CN108329748A - 水性聚氨酯uv环保胶印油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性聚氨酯UV环保胶印油墨，包括以下重量百分比的组分：颜料10‑20％，丙烯酸酯乳液连接料30‑35％，水性聚氨酯丙烯酸酯连结料15‑20％，异丙醇5‑15％，光引发剂2‑5％，增稠剂2‑5％，填料5‑20％和去离子水8％‑12％。本发明通过将水性聚氨酯丙烯酸树脂添加到UV环保胶印油墨，水性聚氨酯丙烯酸酯具有高效、环保和涂膜性能优异等优点；增稠剂使得施工中防止出现流挂现象，且能使产品贮存稳定，制备出适合高速印刷的水性聚氨酯UV环保胶印油墨。该UV环保胶印油墨适应性广，可以解决高速印刷难的问题，因此，在彩票、票据、各类书籍、报纸和烟包等产品中适用性强，可以大大加快印刷速度，同时不影响印品的质量。

Description

水性聚氨酯UV环保胶印油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于印刷油墨技术领域，涉及一种水性聚氨酯UV环保胶印油墨，更具体的说，涉及一种适合高速印刷的水性聚氨酯UV环保胶印油墨及其制备方法。

背景技术

日常生活中，人们大量使用印刷制品，如彩票、烟包、各类包装盒等，也大量接触报纸、杂志和书等，这些产品上都具有印刷油墨。UV胶印油墨是通过紫外线辐射作用，依靠光引发剂吸收辐射能后形成的自由基或者阳离子，引发单体和齐聚物发生聚合、交联和接枝反应，形成交联的立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化。大多数的UV胶印油墨是由环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸脂单体、光引发剂、填料、以及有机颜料所组成。由于UV胶印油墨具有传统油性油墨无法比拟的优势，越来越引起印刷行业的普遍重视，被广泛用于烟包、酒包、化妆品包装、药品包装和不干胶商标等多方领域。

传统UV胶印油墨采用由于要兼顾颜料润湿性，故而多选用不饱和聚酯树脂和环氧丙烯酸树脂作为主体树脂，但是该类树脂有个通病，其干燥速度有限，油墨触变性不够，骨架不好，环保不达标等很难适用于高速印刷。

随着彩印行业的发展，市场竞争越来越激烈，人们对高效印刷的要求越来越迫切。因此，研究适合于高速印刷的UV环保胶印油墨就显得更有意义、更为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合高速印刷的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其可以适用于高速轮转印刷机和高速平版印刷胶印机，印刷速度可以达到180m/min和20000张/h。

本发明的另一目的是提供该适合高速印刷的水性聚氨酯UV环保胶印油墨的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水性聚氨酯UV环保胶印油墨，包括以下重量百分比的组分：

优选的，按重量百分比计，所述水性聚氨酯UV环保胶印油墨还包括0.2-3％的助剂。

优选的，所述助剂选自流平剂、分散剂、润湿剂和平滑剂中的一种或者多种。所述流平剂、分散剂、润湿剂和平滑剂可选择本领域常用的助剂。例如：UV流平剂、UV分散剂、油墨专用消泡剂德谦6800、油墨助剂tego2100，更优选的，助剂的重量百分比为1-3％。

优选的，所述颜料选自炭黑、钛白、洋红、酞青兰、联苯胺黄和黑烟中的一种或者多种。本领域技术人员可以根据实际颜色的需要，选择各种颜料，或各种颜料的混合比例。

优选的，所述丙烯酸酯乳液连接料是紫外光固化的丙烯酸类乳液，选自环氧丙烯酸乳液、多元醇改性环氧丙烯酸乳液、脂肪酸改性环氧丙烯酸乳液、聚酯丙烯酸聚氨酯乳液、聚醚改性丙烯酸聚氨酯乳液、脂肪酸改性丙烯酸聚氨酯乳液和环氧大豆油丙烯酸乳液中的一种或者多种。更具体的，所述丙烯酸酯乳液连接料选自巴斯夫BASF DS3570和ECO338。

优选的，所述水性聚氨酯丙烯酸酯连结料是综合了水性聚氨酯树脂和丙烯酸酯树脂各自的优点，使得该体系具有高效、环保和涂膜性能优异等优点。合成制备主要是通过以酸类单体对聚酯聚醚类端异氰酸酯预聚物进行封端来实现的。主要有长兴化学工业(中国)有限公司的8928-2A、温州市恒立新材料有限公司的HL-2216。该水性聚氨酯丙烯酸酯连结料具有较高的颜料润湿性及印刷适应性。

优选的，光引发剂为裂解型自由基光引发剂，选自偶酰缩酮衍生物、酰基膦氧化物和胺烷基苯酮中的一种或者多种，例如1173、TPO、BMS等。光引发剂在油墨中的重量百分数范围是2-5％。光引发剂主要有美国百吉化学光引发剂TPO和巴斯夫BASF光引发剂TPO。

优选的，所述增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。对于黏度较低的水性涂料来说，是非常重要的一类助剂。选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或者多种。增稠剂又称凝胶剂或水溶胶，主要有美国陶氏RM-895增稠剂和广州冠志新材料科技有限公司的OS-6040。

在水体系中，当增稠剂达到一定浓度后，亲油端基缔合形成胶束；在水基高分子体系中，增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合，以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。增稠剂是一种流变助剂，不仅可以使涂料增稠，防止施工中出现流挂现象，而且能赋予涂料优异的机械性能和贮存稳定性。对于黏度较低的水性涂料来说，是非常重要的一类助剂。

优选的，所述填料选自碳酸钙、二氧化硅和蜡粉中的一种或几种。

异丙醇为正丙醇的同分异构体，别名为二甲基甲醇、2-丙醇，行业中也作IPA。它是无色透明液体，有似乙醇和丙酮混合物的气味，溶于水，也溶于醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂。异丙醇是重要的化工产品和原料。

本发明还提供了水性聚氨酯UV环保胶印油墨的制备方法，包括以下步骤：

1)将水性聚氨酯丙烯酸酯连结料、丙烯酸酯乳液连接料、异丙醇、光引发剂添加入去离子水中，经高速搅拌机分散直至发热到全部溶解，制备成半成品A；

2)在半成品A中，添加入颜料、填料、增稠剂、流平剂、分散剂、润湿剂和平滑剂，充分搅拌直至分散均匀，制成半成品B；

3)将半成品B在三辊机上进行研磨至5微米以下细度，装罐，得到水性聚氨酯UV环保胶印油墨。

本发明的有益效果是：本发明通过将水性聚氨酯丙烯酸树脂添加到UV环保胶印油墨，并对UV环保胶印油墨的配方进行了适应性改进，配方中所添加的水性聚氨酯丙烯酸酯具有高效、环保和涂膜性能优异等优点；所添加的增稠剂使得施工中防止出现流挂现象，且能使产品贮存稳定，因此生产出适合高速印刷的水性聚氨酯UV环保胶印油墨。该UV环保胶印油墨适应性广，可以解决高速印刷难的问题，因此，在彩票、票据、各类书籍、报纸和烟包等产品中适用性强，可以大大加快印刷速度，同时不影响印品的质量。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1-4

实施例1-4的水性聚氨酯UV环保胶印油墨的各组分的重量百分比配料如下表1所示。

表1实施例1-4的水性聚氨酯UV环保胶印油墨的各组分配料

实施例1-4的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，按以下方法制备：

1)将水性聚氨酯丙烯酸酯连结料、丙烯酸酯乳液连接料、异丙醇、光引发剂添加入去离子水中，经高速搅拌机以800-1000r/min的速率分散直至发热到全部溶解，制备成半成品A；

2)在半成品A中，添加入颜料、填料、增稠剂和分散剂，以300-500r/min的速率充分搅拌直至分散均匀，制成半成品B；

3)将半成品B在三辊机上进行研磨至5微米以下细度，装罐，得到水性聚氨酯UV环保胶印油墨。

将实施例1-4的水性聚氨酯UV环保胶印油墨进行性能测定，所得结果如表2所示。

表2实施例1-4的水性聚氨酯UV环保胶印油墨的性能测定结果

将本发明制备的水性聚氨酯UV环保胶印油墨用高速轮转印刷机印刷，速率为200m/min，印好后的纸张在紫外高压汞灯照射下观察，印品表面干燥，线条光滑，图像饱满印记附着好，印品颜色饱满，线条清晰，干燥彻底，可以达到印品要求。

其他实验组参照上述步骤分别制备出各实验组的产品，同样的条件印刷速度可以分别达到200m/min、200m/min、220m/min、180m/min。

用高速平版胶印印刷机印刷，速率为22000张/h，印好后的纸张在紫外高压汞灯照射下印品表面干燥，线条光滑，图像饱满印记附着好，可以达到印品要求。

其他实验组参照上述步骤分别制备出各实验组的产品，同样的条件印刷速度可以分别达到20000张/h、20000张/h、22000张/h、18000张/h。

Claims (10)

1.一种水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，按重量百分比计，所述水性聚氨酯UV环保胶印油墨还包括0.2-3％的助剂。

3.根据权利要求2所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述助剂选自流平剂、分散剂、润湿剂和平滑剂中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述颜料选自炭黑、钛白、洋红、酞青兰、联苯胺黄和黑烟中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述丙烯酸酯乳液连接料是紫外光固化的丙烯酸类乳液，选自环氧丙烯酸乳液、多元醇改性环氧丙烯酸乳液、脂肪酸改性环氧丙烯酸乳液、聚酯丙烯酸聚氨酯乳液、聚醚改性丙烯酸聚氨酯乳液、脂肪酸改性丙烯酸聚氨酯乳液和环氧大豆油丙烯酸乳液中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述水性聚氨酯丙烯酸酯连结料通过酸类单体对聚酯聚醚类端异氰酸酯预聚物进行封端来制备，选自长兴化学工业(中国)有限公司的8928-2A或温州市恒立新材料有限公司的HL-2216。

7.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，光引发剂为裂解型自由基光引发剂，选自偶酰缩酮衍生物、酰基膦氧化物和胺烷基苯酮中的一种或者多种。

8.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述增稠剂选自无机增稠剂、纤维素类增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或者多种。

9.根据权利要求1所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、二氧化硅和蜡粉中的一种或几种。

10.权利要求1-9中任一项所述的水性聚氨酯UV环保胶印油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将水性聚氨酯丙烯酸酯连结料、丙烯酸酯乳液连接料、异丙醇、光引发剂添加入去离子水中，经高速搅拌机分散直至发热到全部溶解，制备成半成品A；

2)在半成品A中，添加入颜料、填料、增稠剂、流平剂、分散剂、润湿剂和平滑剂，充分搅拌直至分散均匀，制成半成品B；

3)将半成品B在三辊机上进行研磨至5微米以下细度，装罐，得到水性聚氨酯UV环保胶印油墨。