CN107286745A - 一种环保快干水性油墨 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保快干水性油墨，采用丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂作为连接料，以二甲氨基乙醇或2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇与乙醇、乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙酸甲酯中的一种组成助溶剂，并在油墨体系中加入三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂作为pH稳定剂，加入润湿剂、催干剂和颜料，得到一种环保型水性快干油墨。本发明采用复合树脂作为连接料，提高水性油墨的着色力和墨色稳定性，使水性油墨体系的粘度小和干燥时间短，并加入pH稳定剂，减少油墨在使用过程中pH值和体系粘度改变，得到更稳定的印刷效果。

Description

一种环保快干水性油墨

技术领域

本发明涉及快干型油墨领域，具体涉及一种环保快干水性油墨。

背景技术

溶剂型油墨以芳香族化合物为溶剂，不但造成环境污染，也是致癌物质，严重危害着人类的健康和生存环境。目前发达国家和地区都在努力开发和使用水性油墨逐步取代溶剂型油墨。如今水性油墨在国外已经占据了市场的大部分份额，许多发达国家纷纷出台政策，限制溶剂型油墨在食品和医疗包装领域的应用，甚至有部分国家提出：凡是人的手直接接触的印刷物品都必须使用无公害印刷油墨。

发明内容

针对现有技术，本发明提供了一种环保快干水性油墨，采用丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂作为连接料，解决碱溶性树脂抗回粘性能差、体系粘度较大的缺陷，并添加pH稳定剂，以获得一种干燥迅速、着色力强、墨色稳定的环保水性油墨。

本发明提供的一种环保快干水性油墨，主要由按质量百分数计的以下组分组成：

水性复合树脂 15~22%

助溶剂 5~15%

水性碱性颜料 10~15%

催干剂 0.05%~0.5%

润湿剂 0.1~1%

pH稳定剂 3~8%

去离子水 50~60%；

其中，所述复合水性树脂为丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂体系；所述丙烯酸酯乳液为甲基丙烯酸脂类共聚物乳液、醋酸乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液、苯乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液、水性聚氨酯改性丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅改性丙烯酸共聚物乳液中的一种或两种；所述碱溶性树脂为氨基甲酸乙酯树脂、水性氨基树脂、碱溶性丙烯酸树脂中的一种。

所述复合水性树脂中丙烯酸酯乳液或者醋酸乙酸酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂的质量比为：1:1~1:2。

油墨连接料是油墨的重要组成部分，油墨的流变性、粘度、干燥性、成膜性以及印刷性能，主要取决于连接料。水性油墨中常用的连接料主要分为三种：水性树脂、水性树脂乳液、碱溶性树脂。碱溶性树脂作为水性油墨连接料具有高剪切稳定性、润湿性，能够有效改进油墨的色强度和透明度。水性树脂乳液无毒无刺激，对人体无害，具有优异的光泽和透明性，抗粘连性能好，能改善碱溶性树脂抗回粘性能差、体系粘度较大的缺陷。

所述pH稳定剂由pH值为8.5三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂，使油墨的pH值稳定在一定的范围内，减少油墨因为pH值变化造成的水性油墨粘度和干燥速度的改变，影响印刷效果。

所述水性油墨pH值为7.5~8.5，优选为7.8~8.2。

所述助溶剂由包括二甲氨基乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇与乙醇、乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙酸甲酯中的一种组成。

所述催干剂为有机金属盐，包括主催干剂和辅催干剂，主催干剂为水性钴催干剂、水性锰催干剂和水性铅催干剂中的一种或两种；所述辅催干剂为水性锆催干剂、水性钙催干剂和水性钡催干剂中的一种或两种。

所述主催干剂与辅催干剂的质量比为：5:1~10:1。

所述润湿剂为包括乙醇、丙二醇、异丙醇或者甘油中的一种和包括60~90ωt%的阴离子分散剂和10~40ωt%非离子分散剂的混合物。

所述阴离子分散剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种；所述非离子分散剂包括辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二碳醇聚氧乙烯醚、十二碳醇聚氧乙烯醚中的一种。

有益效果：

（1）本发明提供的一种环保快干水性油墨，采用丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂作为连接料，解决碱溶性树脂抗回粘性能差、体系粘度较大的缺陷，提高水性油墨的着色力和墨色稳定性，使水性油墨体系的粘度小和干燥时间短。

（2）本发明提供的一种环保快干水性油墨，加入三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂作为pH稳定剂，减少油墨印刷过程中因为pH值改变造成的水性油墨粘度和干燥速度的改变，得到更稳定的印刷效果。

（3）本发明提供的一种环保快干水性油墨，采用阴离子分散剂和非离子分散剂与醇形成的混合物作为润湿剂，得到的油墨表面张力小，其润湿效果好，与印刷品表面结合力强。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

本发明提供一种环保快干水性油墨，采用丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂作为连接料，降低油墨体系的粘度，提高油墨的着色力和墨色稳定性；并使用乙醇、乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙酸甲酯中的一种作为助溶剂。本发明采用pH值为8.3的三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂作为pH稳定剂，减少油墨印刷过程由于pH值变化造成的水性油墨粘度和干燥速度的改变，影响印刷效果。

水性油墨制备时，为了增大碱性树脂的水溶性，添加了二甲氨基乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇作为助溶剂，并达到调节油墨体系pH值的作用。但二甲氨基乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇具有一定的挥发性，在机械运转产生的热量和其他外部热源的影响下，促进了助溶剂的挥发，导致油墨体系的pH值下降，粘度增大，直接影响油墨的印刷适性。在实际生产中，常常采用加水的方法来 调整和稳定油墨的pH值和粘度，但加水会导致油墨体系的pH值向7.0靠近，不利于树脂的溶解。本发明采用在油墨制备过程中加入pH值为8.5的三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂作为pH稳定剂，调整油墨在使用过程中由于助溶剂挥发导致的pH值下降，是油墨体系pH值稳定在7.5~8.5之间。

实施例1

本发明提供的一种环保快干水性油墨，由按质量百分数计的以下组分组成：

甲基丙烯酸脂类共聚物乳液 10%

氨基甲酸乙酯树脂 10%

二甲氨基乙醇 5%

无水乙醇 5%

水性碱性颜料 10%

水性钴催干剂 0.1%

水性钙催干剂 0.05%

十二烷基硫酸钠 0.2%

十二碳醇聚氧乙烯醚 0.1%

三乙醇胺缓冲剂 5%

去离子水 54.55%。

将质量百分数为10%的甲基丙烯酸脂类共聚物乳液和10%的氨基甲酸乙酯树脂与5%的二甲氨基乙醇、5%的无水乙醇、54.55%的去离子水搅拌混合均匀后，再加入10%的水性碱性颜料、0.2%的十二烷基硫酸钠和0.1%的十二碳醇聚氧乙烯醚的乙醇溶液在400rpm的搅拌速度搅拌不低于8~15min，使水性碱性颜料均匀分散在油墨中，然后加入5%的三乙醇胺缓冲剂、0.05%的水性钴催干剂和0.02%的水性钙催干剂的混合物，搅拌后过滤除去杂质，得到环保水性快干油墨。

实施例2

本发明提供的一种环保快干水性油墨，由按质量百分数计的以下组分组成：

醋酸乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液 7%

水性氨基树脂 14%

2-氨基-2-甲基-1-丙醇 10%

异丙醇 5%

水性碱性颜料 15%

水性锰催干剂 0.4%

水性锆催干剂 0.1%

十二烷基苯磺酸钠 0.3%

壬基酚聚氧乙烯醚 0.2%

二甲基乙酰胺缓冲剂 8%

去离子水 50.4%。

将质量百分数为7%的醋酸乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液和14%的水性氨基树脂与10%的2-氨基-2-甲基-1-丙醇、5%的异丙醇、50.4%的去离子水搅拌混合均匀后，再加入15%的水性碱性颜料、0.3%的十二烷基苯磺酸钠和0.2%的壬基酚聚氧乙烯醚的异丙醇溶液在400rpm的搅拌速度搅拌不低于8~15min，使水性碱性颜料均匀分散在油墨中，然后加入8%的二甲基乙酰胺缓冲剂、0.4%的水性锰催干剂和0.1%的水性锆催干剂的混合物，搅拌后过滤除去杂质，得到环保水性快干油墨。

实施例3

本发明提供的一种环保快干水性油墨，由按质量百分数计的以下组分组成：

水性聚氨酯改性丙烯酸酯共聚物乳液 7%

碱溶性丙烯酸树脂 10%

2-氨基-2-甲基-1-丙醇 10%

丙二醇 5%

水性碱性颜料 10%

水性钴催干剂 0.2%

水性锰催干剂 0.1%

水性钡催干剂 0.05%

水性钙催干剂 0.05%

十二烷基二苯醚二磺酸钠 0.3%

十二碳醇聚氧乙烯醚 0.1%

甘油 0.4%

二甲基乙酰胺缓冲剂 4%

去离子水 52.8%。

将质量百分数为7%的水性聚氨酯改性丙烯酸酯共聚物乳液和10%的碱溶性丙烯酸树脂与10%的2-氨基-2-甲基-1-丙醇、5%的丙二醇、52.8%的去离子水搅拌混合均匀后，再加入10%的水性碱性颜料、0.3%的十二烷基二苯醚二磺酸钠和0.1%的十二碳醇聚氧乙烯醚的甘油溶液在400rpm的搅拌速度搅拌不低于8~15min，使水性碱性颜料均匀分散在油墨中，然后加入8%的二甲基乙酰胺缓冲剂和0.4%的水性钴催干剂、0.1水性锰催干剂、0.0.5%的水性钡催干剂、0.05%的水性钙催干剂的混合物，搅拌后过滤除去杂质，得到环保水性快干油墨。

利用喷墨打印机，以纸张为基材，对实施例1~3制得的产品进行常温表干时间的测试，测试结果均为2s，因此采用本发明制备的水性油墨表干速度快，为快干型油墨。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述油墨主要由按质量百分数计的以下组分组成：

水性复合树脂 15~22%

助溶剂 5~15%

水性碱性颜料 10~15%

催干剂 0.05%~0.5%

润湿剂 0.1~1%

pH稳定剂 3~8%

去离子水 50~60%；

所述复合水性树脂为丙烯酸酯乳液或者醋酸乙烯酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂形成的复合树脂体系；所述丙烯酸酯乳液为甲基丙烯酸脂类共聚物乳液、醋酸乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液、苯乙烯/丙烯酸脂类共聚物乳液、水性聚氨酯改性丙烯酸酯共聚物乳液、有机硅改性丙烯酸共聚物乳液中的一种或两种；所述碱溶性树脂为氨基甲酸乙酯树脂、水性氨基树脂、碱溶性丙烯酸树脂中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述复合水性树脂中丙烯酸酯乳液或者醋酸乙酸酯—乙烯共聚乳液与碱溶性树脂的质量比为：1:1~1:2。

3.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述pH稳定剂为pH值为8.5三乙醇胺缓冲剂或二甲基乙酰胺缓冲剂。

4.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述催干剂为有机金属盐，包括主催干剂和辅催干剂，主催干剂为水性钴催干剂、水性锰催干剂和水性铅催干剂中的一种或两种；所述辅催干剂为水性锆催干剂、水性钙催干剂和水性钡催干剂中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述主催干剂与辅催干剂的质量比为：5:1~10:1。

6.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述助溶剂由二甲氨基乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇与乙醇、乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙酸甲酯中的一种组成。

7.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述润湿剂为包括乙醇、丙二醇、异丙醇或者甘油中的一种和包括60~90ωt%的阴离子分散剂和10~40ωt%非离子分散剂的混合物。

8.根据权利要求6所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述阴离子分散剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种；所述非离子分散剂包括辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二碳醇聚氧乙烯醚、十二碳醇聚氧乙烯醚中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种环保快干水性油墨，其特征在于：所述水性油墨pH值为7.5~8.5。