机基团相似相容，使普通颜料具有更高的油性兼容性以及在油性介质中的分散性，提高了颜料在水性油墨中的均匀性，保证了水性颜料在印刷过程中的均匀性。通过对颜料进行改性，改善了颜料在水性油墨的分散性，降低了水性油墨印刷在PVC基材的接触角，提升了水性油墨在PVC表面基材的润湿性，提升了PVC基材对于水性油墨的附着能力， 同时也改善了其抗水性、耐磨性能，保证了水性油墨在PVC基材的高耐色牢度。
在第一改性颜料加入第一组分，第二改性颜料加入第二组分，第一组分和第二组分以适当的比例混合后，不同细度的分散体系相互作用，形成一定的细度梯度，该细度梯度在保持水性油墨体系具有足够附着力的情况下，形成细度梯度的附着，加快了水性油墨印刷在PVC基材后的干燥速度，也进一步提升了其耐水性和着色力。在该体系中，第一组分和第二组分的质量配比对于整个细度梯度的影响十分关键，若第一组分超出配比范围过高，第一组分在体系中占据主导作用，不能形成有效的细度梯度，不能达到提升水性油墨干燥速度的效果；若第二组分超出规定的范围，也会存在同样的问题，因此在体系中必须严格控制两个组分的质量配比。
进一步地，所述普通颜料选自有机颜料和/无机颜料，在实际中，主要为红、黄两种颜色。
进一步地，在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40～50:2:70～95。
进一步地，在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40～50:1～2。
进一步地，在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40～50:1～2。
进一步地，在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40～50:2:70～95。
进一步地，所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
本发明的有益效果：
在第一改性颜料加入第一组分，第二改性颜料加入第二组分，第一组分和第二组分以适当的比例混合后，不同细度的分散体系相互作用，形成一定的细度梯度，该细度梯度在保持水性油墨体系具有足够附着力的情况下，形成细度梯度的附着，加快了水性油墨印刷在PVC基材后的干燥速度，也进一步提升了其耐水性和着色力。在该体系中，第一组分和第二组分的质量配比对于整个细度梯度的影响十分关键，若第一组分超出配比范围过高，第一组分在体系中占据主导作用，不能形成有效的细度梯度，不能达到提升水性油墨干燥速度的效果；若第二组分超出规定的范围，也会存在同样的问题，因此在体系中必须严格控制两个组分的质量配比。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例1
一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1: 5的第一组分和第二组分；所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液46份、去离子水40份、第一改性颜料7份、氨水2份，消泡剂1.5份、助剂2份；所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液45份、去离子水45份、第二改性颜料7份、氨水2份，消泡剂2份、助剂5,5份；所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
在本实施例中，所述普通颜料选自有机颜料。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为50:2:85。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40～5: 2。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为45:1。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为50:2:70。所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
实施例2
一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1:3的第一组分和第二组分；所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液42份、去离子水35份、第一改性颜料17份、氨水1.5份，消泡剂1.5份、助剂3份；所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液40份、去离子水40份、第二改性颜料7份、氨水4份，消泡剂1份、助剂4份；所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
在本实施例中，所述普通颜料选自无机颜料。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为45:2:70。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为50:1.5。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40: 2。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为45:2:70。所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
实施例3
一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1:2的第一组分和第二组分；所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液38份、去离子水40份、第一改性颜料17份、氨水1份，消泡剂1.5份、助剂3份；所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液35份、去离子水35份、第二改性颜料11份、氨水4份，消泡剂1份、助剂6份；所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
在本实施例中，所述普通颜料选自有机颜料和无机颜料。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40:2:85。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为50:1。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为45: 2。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40:2:85。所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
实施例4
一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，包括质量配比为1:4的第一组分和第二组分；所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液40份、去离子水40份、第一改性颜料15份、氨水1.2份，消泡剂1.2份、助剂2.3份；所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液40份、去离子水40份、第二改性颜料9份、氨水3份，消泡剂1.2份、助剂6份；所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
在本实施例中，所述普通颜料选自有机颜料和无机颜料。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为45:2:85。在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为45:1。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为45:2。在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为45:2:85。所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
对比例1
对比例1与实施例4的唯一差异在于只包含第一组分，不包含第二组分。
对比例2
对比例2与实施例4的唯一差异在于只包含第二组分，不包含第一组分。
对比例3
对比例3与实施例4的主要差异在于质量配比为1:1。
对比例4
对比例4与实施例4的主要差异在于质量配比为1:6。
为了进一步评估本发明的性能，分别对实施例和对比例进行性能测试，具体结果如表1所示：
表1 性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 对比例2 对比例3
细度（μm） 0.1-2 0.1-2 0.1-2 0.1-2 0.2-5 0.1-1.0 0.1-2
粘度（s） 8-10 8-10 8-10 8-10 10-30 8-10 8-15
初干性（mm） 18-20 18-20 18-20 18-20 15-17 16-18 15-17
着色力（%） 55-75 55-75 55-75 55-75 45-60 45-60 55-75
附着牢度（%） 80-95 80-95 80-95 80-95 70-95 70-95 85-95
耐水性 5 5 5 5 4 4 5
耐光色牢度 4-5 4-5 4-5 4-5 3-4 4 5
以上所述是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于包括质量配比为1:2～5的第一组分和第二组分；
所述第一组分包括以下质量份的组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液38～46份、去离子水35～45份、第一改性颜料7～17份、氨水1～2份，消泡剂1～2份、助剂2～3份；
所述第一改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；然后把微乳液转入真空球磨罐置于球磨机进行行星真空球磨；最后、泄压，取出物料烘干得到第一改性颜料；
所述第二组分包括以下质量份的组分：水性丙烯酸树脂乳液35～45份、去离子水35～45份、第二改性颜料7～14份、氨水2～4份，消泡剂1～2份、助剂4～7份；
所述第二改性颜料的改性方法为：将普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇混合加入带搅拌的容器中并开启搅拌15～25分钟；然后加入间羧基苯磺酸钠，搅拌均匀，得到微乳液；接着把水-酒精-硅烷偶联剂的混合液加入高压雾化喷枪，使混合液以雾化的方式均匀喷入正在搅拌的微乳液中，继续对微乳液搅拌；最后进行烘干得到第二改性颜料。
2.根据权利要求1所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：所述普通颜料选自有机颜料和/无机颜料。
3.根据权利要求1所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40～50:2:70～95。
4.根据权利要求3所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：在第一改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40～50:1～2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料与所述间羧基苯磺酸钠的质量比为40～50:1～2。
6.根据权利要求1-4任一项所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：在第二改性颜料的制备过程中，所述普通颜料、二硫化钼粉末和乙醇加入的质量比为40～50:2:70～95。
7.根据权利要求1-4任一项所述的应用于PVC印刷的快干性水性油墨，其特征在于：所述高耐色牢度水性油墨的pH值为8.0～9.0。
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