CN108395763A - 一种改性铝颜料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性铝颜料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油墨技术领域，尤其是涉及一种改性铝颜料及其制备方法和应用。所述改性铝颜料的制备方法，包括如下步骤：将丙烯酸类单体、交联剂、引发剂和铝粉分散于无水溶剂中进行聚合反应，得到所述改性铝颜料；将所述铝粉偶联预处理，使其表面接枝含双键的硅烷偶联剂。本发明先对铝粉进行初步改性，在铝粉表面接枝含双键的偶联剂，然后再加入丙烯酸类单体，在铝粉表面进行自由基聚合反应，使聚合反应围绕铝粉进行，得到包覆在铝粉表面的聚合物层，提高化学稳定性和分散性，避免铝颜料的团聚和沉降，制备得到的铝颜料的粒径介于15‑24μm，提高其用于油墨中的转移率，并且呈现优良的金属光泽。

Description

一种改性铝颜料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，尤其是涉及一种改性铝颜料及其制备方法和应用。
背景技术
随着近现代商品经济的飞速发展，精美的印刷图文带来的宣传和美化效应对于提高商品附加值和市场竞争力起到了不可忽视的作用，是实现商品价值和使用价值的重要手段。铝粉颜料是一种广泛使用的金属颜料，其具有独特的金属闪光效果，常用于制备银色油墨，在印刷包装领域具有重要地位。目前，占据我国印刷包装业市场份额最大的油墨为凹印油墨，其中大量品种为采用醇类化合物作为溶剂的溶剂型凹印油墨，具有易燃、易爆等危险性，并且在生产和使用的过程中会排放大量挥发性有机化合物(volatile organiccompounds，VOCs)，因而对大气环境和从业者身体健康造成了巨大压力。
为了顺应环境保护的生态文明理念，环境友好的水性油墨正在成为印刷工业中最重要的品种之一。水性油墨以水取代有机溶剂作为连续相，在印刷过程中大大降低了VOCs的排放，具有低毒、低燃、绿色安全的优势，拥有巨大的市场需求和发展潜力。然而，目前国内广泛使用的水性银色油墨并非真正意义上的纯水型油墨，其中仍含酯类和醇类有机溶剂，其原因之一在于使油墨体系保持良好的分散性、流平性和表面张力，原因之二在于金属铝能与水发生氧化还原反应，水被还原释放出氢气，金属铝被氧化后明亮的金属色泽被削弱，光泽度下降，因而必须添加相当比例的酯类和醇类化合物以满足铝粉颜料的防腐要求。除此之外，油墨中的铝粉颜料易于发生团聚和沉降，导致其粒度分布和分散性发生变化，难以满足印刷工艺的要求。
综上所述，针对目前市场上广泛使用的铝粉颜料，开发易于大规模工业化的改性方法，使铝粉颜料在纯水型油墨体系中具有良好的化学稳定性和分散性，满足油墨和承印物印刷适性，并且使印品呈现良好的金属光泽，在生产和使用过程中减少氨和VOCs排放，是现阶段纯水型银色凹印油墨研制中亟待解决的技术瓶颈。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种改性铝颜料的制备方法，所述改性铝颜料的制备方法，采用自由基聚合法在铝粉表面包覆聚合物层，包覆的聚合物层厚度小，并具有良好的分散性；反应过程不使用表面活性剂和分散剂，产物无需纯化，且制备得到的改性铝颜料的光泽度好；在生产过程中能够减少氨和VOCs排放，绿色环保。
本发明的第二目的在于提供一种改性铝颜料，所述改性铝颜料的粒径介于15-24μm之间，提高其用于油墨中的转移率，并且呈现优良的金属光泽。
本发明的另一目的在于提供一种改性铝颜料在凹印油墨中的应用，所述改性铝颜料在纯水性的凹印油墨中能够形成长期稳定的均匀体系，具有良好的分散性和稳定性，且印品光泽度在48.0以上。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种改性铝颜料的制备方法，包括如下步骤：
将丙烯酸类单体、交联剂、引发剂和铝粉分散于无水溶剂中进行聚合反应，得到所述改性铝颜料。
优选的，将所述铝粉偶联预处理，使其表面接枝含双键的硅烷偶联剂。
本发明的改性铝颜料的制备方法中，先对铝粉进行初步改性，在铝粉表面接枝含双键的偶联剂，然后再加入丙烯酸类单体，在铝粉表面进行自由基聚合反应，使聚合反应围绕铝粉进行，得到包覆在铝粉表面的聚合物层；并且预先接枝含双键的偶联剂，偶联剂一端与铝粉表面紧密连接，另一端的双键与单体聚合反应形成聚合物层，使丙烯酸类聚合物层均匀固定在铝粉周围，提高化学稳定性和分散性，避免铝颜料的团聚和沉降。并且，在铝粉表面包覆聚合物，能够有效避免铝粉与水接触发生反应导致的水被还原释放出氢气，金属铝被氧化后失去金属色泽，印品光泽度下降的后果。
本发明通过偶联剂对铝粉表面的改性，通过一次聚合即在铝粉表面形成均匀包覆的聚合物层，聚合物层厚度小，制备得到的铝颜料的粒径介于15-24μm，提高其用于油墨中的转移率，并且呈现优良的金属光泽。
本发明的改性铝颜料的表面均匀包覆有丙烯酸类聚合物层，亲水性和相容性好，用于油墨时不需要使用含有可挥发性有机物的溶剂，可用于制备纯水性油墨，具有良好的环保指标。
现有技术中，对铝粉包覆时，在聚合反应过程中加入分散剂或表面活性剂，产物需要纯化，并且残留的分散剂和表面活性剂会影响油墨体系的印刷适应性。本发明不添加分散剂和表面活性剂，产物无需纯化。
优选的，按重量份数计将丙烯酸类单体80-95份、交联剂5-20份、引发剂1-3份、铝粉200-500份分散于无水溶剂8000-12000份中进行聚合反应。更优选的，按重量份数计将丙烯酸类单体80份、交联剂20份、引发剂2.6份、铝粉500份分散于无水溶剂8000-9000份中进行聚合反应。
优选的，所述聚合反应包括：加热回流反应，反应过程中蒸出溶剂得到固体和残留溶剂，将固体洗涤干燥得到所述改性铝颜料。采用上述聚合方法，随着反应的进行，可溶的单体和交联剂在偶联剂分子修饰的铝粉颜料表面生成不溶的聚合物，由于溶剂不断从反应体系中蒸馏出来，溶液中的单体和交联剂可以一直维持较高的浓度，因而聚合时间短，通常在60分钟以内即可结束反应；此外，在反应中除了必要的反应物之外，无需添加任何稳定剂和其他助剂，产物经过简单的洗涤和干燥即可完成纯化，适合大量制备。更优选的，所述聚合反应中加热回流反应15-60min。进一步优选的，加热回流反应30min。
优选的，所述聚合反应后通过离心分离收集固体，所述离心的转速为5000-7000rpm/min，离心的时间为3-10min。更优选的，所述离心的转速为6000rpm/min，离心的时间为5min。
优选的，所述聚合反应的洗涤包括：依次用水、乙腈、丙酮各洗涤3次。
优选的，所述聚合反应的干燥包括：于110-130℃条件下干燥至恒重。更优选的，于120℃条件下干燥至恒重。
优选的，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸。
优选的，所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
优选的，所述引发剂包括偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或两种。
优选的，所述无水溶剂包括无水乙腈、无水二氧六环、无水乙酸乙酯和无水正戊烷中的一种或多种。
乙腈既能够溶解单体，又能够使聚合反应形成的聚合物从乙腈溶剂中沉析出来。
优选的，偶联预处理的方法包括：将铝粉分散于稀释的含双键的硅烷偶联剂的溶液中，加热回流反应，反应后收集固体，洗涤干燥得到偶联预处理的铝粉。更优选的，所述偶联预处理中的加热回流反应15-60min。进一步优选的，加热回流反应30min。
优选的，所述硅烷偶联剂包括甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯。
硅烷类偶联剂的分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料化学结合的反应基团，硅烷类偶联剂的加入能够改善铝粉在树脂中的分散性及粘合力，改善铝粉与树脂之间的相容性，从而改善其配制得到的油墨的粒度分布和流平性等。
优选的，所述稀释的含双键的硅烷偶联剂的溶液中，含双键的硅烷偶联剂的质量浓度为0.5-2％，优选为1％。更优选的，所述稀释的含双键的硅烷偶联剂的溶液的溶剂包括甲醇和乙醇中的一种或两种。
优选的，所述偶联预处理反应后通过离心分离收集固体，所述离心的转速为5000-7000rpm/min，离心的时间为3-10min。更优选的，所述离心的转速为6000rpm/min，离心的时间为5min。
优选的，所述偶联预处理的洗涤包括：用甲醇或乙醇洗涤3次。
优选的，所述偶联预处理的干燥包括：于110-130℃条件下干燥0.5-3h。更优选的，于120℃条件下干燥1h。
优选的，所述铝粉与所述硅烷偶联剂的质量比为(2-10)﹕(1-4)。更优选的，所述铝粉与所述含双键的硅烷偶联剂的质量比为(5-6)﹕1，进一步优选为5.4﹕1。
本发明还提供了一种所述改性铝颜料的制备方法制备得到的改性铝颜料。所述铝颜料的粒径介于15-24μm之间，能够有效提高其用于油墨中的转移率，并且呈现优良的金属光泽。
本发明还提供了一种所述改性铝颜料的应用，所述改性铝颜料用于制备凹印油墨。
所述改性铝颜料在纯水性的凹印油墨中能够形成长期稳定的均匀体系，具有良好的分散性和稳定性，且印品光泽度在48.0以上。
优选的，所述凹印油墨包括基墨和成膜树脂，所述基墨包括所述改性铝颜料、研磨树脂、消泡剂和水。
优选的，所述基墨和成膜树脂的质量比为1﹕(0.8-1.2)。
优选的，所述基墨按重量份数计包括研磨树脂100-200份、改性铝颜料50份、消泡剂4-6份和水40-50份。更优选的，所述基墨按重量份数计包括研磨树脂150份、改性铝颜料50份、消泡剂5份和水45份。
优选的，所述研磨树脂包括AZR丙烯酸树脂、HPD 96丙烯酸树脂和BT-20丙烯酸树脂中的一种或多种。
优选的，所述消泡剂包括TEGO Foamex 810、Sag 471、Balab 748中的一种或多种。
优选的，所述成膜树脂包括成膜树脂813、成膜树脂503、成膜树脂Joncryl S-2916、成膜树脂Joncryl S-2919、成膜树脂Joncryl 90、成膜树脂Joncryl 8052、成膜树脂Joncryl 624和成膜树脂Joncryl 142中的一种或多种。
优选的，所述凹印油墨的制备方法包括：将研磨树脂、改性铝颜料、消泡剂和水混合搅拌均匀配制成基墨，向基墨中加入成膜树脂，搅拌均匀得到所述凹印油墨。
优选的，制备基墨时的搅拌速度为200-400rpm/min，搅拌时间为60-120min。更优选的，制备基墨时的搅拌速度为300rpm/min，搅拌时间为90min。
优选的，加入成膜树脂后的搅拌速度为200-400rpm/min，搅拌时间为30-60min。更优选的，加入成膜树脂后的搅拌速度为300rpm/min，搅拌时间为45min。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的改性铝颜料的制备过程中，不使用氨和苯系物溶剂，产物中的卤代烃、苯系物、氨及其化合物、重金属和挥发性有机物的含量符合HJ/T 371-2007要求，具有绿色环保的优势；
(2)本发明的改性铝颜料的制备方法，采用自由基聚合法包覆聚合物层，反应过程中不使用表面活性剂和分散剂，产物无需纯化，包覆的聚合物层厚度小，粒径介于15-24μm；
(3)本发明的改性铝颜料在纯水性油墨体系中能够形成长期稳定的均匀体系，具有良好的分散性和稳定性，经过TC-108DPA型光泽度仪测试，印品光泽度在48.0以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为检测本发明实施例1制备得到的改性铝颜料挥发气体成分(VOCs)的GC图谱；
图2为本发明实施例1制备得到的改性铝颜料的粒径分布图；
图3为本发明实施例1制备得到的改性铝颜料的扫描电镜照片；
图4为检测本发明实施例2制备得到的改性铝颜料挥发气体成分(VOCs)的GC图谱；
图5为本发明实施例2制备得到的改性铝颜料的粒径分布图；
图6为本发明实施例2制备得到的改性铝颜料的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例所述的改性铝颜料的制备方法，包括如下步骤：
称取铝粉5.4g、甲基丙烯酸单体0.864g、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺交联剂0.216g和偶氮二异丁腈引发剂0.028g分散于120mL无水乙腈溶剂中，加入至250mL三口烧瓶中，三口烧瓶的三口依次连接垂刺分馏柱、直形冷凝管和接收瓶。将上述混合物在搅拌条件下加热至90℃后回流反应30min，随后在30min内蒸出溶剂直至烧瓶内仅有固体和少量液体时，使用离心机分离收集固体，依次使用水、乙腈、丙酮洗涤固体各三次，离心机的转速为6000rpm/min，离心时间5min。将洗涤后的固体置于120℃的真空烘箱中干燥至恒重，得到所述改性铝颜料。
对上述改性铝颜料产物进行了VOCs总量分析、粒径分析和扫描电镜分析，分析方法如下：
VOCs分析：使用Agilent 7890A型气相色谱仪对产物中的乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、丁醇、苯、丙二醇甲醚、乙酸正丙酯、4-甲基-2-戊酮、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、环己酮等18种挥发性有机物进行检测。使用分析天平准确称量约0.04g-0.08g样品于20mL顶空瓶中，加入1mL三醋酸甘油酯，密封后使用Agilent 7694E型顶空进样仪进样测试。本测试采用标准曲线法进行定量分析，顶空进样条件、色谱条件和标准曲线的制作参考《GB/T26395-2011水性烟包凹印油墨》标准所述方法。
粒径分析：取少量样品加入去离子水后超声分散，使用Microtrac S3500型激光粒度仪测试粒度分布曲线中累积分布为95％时的最大颗粒的等效直径。
扫描电镜分析：取少量样品分散于无水乙醇中，用滴管吸取适量分散液滴加在硅片上，常温下真空干燥至恒重后进行表面喷金处理，使用Hitachi SU8020型扫描电子显微镜观察样品的表面形貌。
请参阅图1、图2和图3，其分别是本实施例制备得到的改性铝颜料的GC图谱、粒径分布图和扫描电镜照片。其中，图1的GC图谱对应数据见下表1。
表1实施例1制备得到的改性铝颜料的挥发性有机物GC图谱数据
实施例2
本实施例所述的改性铝颜料的制备方法，包括如下步骤：
(a)配制100mL质量浓度为1％的甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯/甲醇溶液，向其中加入5.4g铝粉，加入三口瓶中，加热至沸腾后回流反应30min。反应结束后使用离心机分离收集固体，并用甲醇洗涤三次，离心机的离心转速为6000rpm/min，离心时间5min。洗涤后的固体置于真空烘箱中在120℃干燥1h，得到偶联处理的铝粉。
(b)称取步骤(a)得到的偶联处理的铝粉5.4g、甲基丙烯酸单体0.864g、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺交联剂0.216g和偶氮二异丁腈引发剂0.028g分散于120mL无水乙腈溶剂中，加入至250mL三口烧瓶中，三口烧瓶的三口依次连接垂刺分馏柱、直形冷凝管和接收瓶。将上述混合物在搅拌条件下加热至90℃后回流反应30min，随后在30min内蒸出溶剂直至烧瓶内仅有固体和少量液体时，使用离心机分离收集固体，依次使用水、乙腈、丙酮洗涤固体各三次，离心机的转速为6000rpm/min，离心时间5min。将洗涤后的固体置于120℃的真空烘箱中干燥至恒重，得到所述改性铝颜料。
请参阅图4、图5和图6，其分别是本实施例制备得到的改性铝颜料的GC图谱、粒径分布图和扫描电子显微镜照片。测试方法与实施例1所述的测试方法相同。其中，图1的GC图谱对应数据见下表2。
表2实施例2制备得到的改性铝颜料的挥发性有机物GC图谱数据
实施例3
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用乙烯基三乙氧基硅烷作为偶联剂对铝粉表面改性。
实施例4
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用乙烯基三甲氧基硅烷作为偶联剂对铝粉表面改性。
实施例5
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷作为偶联剂对铝粉表面改性。
实施例6
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，所述稀释的偶联剂的溶液中，偶联剂的质量浓度为2％。
实施例7
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，所述稀释的偶联剂的溶液中，偶联剂的质量浓度为0.5％。
实施例8
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，对铝粉进行偶联处理时，所述铝粉与所述硅烷偶联剂的质量比为2﹕1。
实施例9
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，对铝粉进行偶联处理时，所述铝粉与所述硅烷偶联剂的质量比为10﹕1。
实施例10
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，对铝粉进行偶联处理时，所述铝粉与所述硅烷偶联剂的质量比为1﹕2。
实施例11
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，丙烯酸类单体为丙烯酸和丙烯酸甲酯按质量比1﹕1混合。
实施例12
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，丙烯酸类单体为甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯按质量比1﹕1混合。
实施例13
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯。
实施例14
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用聚氨酯丙烯酸酯作为交联剂。
实施例15
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用环氧丙烯酸酯作为交联剂。
实施例16
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，采用过氧化苯甲酰作为引发剂。
实施例17
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，步骤(b)中的溶剂为无水二氧六环。
实施例18
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，步骤(b)中，丙烯酸类单体0.972g、交联剂0.108g、引发剂0.022g、偶联处理的铝粉3.24g和溶剂164mL。
实施例19
参照实施例2所述制备方法制备改性铝颜料，区别仅在于，步骤(b)中，丙烯酸类单体1.026g、交联剂0.054g、引发剂0.011g、偶联处理的铝粉2.16g和溶剂124mL。
实施例20
按照表3的比例混合各组分，制备得到所述凹印油墨。所述制备方法包括如下步骤：
按表3的比例称取实施例1或2中制备得到的铝颜料、研磨树脂、去离子水和消泡剂，机械搅拌在300rpm/min转速下搅拌90min，得到基墨。
向基墨中按表3的比例加入成膜树脂，机械搅拌在300rpm/min转速下搅拌45min，得到所述纯水性凹印油墨。
表3不同凹印油墨的组分成分
比较例1
称取5g未经处理的铝粉，参考实施例20的方法，加入15g的AZR研磨树脂、4.5g去离子水和0.5g的TEGO Foamex 810消泡剂，机械搅拌在300rpm/min转速下搅拌90min，得到基墨。向基墨中加入25g的813成膜树脂，机械搅拌在300rpm/min转速下搅拌45min，得到凹印油墨。
比较例2
市售的非纯水性的凹印油墨，其配方为：铝粉颜料、水、酯类溶剂(乙酸乙酯)、醇类溶剂、酯溶性树脂(酯溶性聚氨酯)和其他常规助剂。
实验例1
将本发明实施例1-19中制备得到的改性铝颜料的粒径分布进行了测试，采用激光粒度仪测试，结果如下表4所示。
表4不同处理的改性铝颜料的粒径分布
实验例2
为了对比说明本发明实施例20和比较例1-2制备得到的几组凹印油墨的性能，进行以下测试，测试结果如下表5。
(1)打样
使用铜版纸在凹印打样机上进行打样，打样速度为50米/分钟，油墨干燥后取下样条。
(2)粒度的测量
取少量油墨用去离子水稀释，使用Microtrac S3500型激光粒度仪测试粒度分布曲线中累积分布为95％时的最大颗粒的等效直径。
(3)表面张力的测量
使用KRUSS K100表面张力仪进行测量，在室温条件下每个样品测试三次，计算平均值。
(4)粘度的测量
测试方法参考《GBT 13217.4-2008液体油墨粘度检验方法》中“察恩杯粘度计法”，使用3号察恩杯测试油墨样品的黏度。每个样品测试三次，计算平均值。
(5)流平性测试
采用目测方法检查油墨在铜版纸上的流平性，根据墨层表面状态分为五个等级：“表面出现乱纹”定义为一级，“表面不平整”定义为二级，“表面未表现出显著不平整”定义为三级，“表面平滑有斑”定义为四级，“表面完全流平”定义为五级。
(6)光泽度的测量
使用TC-108DPA型光泽度仪，在室温的条件下在75度测量角测量样条的光泽度，每个样品测试三次，计算平均值。
(7)VOCs总量的检测
实施例20和比较例1：使用Agilent 7890A型气相色谱仪对油墨样品中的VOCs进行检测。检测方法采用《GB/T26395-2011水性烟包凹印油墨》标准中附录B所述方法。
比较例2：检测方法采用《HJ/371-2007环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨》标准中附录E所述方法。
表5不同处理的凹印油墨的性能测试结果
为了探究本发明实施例20和比较例1制备得到的凹印油墨的稳定性，将各个油墨配制后放置10h进行测试，包括目测油墨的分散稳定性，并参考前述测试方法将油墨打样测试，测试流平性和光泽度，测试结果见表6。
表6不同处理的凹印油墨的稳定性测试结果
由上表可知，本发明制备得到的改性铝颜料用于纯水性凹印油墨时，其粒度分布、表面张力、粘度和流平性满足凹版印刷的工艺要求，印品具有良好的光泽度；油墨和印品未检出VOCs残留，具有绿色环保的优势。
并且，本发明制备得到的改性铝颜料中，铝粉表面包覆聚合物，能够有效避免铝粉与水接触导致的光泽度下降的后果，并且聚合物层均匀固定在铝粉周围，提高铝粉的化学稳定性，颜料分散性能好，制备得到的油墨的稳定性高。且，铝粉被聚合物层包覆，不会与水接触，避免了水与铝粉的反应，从而提高了光泽度。而比较例1的油墨，在配制后立刻打样测试，从上述结果中显示，仍旧可以具有银色光泽的效果，但放置一段时间后，观察到油墨光泽度下降，明亮的金属光泽变灰暗，同时发生团聚和沉降，导致油墨分层，均匀性变差，这是因为比较例1的铝粉未经改性，铝粉会直接与水接触，水被还原释放出氢气，金属铝粉被氧化后光泽度下降，并且比较例1的铝粉直接分散在油墨中，分散稳定性不好，导致油墨均匀性差。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种改性铝颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将丙烯酸类单体、交联剂、引发剂和铝粉分散于无水溶剂中进行聚合反应，得到所述改性铝颜料；
优选的，将所述铝粉偶联预处理，使其表面接枝含双键的硅烷偶联剂。
2.根据权利要求1所述的改性铝颜料的制备方法，其特征在于，按重量份数计将丙烯酸类单体80-95份、交联剂5-20份、引发剂1-3份、铝粉200-500份分散于无水溶剂8000-12000份中进行聚合反应；
优选的，按重量份数计将丙烯酸类单体80份、交联剂20份、引发剂2份、铝粉500份分散于无水溶剂8000-9000份中进行聚合反应；
优选的，所述聚合反应包括：加热回流反应，反应结束后蒸出溶剂，收集固体，洗涤干燥得到所述改性铝颜料；
优选的，所述聚合反应中，加热回流反应15-60min；
优选的，所述聚合反应后通过离心分离收集固体；
更优选的，所述离心的转速为5000-7000rpm/min，离心的时间为3-10min；
优选的，所述聚合反应的洗涤包括：依次用水、乙腈、丙酮洗涤；
优选的，所述聚合反应的干燥包括：于110-130℃条件下干燥至恒重。
3.根据权利要求1所述的改性铝颜料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种；
优选的，所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸。
4.根据权利要求1所述的改性铝颜料的制备方法，其特征在于，所述交联剂包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、聚氨酯丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的一种或多种；
优选的，所述无水溶剂包括无水乙腈、无水二氧六环、无水乙酸乙酯和无水正戊烷中的一种或多种；
优选的，所述引发剂包括偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或两种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的改性铝颜料的制备方法，其特征在于，偶联预处理的方法包括：将铝粉分散于稀释的含双键的硅烷偶联剂的溶液中，加热回流反应，反应后收集固体，洗涤干燥得到偶联预处理的铝粉；
优选的，所述硅烷偶联剂包括甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或多种；
更优选的，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯；
优选的，所述稀释的含双键硅烷偶联剂的溶液中，硅烷偶联剂的质量浓度为1-4％；
优选的，所述稀释的含双键硅烷偶联剂的溶液的溶剂包括甲醇和乙醇中的一种或两种；
优选的，所述偶联预处理中，加热回流反应15-60min；
优选的，所述偶联预处理反应后通过离心分离收集固体；
更优选的，所述离心的转速为5000-7000rpm/min，离心的时间为3-10min；
优选的，所述偶联预处理的洗涤包括：用甲醇或乙醇洗涤；
优选的，所述偶联预处理的干燥包括：于110-130℃条件下干燥0.5-3h。
6.根据权利要求5所述的改性铝颜料的制备方法，其特征在于，所述铝粉与所述硅烷偶联剂的质量比为(2-10)﹕(1-4)；
优选的，所述铝粉与所述含双键的硅烷偶联剂的质量比为(5-6)﹕1；
更优选的，所述铝粉与所述含双键的硅烷偶联剂的质量比为5.4﹕1。
7.权利要求1-6任一项所述的改性铝颜料的制备方法制备得到的改性铝颜料。
8.权利要求7所述的改性铝颜料的应用，其特征在于，所述改性铝颜料用于制备凹印油墨；
优选的，所述凹印油墨包括基墨和成膜树脂，所述基墨包括所述改性铝颜料、研磨树脂、消泡剂和水；
优选的，所述基墨按重量份数计包括研磨树脂100-200份、改性铝颜料50份、消泡剂4-6份和水40-50份；
优选的，所述基墨和成膜树脂的质量比为1﹕(0.8-1.2)。
9.根据权利要求8所述的改性铝颜料的应用，其特征在于，所述研磨树脂包括AZR丙烯酸树脂、HPD 96丙烯酸树脂和BT-20丙烯酸树脂中的一种或多种；
优选的，所述消泡剂包括TEGO Foamex 810、Sag 471、Balab 748中的一种或多种；
优选的，所述成膜树脂包括成膜树脂813、成膜树脂503、成膜树脂Joncryl S-2916、成膜树脂Joncryl S-2919、成膜树脂Joncryl 90、成膜树脂Joncryl 8052、成膜树脂Joncryl624和成膜树脂Joncryl 142中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的改性铝颜料的应用，其特征在于，所述凹印油墨的制备方法包括：将研磨树脂、改性铝颜料、消泡剂和水混合搅拌均匀配制成基墨，向基墨中加入成膜树脂，搅拌均匀得到所述凹印油墨；
优选的，制备基墨时的搅拌速度为200-400rpm/min，搅拌时间为60-120min；
优选的，加入成膜树脂后的搅拌速度为200-400rpm/min，搅拌时间为30-60min。
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