CN107652781A - 一种荧光油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学油墨领域。一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂45~50份、丙烯酸树脂5~10份、乙二醇25~30份、乙酸乙酯120~150份、染料5~10份、荧光染料1~5份、表面活性剂2~3份、杀菌剂1~2份。同时本发明还提供了一种荧光油墨的制备方法：先将改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂加入到乙酸乙酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入水中，待其完全溶解后，然后搅拌使其乳化，再将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入水中，在加热条件下搅拌，然后过滤，将滤液加入溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌,然后用篮式研磨机研磨，过滤取滤液。本发明具有耐磨性好，荧光效果稳定，粘附力强的优点。

Description

一种荧光油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及化学油墨领域，具体而言涉及一种荧光油墨及其制备方法。
背景技术
喷码是在食品、建材、日化、电子、汽配、线缆等需要标识的行业产品上注明生产日期，保质期，批号，企业Logo，利用各种喷码机注明的的过程。对于高速生产线下的产品，在进行质量追溯时，都要进行喷码信息的打印，在产品上形成产品标识，然后针对这些产品标识进行摄像采集，并将收集的数据录入系统。
溶剂型油墨由于溶剂的挥发速度快，在任何材质上都能形成快速干燥的涂膜，适于高速连续化生产的要求。目前通常使用的是苯类或卤代烃化合物作为溶剂，但是这些溶剂对人体和环境有危害，为降低油墨中的挥发性有机物带来的危害，最为便利的方法是使用水基喷码油墨，但是由于水的蒸发速度慢，一般喷印的材质都是可渗透性的材质(纸制品和织物)，在聚乙烯材料上喷印信息不易干燥，而且水性体系油墨表面张力大，影响干燥后的涂膜的附着力等性能。
因此目前需要一种在聚乙烯材料上具有良好的附着能力的荧光油墨。
发明内容
为了解决上述问题，提供一种在聚乙烯材料上具有良好的附着能力的荧光油墨，本发明采用以下技术方案：
一种荧光油墨，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂45~50份、丙烯酸树脂5~10份、乙二醇25~30份、乙酸乙酯120~150份、染料5~10份、荧光染料1~5份、表面活性剂2~3份、杀菌剂1~2份。
本发明采用了改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂共同使用的方案，丙烯酸树脂具有较好的水溶性，而且可以通过与氯化聚丙烯树脂相互作用提高氯化聚丙烯树脂再谁中的分散能力，另外本发明加入了乙二醇和乙酸乙酯，改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂可以溶解在这些有机物中，而乙二醇和乙酸乙酯具有很好的水溶性，可以进一步提高改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂在水中的分散能力，在本发明油墨中减少了有机溶剂的使用，可以防止油墨中有机溶剂对人体及周边环境产生危害。
作为优选，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将50~60重量份氯化聚丙烯树脂和50~60重量份马来酸酐混合，然后加入150~200重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1~2重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应3~5h，加热温度为100~105℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置18~20h，取出固体在55~60℃下干燥至恒重。
本发明对氯化聚丙烯树脂进行接枝改性处理，提高了本发明的耐磨耐老化能力，可以使得本发明的油墨更好地附着在聚乙烯上，本发明采用了过氧化苯甲酰作为引发剂，本发明采用较低的引发剂用量这是由于当过氧化苯甲酰的加入量变多时，初级自由基的浓度逐渐增大，接枝率提高，但过氧化苯甲酰越来越多时，会诱导副反应增加反而会降低接枝率，另外本发明改性过程中使用的两种单体的比例近于一比一。这是因为当马来酸酐加入量较少时，马来酸酐用量的增加提高了氯化聚丙烯树脂大分子链上活性点相互碰撞的几率，所以接枝率逐步增加;当马来酸酐用量过多时，马来酸酐与初始自由基反应生成的马来酸酐自由基大量增加，使副反应增大，消耗引发剂，从而引起接枝率下降。本发明所用的方案有助于提高接枝率，从而加强本发明的机械能力，同时加强本发明的附着能力，提高本发明的油墨的质量。
本发明采用该温度机械加热静置是由于在该温度下氯化聚丙烯树脂具有较高的自由基浓度，提高了接枝率，但是随着温度的升高，氯化聚丙烯树脂会发生分解，因此本发明所选择的温度可以使得本发明保证较高接枝率的同时不会发生分解现象。
同时通过接枝处理提高了荧光染料在树脂表面上的附着能力，有助于荧光染料充分粘附在树脂表面上，在油墨印刷后树脂会把染料包裹在内，可以防止在接触中发生荧光染料脱落的情况使本发明的荧光效果持久而稳定，提高了本发明的耐磨能力。
作为优选，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照1：3~2：5比例混合而成的混合物。
作为优选，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉、黄色有机荧光粉、红色有机荧光粉、绿色有机荧光粉中的一种。
作为优选，所述的染料采用直接黑19，直接黑168，酸性黄23，酸性红52，酸性蓝9中的一种。
作为优选，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤：
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂加入到乙酸乙酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入200~250重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌10~12h，使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入50~100重量份的水中，在加热条件下搅拌2~3h，然后用孔径在0.5~0.6微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2~4h,然后用篮式研磨机研磨18~20h，过滤取滤液。
本发明先将改性氯化聚丙烯树脂和丙烯酸树脂加入到乙酸乙酯中，混合均匀后；在搅拌条件下加水中，有助于提高本发明的水溶性，减少有机溶剂的使用量，另外本发明的采用了分步添加各组分的方案，有助于本发明的各个组分的均匀分散，而且本发明采用了孔径在0.5~0.6微米的过滤膜过滤，去除了油墨中的大颗粒，使得本发明的附着能力进一步增强，而且使得本发明印刷过后更加均匀，防止字迹不清的情况发生，而且有助于增强本发明的耐磨能力。而且有助于荧光染料充分分散，在油墨印刷后树脂会把染料包裹在内，可以防止在接触中发生荧光染料脱落的情况，提高了本发明的耐磨能力。
作为优选，在步骤（1）中所述的搅拌的速率为2400~2800rpm。
作为优选，所述的步骤（2）加热搅拌过程中，搅拌速率为500~550rpm，加热温度为50~60℃，所述的篮式研磨机的转动速率为1400~1500rpm。
本发明采用了较高的搅拌速率，有利于提高本发明的各组分的分散性，有利于过滤除去大颗粒的物质，而且有助于提高本发明的耐磨能力，从而提高本发明油墨的质量。
本发明的有益效果在于：（1）本发明具有良好的附着能力（2）本发明具有良好的耐磨能力（3）本发明使用的有机试剂少，有助于减少油墨对于环境和人体的损害（4）本发明的荧光效果良好而且持久。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步解释：
实施例1
一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂5份、乙二醇25份、乙酸乙酯120份、染料5份、荧光染料1份、表面活性剂2份、杀菌剂1份。
其中，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将50重量份氯化聚丙烯树脂和50重量份马来酸酐混合，然后加入150重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应3h，加热温度为100℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置20h，取出固体在55℃下干燥至恒重。
其中，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照1：3比例混合而成的混合物。
其中，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉。
其中，所述的染料采用直接黑19。
其中，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入200重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌12h，搅拌的速率为2400rpm,使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入50重量份的水中，在加热条件下搅拌2h，然后用孔径在0.5微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2h, 搅拌速率为500rpm，加热温度为50℃，然后用篮式研磨机研磨18h，所述的篮式研磨机的转动速率为1400rpm，过滤取滤液。
实施例2
一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂10份、乙二醇30份、乙酸乙酯150份、染料10份、荧光染料5份、表面活性剂3份、杀菌剂2份。
其中，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将60重量份氯化聚丙烯树脂和60重量份马来酸酐混合，然后加入200重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加2重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应5h，加热温度为105℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置18h，取出固体在60℃下干燥至恒重。
其中，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照2：5比例混合而成的混合物。
其中，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉。
其中，所述的染料采用直接黑19。
其中，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入250重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌12h，搅拌的速率为2400rpm,使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入100重量份的水中，在加热条件下搅拌2h，然后用孔径在0.6微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2h, 搅拌速率为500rpm，加热温度为50℃，然后用篮式研磨机研磨18h，所述的篮式研磨机的转动速率为1400rpm，过滤取滤液。
实施例3
一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂45份、丙烯酸树脂5份、乙二醇25份、乙酸乙酯120份、染料10份、荧光染料5份、表面活性剂3份、杀菌剂2份。
其中，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将60重量份氯化聚丙烯树脂和50重量份马来酸酐混合，然后加入200重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应3h，加热温度为100℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置18h，取出固体在55℃下干燥至恒重。
其中，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照1：3比例混合而成的混合物。
其中，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉。
其中，所述的染料采用直接黑19。
其中，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入200重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌10h，搅拌的速率为2400rpm,使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入50重量份的水中，在加热条件下搅拌2h，然后用孔径在0.5微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2h, 搅拌速率为500rpm，加热温度为50℃，然后用篮式研磨机研磨18h，所述的篮式研磨机的转动速率为1400rpm，过滤取滤液。
实施例4
一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂45份、丙烯酸树脂7份、乙二醇27份、乙酸乙酯130份、染料7份、荧光染料3份、表面活性剂2份、杀菌剂1份。
其中，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将50重量份氯化聚丙烯树脂和50重量份马来酸酐混合，然后加入200重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应3h，加热温度为100℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置18h，取出固体在55℃下干燥至恒重。
其中，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照1：3比例混合而成的混合物。
其中，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉。
其中，所述的染料采用直接黑19。
其中，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入200重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌12h，搅拌的速率为2800rpm,使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入100重量份的水中，在加热条件下搅拌2h，然后用孔径在0.5微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2h, 搅拌速率为500rpm，加热温度为50℃，然后用篮式研磨机研磨18h，所述的篮式研磨机的转动速率为1400rpm，过滤取滤液。
实施例5
一种荧光油墨，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂7份、乙二醇27份、乙酸乙酯130份、染料7份、荧光染料3份、表面活性剂2份、杀菌剂1份。
其中，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将60重量份氯化聚丙烯树脂和55重量份马来酸酐混合，然后加入180重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应4h，加热温度为100℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置20h，取出固体在55℃下干燥至恒重。
其中，所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照2：5比例混合而成的混合物。
其中，所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉。
其中，所述的染料采用直接黑19。
其中，所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
一种荧光油墨的制备方法，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入250重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌12h，搅拌的速率为2800rpm,使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入50重量份的水中，在加热条件下搅拌2h，然后用孔径在0.5微米的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌3h, 搅拌速率为500rpm，加热温度为50℃，然后用篮式研磨机研磨20h，所述的篮式研磨机的转动速率为1500rpm，过滤取滤液。
下面选取实施例5作为优选例进行检测，测试油墨的导电率和粘度的数值，测试结果如下：该喷码打印油墨的粘度为3.9CP/25℃ (BROOKFIELD DV-E，转子S00)，导电率为750μS(HANNA HI98331)。
将实施例5制备的高耐磨喷码打印油墨，聚乙烯底材，涂层厚度为12μm，在1000W的高压汞灯、距离25cm辐照后即可得固化的涂膜，测定其附着力为0.008N/mm2，耐磨性能按GB/T7706-2008测试，然后在信息喷印处负载700克的重量，往返摩擦20次，打印的信息没有发生脱落。
因此本发明具有良好的附着力和耐磨能力，在聚乙烯材料上使用效果良好。

Claims (9)

1.一种荧光油墨，其特征在于，包括以下重量份的组分：改性氯化聚丙烯树脂45~50份、丙烯酸树脂5~10份、乙二醇25~30份、乙酸乙酯120~150份、染料5~10份、荧光染料1~5份、表面活性剂2~3份、杀菌剂1~2份。
2.根据权利要求1所述的一种荧光油墨，其特征在于，所述的改性氯化聚丙烯树脂经过以下处理：将50~60重量份氯化聚丙烯树脂和50~60重量份马来酸酐混合，然后加入150~200重量份的甲苯，缓慢加热使其完全溶解，在冷凝回流和搅拌的条件下滴加1~2重量份的过氧化苯甲酰，在加热下静置反应3~5h，加热温度为100~105℃，随后加入丙酮使得改性产物沉淀，静置18~20h，取出固体在55~60℃下干燥至恒重。
3.根据权利要求1所述的一种荧光油墨，其特征在于：所述的表面活性剂为脂肪酸甲酯乙氧基化物和脂肪酸聚氧乙烯酯按照1：3~2：5比例混合而成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种荧光油墨，其特征在于：所述的荧光染料采用蓝色有机荧光粉、黄色有机荧光粉、红色有机荧光粉、绿色有机荧光粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种荧光油墨，其特征在于：所述的染料采用直接黑19，直接黑168，酸性黄23，酸性红52，酸性蓝9中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种荧光油墨，其特征在于：所述的杀菌剂采用十二烷基二甲基苄基氯化铵。
7.根据权利要求1所述的一种荧光油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
（1）将改性氯化聚丙烯树脂和醛酮树脂加入到乙酸丁酯中，混合均匀后，在搅拌条件下加入200~250重量份的水中，待其完全溶解后，然后搅拌10~12h，使其乳化；
（2）将染料、荧光染料、杀菌剂和乙二醇加入50~100重量份的水中，在加热条件下搅拌2~3h，然后用孔径在0.5~0.6微米之间的过滤膜过滤，将滤液加入步骤（1）的溶液中，然后加入抗静电剂继续搅拌2~4h,然后用篮式研磨机研磨18~20h，过滤取滤液。
8.根据权利要求7所述的一种荧光油墨的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中所述的搅拌的速率为2400~2800rpm。
9.根据权利要求7所述的一种荧光油墨的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）加热搅拌过程中，搅拌速率为500~550rpm，加热温度为50~60℃，所述的篮式研磨机的转动速率为1400~1500rpm。
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