CN107629546A - 一种无voc胶印环保油墨连接料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无VOC胶印环保油墨连接料及制备方法，连接料的制备过程中将植物油分成两步加入，其中一部分在低温加入，起到稀释粘度的作用，提高油墨的固着速度，通过本方案制备所得的油墨具有高软化点、高粘度、高溶解性、高分子量等优点，制造所得的单张纸胶印油墨能够满足印刷使用要求，添加松香改性酚醛树脂的油墨在多个物化性能上均有大幅度的提高；以植物油替代矿物油溶剂，能够达到环保的目的，并且植物油墨中无多环芳烃化合物含量，无VOC排放，不会污染环境，有利于制造和使用者的健康。
Description
技术领域
本发明属于印刷油墨领域，尤其是涉及一种无VOC胶印环保油墨连结料及制备方法。
背景技术
连结料是用于制造单张纸胶印油墨的核心组分，其用量占油墨质量百分比的80％左右，炼制适合高档油墨使用的连结料体系，必须具有合理的工艺路线。在现有普通的油墨技术中，使用矿物油溶剂，含有大量对人体有害的挥发性有机化合物(VOCS)成分，在油墨制造印刷、干燥过程或设备清洗及废墨处理时，大量的有机成分挥发不但严重危害生产操作人员的身体健康，并且会对环境造成极大的破坏，如VOC系石油基油墨所含易挥发性有机化合物成分是最强致癌物质之一，严重危害人体健康。所以无VOC胶印单张纸环保油墨连结料设计中要不使用矿物油溶剂，在性能上还要达到传统油墨连结料的水平。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种无VOC胶印环保油墨连接料及制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种无VOC胶印环保油墨连接料，按照下列步骤进行制备：
步骤一、反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入20-25质量份的亚麻油和0.5-1质量份的氢氧化锂(作为催化剂)，加热至温度为 170-190℃时，分2-5次加入25-50质量份的松香改性酚醛树脂，同时将温度升至180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤二、脂交换反应：将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h；
步骤三、调整：按照配方加入25-35质量份的大豆油，搅拌0.5h后，加入1-2质量份的辅助添加剂，所述的辅助添加剂包括抗氧助剂和凝胶剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
在上述技术方案中，所述的亚麻油的添加量优选为22-24质量份。
在上述技术方案中，所述的氢氧化锂催化剂的添加量优选为0.5-1 质量份。
在上述技术方案中，所述的松香改性酚醛树脂为胶印油墨树脂，以烷基酚(如苯酚、双酚A、PTBP对叔丁基酚、POP对特辛基苯酚、PNP壬基酚及PDDP十二烷基苯酚)、甲醛、多元醇及松香进行化学反应生成的高分子产物。
在上述技术方案中，所述的松香改性酚醛树脂的添加量优选为25-50 质量份。
在上述技术方案中，所述的大豆油的添加量优选为25-35质量份。
在上述技术方案中，所述辅助添加剂中的抗氧助剂和凝胶剂之间为相等的质量比。
在上述技术方案中，所述的抗氧助剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ) 中的一种。
在上述技术方案中，所述的凝胶剂为有机铝化物，如三乙基铝、三异丁基铝和二乙基氯化铝。
一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，按照下列步骤进行：
步骤一、反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入20-25质量份的亚麻油和0.5-1质量份的氢氧化锂催化剂，加热至温度为170-190℃时，分2-5次加入25-50质量份的松香改性酚醛树脂，同时将温度升至 180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤二、脂交换反应：将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h；
步骤三、调整：按照配方加入25-35质量份的大豆油，搅拌0.5h后，加入1-2质量份的辅助添加剂，所述的辅助添加剂包括抗氧助剂和凝胶剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
在上述技术方案中，所述的亚麻油的添加量优选为22-24质量份。
在上述技术方案中，所述的氢氧化锂催化剂的添加量优选为0.5-1 质量份。
在上述技术方案中，所述的松香改性酚醛树脂为胶印油墨树脂，以烷基酚(如苯酚、双酚A、PTBP对叔丁基酚、POP对特辛基苯酚、PNP壬基酚及PDDP十二烷基苯酚)、甲醛、多元醇及松香进行化学反应生成的高分子产物。
在上述技术方案中，所述的松香改性酚醛树脂的添加量优选为25-50 质量份。
在上述技术方案中，所述的大豆油的添加量优选为25-35质量份。
在上述技术方案中，所述辅助添加剂中的抗氧助剂和凝胶剂之间为相等的质量比。
在上述技术方案中，所述的抗氧助剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ) 中的一种。
在上述技术方案中，所述的凝胶剂为有机铝化物，如三乙基铝、三异丁基铝和二乙基氯化铝。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过本方案制备所得的油墨具有高软化点、高粘度、高溶解性、高分子量等优点，制造所得的单张纸胶印油墨能够满足印刷使用要求，添加松香改性酚醛树脂的油墨在多个物化性能上均有大幅度的提高；
2、以植物油替代矿物油溶剂，能够达到环保的目的，并且植物油墨中无多环芳烃化合物含量，无VOC排放，不会污染环境，有利于制造和使用者的健康；
3、连结料的制备过程中将植物油分成两步加入，其中一部分在低温加入，起到低粘度相作用，提高油墨的固着速度。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
为了使无VOC胶印单张纸油墨中不含有VOC，关键是在连结料中不引入含有VOC的物质，而传统连结料中虽然含有VOC，但是在连结料和油墨中却起到重要的作用，用植物油替代，必须达到传统连结料的性能，通过设计不使用VOC物质的原材料通过改变材料，改变工艺来达到传统连结料的性能。
连结料常用的干性植物油，其中亚麻油颜色浅、干性良好、干后不起皱，比较适合印迹较浅、墨层很薄的胶印印刷中；大豆油是可持续再生而且生物可分解的丰富资源，可源源不断地为油墨生产提供原料，并且具有良好的环保性。本方案采用亚麻油、大豆油作为油墨用植物油替代矿物油的油墨，实验的目标是使用豆油与亚麻油拼混,使混合植物油氧化干性达到与传统油墨相似的干性和结膜效果。
在油墨连结料中，将分子量比较高的树脂溶于植物油(植物油在其中作为潜溶剂矿物油(低粘度相)稀释降低其粘度，使之成为能应用的连结料。由于油墨油是以混溶的状态与树脂/植物油等组合在一起的，因而当这种连结料/颜料体系(油墨)印到纸张上后，它就向纸内做选择性渗透，矿物油由于分子量较小，由于纸张的吸收作用而立即离开，油墨油渗入纸张，这就是初期干燥——固着，一般来说，这个过程越快越好。体系渗入纸张纤维(在一定的时间以后，又从纸张纤维中逸去)。此时，体系中只剩下高粘度的树脂/植物油组分，失去了流动性能而停留在纸张表面，这个过程就是所谓的固着干燥。这个过程是在油墨印刷在纸张后立即发生的，所以速度很快，加之留在表面的是高分子成膜物质，所以光泽很大。而氧化结膜则是在后期才慢慢形成的。基于这一原理，将植物油分成两步加入，其中一部分在低温加入，起到稀释粘度的作用，提高油墨的固着速度。
连结料各组分质量份数为：松香改性酚醛树脂25-50，亚麻油20-25，大豆油25-35，氢氧化锂催化剂0.5-1，辅助添加剂1-2，其中辅助添加剂包括抗氧助剂，抗水助剂和凝胶剂中的一种或多种，根据油墨种类进行选择。胶剂中的一种或多种，根据油墨种类进行选择。
一、树脂油连结料
各组分质量份数为：松香改性酚醛树脂25-50，亚麻油20-25，大豆油25-35，氢氧化锂催化剂0.5-1，抗氧助剂0.15-0.2，凝胶剂0.2-0.3。
制备过程：
1、反应物预热融化
按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为170-190℃时，分2-5次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌。
2、脂交换反应
将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h，取样检测色泽，直至合格。
3、调整
检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h，检测粘度，直至合格，粘度合格后加入抗氧助剂和凝胶剂，放出过滤包装。
二、胶质油连结料
在油墨设计过程中，使用两种或两种以上的树脂型连结料,一种是中低分子树脂做的连结料,另一种是高分子树脂做的连结料,一种带胶性，一种不带胶性或两种都做带胶性，为满足平衡油墨性质要求,从油墨特性值上分析,在两种连结料的应用上,单是调整好油墨的适性还不够,能够达到良好的平衡油墨印刷品的清晰和锐力的成像转移及光泽度与初干性才是至关重要的。
各组分质量份数为：松香改性酚醛树脂25-50，，亚麻油20-25，大豆油25-35，氢氧化锂催化剂0.5-1，凝胶剂0.7-1.2，抗氧助剂0.15-0.2。
制备过程：
1、反应物预热融化
按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为170-190℃时，分2-5次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌。
2、脂交换反应
将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h，取样检测色泽，直至合格。
3、胶联反应、调整
检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h，检测粘度，直至合格,按照配方加入胶凝剂，将温度控制在175-185℃保温0.5h，检测粘度，直至合格,粘度合格后加入抗氧助剂，放出过滤包装。
以下实施例中，所用松香改性酚醛树脂采用DC系列松香改性酚醛树脂(硬树脂)，型号为的DC2116松香改性酚醛树脂的主要特征：具有良好的印刷适性，油墨转印后溶剂快速释放，印刷固着速度快。
技术指标：软化点(℃)：153-165酸价：≤20mgKOH/g正庚烷值(ml)：3-5ml/25℃·2g
粘度(CP)：1500-2000/35℃色泽：≤12
实施例1
一种添加松香改性酚醛树脂的无VOC胶印环保油墨连结料，包括松香改性酚醛树脂，亚麻油，大豆油，氢氧化锂催化剂，抗氧助剂和抗水助剂。连结料各组分质量份数为松香改性酚醛树脂27，亚麻油27，大豆油 30，氢氧化锂催化剂0.7，抗氧助剂0.18。
具体制备步骤如下：
步骤A：反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为180℃时，分两次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至 200℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤B：脂交换反应：将反应釜升温到225℃，保温0.5h后取样检测色泽，直至合格；
步骤C：调整：检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h后检测粘度，直至合格，粘度合格后加入抗氧助剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
实施例2
一种添加松香改性酚醛树脂的无VOC胶印环保油墨连结料，包括松香改性酚醛树脂，亚麻油，大豆油，氢氧化锂催化剂、抗氧助剂和凝胶剂三乙基铝。连结料各组分质量份数为松香改性酚醛树脂25，亚麻油20，大豆油25，氢氧化锂催化剂0.5，凝胶剂三乙基铝0.7，抗氧助剂0.15。
具体制备步骤如下：
步骤A：反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为170℃时，分两次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至 180℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤B：脂交换反应：将反应釜升温到220℃，保温0.5h后取样检测色泽，直至合格；
步骤C：调整：检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h后检测粘度，直至合格，粘度合格后加入，按照配方加入胶凝剂三乙基铝，将温度控制在175℃保温0.5h，检测粘度，直至合格,粘度合格后加入抗氧助剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
实施例3
一种添加松香改性酚醛树脂的无VOC胶印环保油墨连结料，包括松香改性酚醛树脂，亚麻油，大豆油，氢氧化锂催化剂、抗氧助剂和凝胶剂三乙基铝。连结料各组分质量份数为松香改性酚醛树脂50，亚麻油25，大豆油35，氢氧化锂催化剂1，凝胶剂三乙基铝1.2，抗氧助剂0.2。
具体制备步骤如下：
步骤A：反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为190℃时，分三次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至 220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤B：脂交换反应：将反应釜升温到230℃，保温0.5h后取样检测色泽，直至合格；
步骤C：调整：检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h后检测粘度，直至合格，粘度合格后加入，按照配方加入胶凝剂，将温度控制在185℃保温0.5h，检测粘度，直至合格,粘度合格后加入抗氧助剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
实施例4
一种添加松香改性酚醛树脂的无VOC胶印环保油墨连结料，包括松香改性酚醛树脂，亚麻油，大豆油，氢氧化锂催化剂，抗氧助剂。连结料各组分质量份数为松香改性酚醛树脂27，亚麻油27，大豆油30，氢氧化锂催化剂0.7，抗氧助剂0.18。
具体制备步骤如下：
步骤A：反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入亚麻油和催化剂，在加热温度为180℃时，分两次加入松香改性酚醛树脂，同时将温度升至 200℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤B：脂交换反应：将反应釜升温到225℃，保温0.5h后取样检测色泽，直至合格；
步骤C：调整：检测合格后，按照配方加入大豆油，搅拌0.5h后检测粘度，直至合格，粘度合格后加入，按照配方加入胶凝剂三乙基铝，将温度控制在180℃保温0.5h，检测粘度，直至合格,粘度合格后加入抗氧助剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
表1不同的植物油含量的树脂油性能比较
根据表1得出，配比1为传统配方中，植物油与矿物油在配方中的比例，豆油和亚麻油差距不大，综合性价比，考虑大豆油的环保再生性，选择配比4。
实验方法将亚麻油与大豆油按照不同比例混合，不加或加入干燥剂，用刮片将植物油均匀刮涂于玻璃板上，放入烘箱中，以60℃烘烤，记录干燥时间。同时略加微量红墨(便于观察)，调匀后测试固着速度，测试方法按照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2624-2012单张纸胶印油墨。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种无VOC胶印环保油墨连接料，其特征在于：按照下列步骤进行制备：
步骤一、反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入20-25质量份的亚麻油和0.5-1质量份的氢氧化锂(作为催化剂)，加热至温度为170-190℃时，分2-5次加入25-50质量份的松香改性酚醛树脂，同时将温度升至180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤二、脂交换反应：将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h；
步骤三、调整：按照配方加入25-35质量份的大豆油，搅拌0.5h后，加入1-2质量份的辅助添加剂，所述的辅助添加剂包括抗氧助剂和凝胶剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
2.根据权利要求1所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料，所述的亚麻油的添加量优选为22-24质量份；所述的氢氧化锂催化剂的添加量优选为0.5-1质量份。
3.根据权利要求1所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料，所述的松香改性酚醛树脂为胶印油墨树脂，以烷基酚(如苯酚、双酚A、PTBP对叔丁基酚、POP对特辛基苯酚、PNP壬基酚及PDDP十二烷基苯酚)、甲醛、多元醇及松香进行化学反应生成的高分子产物。
4.根据权利要求1所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料，所述的松香改性酚醛树脂的添加量优选为25-50质量份；所述的大豆油的添加量优选为25-35质量份。
5.根据权利要求1所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料，所述辅助添加剂中的抗氧助剂和凝胶剂之间为相等的质量比；所述的抗氧助剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ)中的一种；所述的凝胶剂为有机铝化物，如三乙基铝、三异丁基铝和二乙基氯化铝。
6.一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，按照下列步骤进行：
步骤一、反应物预热融化：按照配方在反应釜中加入20-25质量份的亚麻油和0.5-1质量份的氢氧化锂催化剂，加热至温度为170-190℃时，分2-5次加入25-50质量份的松香改性酚醛树脂，同时将温度升至180-220℃，在升温过程中表面通惰性气体，进行搅拌；
步骤二、脂交换反应：将反应釜升温到220-230℃，保温0.5h；
步骤三、调整：按照配方加入25-35质量份的大豆油，搅拌0.5h后，加入1-2质量份的辅助添加剂，所述的辅助添加剂包括抗氧助剂和凝胶剂，混匀后制得无VOC胶印环保油墨连结料。
7.根据权利要求6所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，所述的亚麻油的添加量优选为22-24质量份；所述的氢氧化锂催化剂的添加量优选为0.5-1质量份。
8.根据权利要求6所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，所述的松香改性酚醛树脂为胶印油墨树脂，以烷基酚(如苯酚、双酚A、PTBP对叔丁基酚、POP对特辛基苯酚、PNP壬基酚及PDDP十二烷基苯酚)、甲醛、多元醇及松香进行化学反应生成的高分子产物。
9.根据权利要求6所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，所述的松香改性酚醛树脂的添加量优选为25-50质量份；所述的大豆油的添加量优选为25-35质量份。
10.根据权利要求6所述的一种无VOC胶印环保油墨连接料的制备方法，所述辅助添加剂中的抗氧助剂和凝胶剂之间为相等的质量比；所述的抗氧助剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、特丁基对苯二酚(TBHQ)中的一种；所述的凝胶剂为有机铝化物，如三乙基铝、三异丁基铝和二乙基氯化铝。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180126 |