CN108441025B

CN108441025B - 一种高温环保高遮盖黑色油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN108441025B
Application number: CN201810302045.2A
Authority: CN
Inventors: 黄福明; 罗志刚
Original assignee: Foshan City Greend Chemical Co ltd
Current assignee: Foshan City Greend Chemical Co ltd
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2038-04-04
Also published as: CN108441025A

Abstract

本发明公开了一种高温环保高遮盖黑色油墨及其制备方法，所述高温环保高遮盖黑色油墨包括如下质量百分比的原料：玻璃基釉40%‑60%、调墨油13%‑33%、黑色素17%‑37%。本发明中高温环保高遮盖黑色油墨制备过程中通过玻璃基釉中耐热材料的配方组合使得制备出的油墨具有很好的耐高温性，且能够适应温度急剧变化的使用环境；本发明中的高温环保高遮盖黑色油墨制备过程中采用压滤的方式去水，预防了物料的重新凝聚；采用水磨方式提高了玻璃基釉的光泽，制备出的黑色油墨光泽好，遮盖能力强，油墨涂层附着力好，耐酸碱腐蚀性能强，同时该黑色油墨制备方法简单易行，制备成本低，对环境友好，适于工业化生产。

Description

一种高温环保高遮盖黑色油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于油墨技术领域，具体涉及一种高温环保高遮盖黑色油墨及其制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，生产上对于油墨的需求量日益增加，日用品快消品、玻璃显示屏、印制线路板等领域都有很大的油墨需求量。在需求量增加的同时，对油墨的性能要求越来越严格，油墨的性能不仅取决于自身的配方和制造工艺，还受到使用环境的制约，环境的温度、湿度、压力等条件都会对油墨的性能造成很大的影响；在油墨使用过程中不仅要能够满足光泽度高、遮盖效果好、耐腐蚀性能优、使用时间长的条件，还要满足环保的要求。

申请号为201510769533.0名为《高温铝箔环保黑色油墨及其制备方法》的中国发明专利，提供了一种黑色油墨的制备方法，使用组合树脂、组合溶剂、颜料、助剂混合制备黑色油墨，虽然制备方法比较简单，但是只针对铝箔有较好的遮盖能力，使用范围受到限制。现有黑色油墨在实际应用过程中难以兼顾遮盖效果、光泽度、耐腐蚀的问题，普遍存在遮光效果差、光泽度较低的问题，或者是满足遮光效果和光泽度，但是使用过程中耐腐蚀能力差，在复杂的外界条件下不能保持很好的稳定性。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种高温环保高遮盖黑色油墨及其制备方法。本发明中高温环保高遮盖黑色油墨制备过程中通过玻璃基釉中耐热材料的配方组合使得制备出的油墨具有很好的耐高温性，且能够适应温度急剧变化的使用环境。本发明中高温环保高遮盖黑色油墨在制备过程中采用压滤的方式去水可以有效预防物料的重新凝聚，使得烘烤后油墨颗粒的粒度明显减小；采用水磨方式能够提高玻璃基釉的光泽，减少沙眼，提高遮盖能力，同时大大减少了生产过程中粉尘数量。另外，丙烯酸树脂制备过程中原料在有机溶剂中溶解，充分混合，减少了副反应的产生；同时，有机溶剂循环使用能够提高目标产物的产率，节约成本，对环境友好。本发明还提供了一种所述高温环保高遮盖黑色油墨的使用方法。本发明中所制备的高温环保高遮盖黑色油墨光泽度高、遮盖能力强，耐腐蚀性能优越。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明提供的高温环保高遮盖黑色油墨由下述质量百分比的组分组成：

玻璃基釉 40%-60%

调墨油 15%-35%

黑色素 17%-37%

其中，玻璃基釉内各组成与质量百分比为：

硼酸钠 20%-30%

氧化硅 15%-35%

氧化铋 23%-43%

碳酸钾 0.2%-5%

纯碱 6%-10%

碳酸锂 4%-10%

钾长石 0.5%-10%

二氧化钛 1%-15%

硅酸锆 0.5%-10%

调墨油内各组成与质量百分比为：

丙烯酸树脂 2%-10%

纤维素 2%-10%

松油醇 42%-62%

二乙二醇丁醚 30%-50%。

进一步优选，所述高温环保高遮盖黑色油墨的原料配比为：

玻璃基釉 45%-55%

调墨油 20%-30%

黑色素 20%-30%

其中，玻璃基釉内各组成与质量百分比为：

硼酸钠 20%-25%

氧化硅 20%-30%

氧化铋 25%-40%

碳酸钾 0.5%-3%

纯碱 8%-10%

碳酸锂 5%-8%

钾长石 1%-8%

二氧化钛 2%-10%

硅酸锆 1%-5%

调墨油内各组成与质量百分比为：

丙烯酸树脂 3%-8%

纤维素 3%-5%

松油醇 45%-55%

二乙二醇丁醚 35%-45%。

所述高温环保高遮盖黑色油墨制备原料由玻璃基釉、调墨油、黑色素组成。玻璃基釉强度高、硬度大、耐腐蚀性能好，硼酸钠、氧化硅、二氧化钛、硅酸锆具有很高的硬度、强度、耐热性和耐腐蚀性，能够增强油墨的耐热性，在温度急剧变化的过程中保持油墨的稳定性，同时还能增强油墨的粘合力，增强油墨涂层的附着力，使油墨在使用过程中不易脱落；在煅烧熔化过程中四种成分的晶体结构相互融合，原子重新组合形成更加稳定的化学键，使得油墨具有稳定的结构，在使用过程中具有耐高温和耐腐蚀性能优越的特点，同时氧化硅的存在能在一定程度上提高玻璃基釉制备过程中的球磨效率。氧化铋的加入能够提高油墨的光泽度。碳酸钾可以作为熔化过程中的助熔剂，加快原料的熔化速度，提高生产效率。碳酸锂可以起到促凝剂的作用，提高玻璃基釉内各原料在高温熔化时相互融合的效率。纯碱可以减轻原料熔化过程中对煅烧炉内壁耐火材料的侵蚀，延长煅烧炉的使用寿命。钾长石熔融粘度高，不仅可以提高原料在熔化状态下的结合力、改善熔化效果，还可以提高油墨的致密度。将上述硼酸钠、氧化硅、氧化铋、碳酸钾、纯碱、碳酸锂、钾长石、二氧化钛、硅酸锆充分混合作为玻璃基釉的制备原料，制得的玻璃基釉性能优越，主要表现为耐高温、耐腐蚀性能好、耐候性强。

将丙烯酸树脂和纤维素溶解在松油醇和二乙二醇丁醚中制得调墨油，能够有效调节油墨的粘度和表面张力，改善油墨使用过程的施工条件，同时还能改善油墨涂层的附着力，提高印刷涂层的稳定性。黑色素将油墨调节到所需的色度。

将上述玻璃基釉、调墨油、黑色素三者按不同的配比混合制备高温环保高遮盖黑色油墨，综合三种成分的优点以满足油墨的使用要求。

进一步地，所述高温环保高遮盖黑色油墨颗粒粒度为20-58μm。

进一步地，所述高温环保高遮盖黑色油墨组成成分中黑色素为炭黑。炭黑比表面积大，着色能力强，还可以提高油墨的光泽度，同时炭黑可以作为紫外光吸收剂，能够延长油墨在户外的使用寿命。

进一步地，所述调墨油内丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂。热塑性树脂在反复受热过程中分子结构基本不发生变化，能够增强油墨的稳定性，同时热塑性丙烯酸树脂具有很好的耐水耐化学性、干燥时间短，能够改善油墨的施工条件，提高油墨的耐候性。

进一步地，所述热塑性丙烯酸树脂的制备方法为：将质量百分比为38%-48%的硬单体、5%-10%的软单体、1%-2%的特殊功能单体和0.5%-1%的引发剂混合均匀，滴加到质量百分比为50%-60%的有机溶剂中，反应过程搅拌加热，控制滴加时间为2-3h，滴加完成后保温3-4h、过滤，制得热塑性丙烯酸树脂；

所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯中的一种或几种；

所述软单体为甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或几种；

所述特殊功能单体为6-庚烯酸、7-辛烯酸、8-壬烯酸、9-癸烯酸中的一种或几种；

所述引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种；

所述有机溶剂为甲苯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯中的一种或几种；

所述反应过程搅拌速度为500-1000r/min，反应过程加热，控制反应釜内反应液温度为有机溶剂的回流温度。采用有机溶剂回流的方法制备，有机溶剂可以循环使用，增大目标产物丙烯酸树脂的产率，节约合成成本。

进一步地，所述高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法，包括如下步骤：

S01，玻璃基釉的制备：

将玻璃基釉中各原料混合均匀后在1000-1200℃条件下熔化，熔化后依次进行水淬、水磨、压滤、烘干、过筛，制得玻璃基釉。水淬使熔化的玻璃基釉固定下来，碎裂成细小粒子，有利于增加玻璃基釉的强度；所述水磨时间为20-24h，珠料水比为3:1:1，珠子大小比为大:中:小=1:1:3， 250目震动筛过滤水磨浆，优选地，用500目震动筛过滤水磨浆，制得的油墨遮盖效果更好；采用水磨方式能够提高玻璃基釉的光泽，减少沙眼，提高遮盖能力，同时水磨过程大大减少了生产过程中粉尘数量。所述压滤过程去水，可以有效预防物料的重新凝聚，使得烘烤后油墨颗粒的粒度明显减小，烘干后250目过筛，制得的玻璃基釉颗粒粒度为25-58μm；

S02，调墨油的制备：

将调墨油中各原料混合均匀，搅拌溶解，制得调墨油；

S03，高温环保高遮盖黑色油墨的制备：

将S01中制备的玻璃基釉、S02中制备的调墨油、黑色素混合均匀，用锆珠球磨8-10h，过筛，制得高温环保高遮盖黑色油墨。球磨过程珠料比为2:1，球磨结束后250目过筛。

进一步地，所述高温环保高遮盖黑色油墨的使用方法如下：使用150-250目网版印刷，在160-180℃烘烤3-5分钟，表面干燥后进行钢化，钢化温度为680-720℃。

本发明具有以下优点：

1.本发明采用水磨方式能够提高玻璃基釉的光泽，减少沙眼，提高遮盖能力。

2.本发明采用压滤的方式去水可以有效预防物料的重新凝聚，使得烘烤后油墨颗粒粒度明显减小。

3. 本发明中所制备的高温环保高遮盖黑色油墨光泽度高、遮盖能力强、耐高温、耐腐蚀性能优越。

4. 本发明中高温环保高遮盖黑色油墨制备方法简单易行，制备成本低，对环境友好，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1

S01，玻璃基釉的制备：

玻璃基釉内各组分与质量百分比为：

硼酸钠23%，氧化硅25%，氧化铋33%，碳酸钾0.5%，纯碱8.5%，碳酸锂6%，钾长石1%，二氧化钛2%，硅酸锆1%；

将上述玻璃基釉中各原料混合均匀后在1100℃条件下熔化，熔化后依次进行水淬、水磨、压滤、烘干、过筛，制得玻璃基釉。上述水磨时间为20h，珠料水比为3:1:1，珠子大小比为大:中:小=1:1:3，用500目震动筛过滤水磨浆，然后压滤去水、烘干，烘干后250目过筛，制得玻璃基釉；

S02，调墨油的制备：

调墨油内各组分与质量百分比为：

丙烯酸树脂4%，纤维素4%，松油醇52%，二乙二醇丁醚40%；

其中丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂，其合成方法为：将质量百分比为40%的甲基丙烯酸甲酯、8.5%的甲基丙烯酸环己酯、1%的6-庚烯酸、0.5%的过氧二苯甲酰混合均匀后滴入质量百分比为50%的甲苯溶剂中，反应过程搅拌速度为800r/min，反应过程中加热，控制反应釜内反应液温度为110℃，控制滴加时间为2h，滴加完成后保温3h、过滤，制得热塑性丙烯酸树脂；

将上述丙烯酸树脂、纤维素、松油醇、二乙二醇丁醚混合均匀，搅拌溶解，制得调墨油；

S03，高温环保高遮盖黑色油墨的制备：

将S01中制备的玻璃基釉、S02中制备的调墨油、炭黑按50%、23.1%、26.9%的质量百分比混合均匀，然后用锆珠球磨8h，球磨过程珠料比为2:1，球磨结束后250目过筛，制得高温环保高遮盖黑色油墨。

实施例2

S01，玻璃基釉的制备：

玻璃基釉内各组分与质量百分比为：

硼酸钠23%，氧化硅25%，氧化铋33%，碳酸钾0.5%，纯碱8.5%，碳酸锂5%，钾长石1%，二氧化钛2%，硅酸锆2%；

S02，调墨油的制备：

调墨油内各组分与质量百分比为：

丙烯酸树脂3%，纤维素4%，松油醇53%，二乙二醇丁醚40%；

其中丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂，其合成方法为：将质量百分比为38%的甲基丙烯酸甲酯、10%的甲基丙烯酸环己酯、1%的6-庚烯酸、1%的过氧二苯甲酰混合均匀后滴入质量百分比为50%的甲苯溶剂中，反应过程搅拌速度为800r/min，反应过程中加热，控制反应釜内反应液温度为110℃，控制滴加时间为2h，滴加完成后保温3h、过滤，制得热塑性丙烯酸树脂；

S03，高温环保高遮盖黑色油墨的制备：

将S01中制备的玻璃基釉、S02中制备的调墨油、炭黑按50%、29.7%、20.3%的质量百分比混合均匀，然后用锆珠球磨8h，球磨过程珠料比为2:1，球磨结束后250目过筛，制得高温环保高遮盖黑色油墨。

实施例3

S01，玻璃基釉的制备：

玻璃基釉内各组分与质量百分比为：

硼酸钠23%，氧化硅25%，氧化铋33%，碳酸钾0.5%，纯碱8.5%，碳酸锂4%，钾长石1%，二氧化钛2%，硅酸锆3%；

S02，调墨油的制备：

调墨油内各组分与质量百分比为：

丙烯酸树脂5%，纤维素5%，松油醇50%，二乙二醇丁醚40%；

其中丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂，其合成方法为：将质量百分比为39%的甲基丙烯酸甲酯、9%的甲基丙烯酸环己酯、1%的6-庚烯酸、1%的过氧二苯甲酰混合均匀后滴入质量百分比为50%的甲苯溶剂中，反应过程搅拌速度为800r/min，反应过程中加热，控制反应釜内反应液温度为110℃，控制滴加时间为2h，滴加完成后保温3h、过滤，制得热塑性丙烯酸树脂；

S03，高温环保高遮盖黑色油墨的制备：

将S01中制备的玻璃基釉、S02中制备的调墨油、炭黑按45%、34.6%、20.4%的质量百分比混合均匀，然后用锆珠球磨8h，球磨过程珠料比为2:1，球磨结束后250目过筛，制得高温环保高遮盖黑色油墨。

实施例4-20

与实施例1相比，实施例4-20的不同之处在于：玻璃基釉、调墨油、炭黑三者的质量百分比不同，同时玻璃基釉、调墨油内的组分质量百分比也不同，调墨油内的丙烯酸树脂的制备原料质量百分比不同。

实施例1-20中高温环保高遮盖黑色油墨内玻璃基釉、调墨油、炭黑的质量百分比如下：

实施例1-20中玻璃基釉内各组分的质量百分比如下：

实施例1-20中调墨油内各组分的质量百分比如下：

实施例1-20中调墨油内丙烯酸树脂的制备原料的质量百分比如下：

实施例中高温环保高遮盖黑色油墨的使用方法：使用250目网版印刷，在160℃烘烤4分钟，表面干燥后进行钢化，钢化温度为680℃。

对实施例中的油墨涂层分别进行附着力测试、漆膜硬度测试、漆膜耐酸碱测试，测试方法分别按照《GB/T 1720-1979漆膜附着力测定法》、《GB/T 6739-1996色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》、《GB/T 9247-1988 色漆和清漆耐液体介质的测试》进行，测试结果如下：

耐酸碱测试分别使用质量百分比为5%的盐酸溶液和质量百分比为5%的氢氧化钠溶液对试片进行浸泡，浸泡时间为24h。

附着力测试结果合格指7处划痕位置附着力皆为1级。

由实施例可以看出，本发明中的油墨涂层附着力好、耐酸碱腐蚀性能强。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims

1.高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S01，玻璃基釉的制备：

将玻璃基釉中各原料混合均匀后在1000-1200℃条件下熔化，熔化后依次进行水淬、水磨、压滤、烘干、过筛，制得玻璃基釉；

玻璃基釉内各组成与质量百分比为：

硼酸钠20%-30%

氧化硅15%-35%

氧化铋23%-43%

碳酸钾0.2%-5%

纯碱6%-10%

碳酸锂4%-10%

钾长石0.5%-10%

二氧化钛1%-15%

硅酸锆0.5%-10%；

S02，调墨油的制备：

将调墨油中各原料混合均匀，搅拌溶解，制得调墨油；

调墨油内各组成与质量百分比为：

丙烯酸树脂2%-10%

纤维素2%-10%

松油醇42%-62%

二乙二醇丁醚30%-50%；

S03，高温环保高遮盖黑色油墨的制备：

将S01中制备的玻璃基釉、S02中制备的调墨油、黑色素混合均匀，用锆珠球磨8-10h，制得高温环保高遮盖黑色油墨；其中，所述高温环保高遮盖黑色油墨，由下述质量百分比的组分组成：玻璃基釉40%-60%、调墨油15%-35%和黑色素17%-37%

所述调墨油内丙烯酸树脂为热塑性丙烯酸树脂，所述热塑性丙烯酸树脂的制备方法为：将质量百分比为38%-48%的硬单体、5%-10%的软单体、1%-2%的特殊功能单体和0.5%-1%的引发剂混合均匀，滴加到质量百分比为50%-60%的有机溶剂中，反应过程搅拌加热，控制滴加时间为2-3h，滴加完成后保温3-4h、过滤，制得热塑性丙烯酸树脂；

所述反应过程搅拌速度为500-1000r/min，反应过程加热，控制反应釜内反应液温度为有机溶剂的回流温度。

2.如权利要求1所述高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法，其特征在于：所述高温环保高遮盖黑色油墨颗粒粒度为20-58μm。

3.如权利要求1所述高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法，其特征在于：所述黑色素为炭黑。

4.如权利要求1所述高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法，其特征在于：S01中所述水磨时间为20-24h；S01中所述玻璃基釉颗粒粒度为25-58μm。

5.一种高温环保高遮盖黑色油墨的使用方法，其特征在于：所述高温环保高遮盖黑色油墨通过如权利要求1-4任一所述高温环保高遮盖黑色油墨的制备方法制得，所述使用方法包括以下步骤：使用150-250目网版印刷，在160-180℃烘烤3-5分钟，表面干燥后进行钢化。

6.如权利要求5所述高温环保高遮盖黑色油墨的使用方法，其特征在于：钢化温度为680-720℃。