CN108587313A - 一种水性柔印紫外线固化油墨连接料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，由下列组份组成：4%～10%的聚乙烯醇、3%～7%的助剂，1%～6%的重铬酸铵，3%～4%的工业乙醇，70%～85%的去离子水，<1%的硝酸钠。本发明还公开了该水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，步骤为：制备PVA17‑99；加入剩余助剂。本发明的水溶性高分子树脂聚乙烯醇所研制的感光胶，溶剂是水，无毒、无污染、价格低廉、取材方便，用它做连接料无溶剂挥发，安全无污染。其次，生产效率高，印刷质量优异，色饱和度、色强度和清晰度明显优于普通油墨连接料，设备容易清洗等优点对于实现环保、健康的绿色印刷十分有利，且它的光固化速度提高，提高印刷效率。
Description
技术领域
本发明属于印刷复制技术领域，涉及一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，本发明还涉及该水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法。
背景技术
水性油墨的研发的关键点在于人们对连接料的研究，连接料能使颜料颗粒均匀分散，让油墨具有一定的流动性，并提供与承印物的粘附力，使油墨能在印刷后形成均匀的膜层。水溶型油墨的连接料为水溶性树脂。
目前国内外研究最多的主要有改性松香水溶性树脂和聚丙烯酸水溶性树脂。如2005年公开的文献《烟嘴水松纸用聚乙烯醇缩丁醛树脂油墨连接剂的研制》(化工新型材料)，冯练享利用丙烯酸对松香改性后，再与聚乙烯醇缩丁醛共聚制得的水性油墨连接料具有优良的粘结性和水溶性。但是其缺点是用于印刷后其抗水性差，印刷过程不稳定及达不到中高档包装印刷所要求的光泽和耐水性要求。2014年公开的文献《水性油墨用丙烯酸酯乳液的制备及应用》(包装工程)，张松等在水性丙烯酸树脂的合成过程中引入甲基丙烯酸缩水甘油酯单体，提高了丙烯酸树脂的耐水性，并通过调节苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯以及丙烯酸丁酯的比例提高了涂膜的附着力及耐水性。虽然能改善解水性油墨的耐水性、耐酸性以及对塑料的附着性等问题，但其抗水性、抗粘连性还不能满足要求。同时，他们共同的缺点是干燥速率低。
针对连接料抗水性差、干燥速率低等问题，可采用UV水性连接料，其基本成分都包括齐聚物、活性单体、光引发剂、水、助剂等组成。目前，对于齐聚物的选择多采用包括改性环氧丙烯酸树脂、硅烷基改性丙烯酸树脂、光敏性氨基丙烯酸树脂、光固化聚氨酯树脂等。如论文文献《UV固化水性聚氨酯基油墨连接料及其印刷油墨的制备研究》(湖南工业大学)，李运华以季戊四醇、丙烯酸为主要原料，通过直接酯化法制备了含丙烯酸双键的的小分子二元醇单体PEDA，进行UV固化水性聚氨酯基油墨连接料的制备研究，但这些齐聚物的制备成本高，工艺复杂，成为向用于市场化的重要阻碍。
聚乙烯醇(PVA)，是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。此外，还具有良好的成膜性、粘接力、乳化性和耐溶剂性，是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等，是一种绿色环保型材料。但直接用聚乙烯醇做油墨连接料的主要成分的普遍问题是耐水性很差，可以通过醚化、酯化、缩醛化对聚乙烯醇进行改性可以提高其耐水性能，但都存在挥发性有机溶剂，不环保。或者与其他有机水性物质共混，所用材料多，且材料不易得，增加了制备成本。
鉴于水性柔印紫外线固化油墨连接料良好的市场前景，加强水性柔印紫外线固化油墨连接料的研究，制备出满足市场需求的性能优良的水性柔印紫外线固化油墨连接料产品，是未来环保印刷的一个发展方向。因此，发明一种性能优良、绿色环保的水性柔印紫外线固化油墨连接料在水性柔印油墨领域具有现实意义。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，解决现有技术中存在的水性柔印油墨连接料抗水性差、抗粘连性差、干燥速率低的问题。本发明还提出所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
本发明提出一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比包括以下组分：4％～10％的聚乙烯醇，3％～7％的助剂，1％～6％的重铬酸铵，3％～4％的乙醇，70％～85％的去离子水，＜1％的硝酸钠，以上各组分的质量百分比之和为100％。所述的聚乙烯醇为感光剂，所述的重铬酸铵为光敏剂。
进一步地，所述聚乙烯醇为PVA17-99(聚乙烯醇17-99的简称)，所述乙醇为工业乙醇。
进一步地，所述助剂包括消泡剂、渗透剂和稳定剂，所述助剂中各组分占原料总质量的百分比分别为：消泡剂1％～2％、渗透剂2％～4％、稳定剂0.5％～3％。
更进一步地，所述消泡剂为TS-103消泡剂(商品名)或为JN-5高效消泡剂(商品名)，所述渗透剂为尿素，所述稳定剂为硼酸。
本发明还提出上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按质量百分比分别称取原料：4％～10％的PVA17-99，3％～7％的助剂，1％～6％的重铬酸铵，3％～4％的工业乙醇，70％～85％的去离子水，＜1％的硝酸钠，以上各组分的质量百分比之和为100％，助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1％～2％、渗透剂2％～4％、稳定剂0.5％～3％；
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，边搅拌边将PVA17-99加入到重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温，加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温，再依次加入工业乙醇和稳定剂，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将消泡剂和渗透剂加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合，搅拌均匀，即得到所述的水性柔印UV油墨连接料。
进一步地，步骤2中，搅拌操作的转速为280r/h～320r/h。
进一步地，步骤2中，所述的重铬酸铵溶液的温度是18-25℃。
进一步地，步骤2中，升温操作为升温到90～95℃。
进一步地，步骤2中，保温操作的时间范围是2-3小时。
本发明的原理为：
本发明的水性柔印紫外线固化油墨连接料根据PVA感光胶原理：PVA与重铬酸铵发生光化学反应生成聚合物感光胶，其反应过程分为以下几步：在UV光照时，PVA大分子中的部分羟基被六价铬离子氧化成羰基，重铬酸铵在
UV光照射下，发生光化学反应，正六价的铬被还原成正三价的铬：
在光照条件下，PVA大分子中的部分羟基被正六价铬离子氧化成羰基；被氧化成为羰基的PVA与正三价铬离子发生反应，生成不溶性的交联物质，方程式如下：
本发明的有益效果为：水溶性高分子树脂聚乙烯醇所研制的感光胶，溶剂是水，无毒、无污染，聚乙烯醇、重铬酸铵成本低、取材方便，用该感光胶做连接料无溶剂挥发，安全无污染。其次，不用进行太多太复杂的改性过程，只需要聚乙烯醇的接枝技术即可，工艺简单，生产效率高。作为UV油墨的主要成分，印刷质量优异，色饱和度、色强度和清晰度明显优于普通油墨连接料，设备容易清洗等优点对于实现环保、健康的绿色印刷十分有利，而且，它的光固化速度提高，提高印刷效率。
具体实施方式
如下结合具体实施例，对本申请方案作进一步描述：
实施例1
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：77％的去离子水，9％的PVA17-99，3％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，3％的尿素和2％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：77％的去离子水，9％的PVA17-99，3％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，3％的尿素和2％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将TS-103消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例2
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：76％的去离子水，8％的PVA17-99，6％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3％的工业乙醇，1.5％的JN-5高效消泡剂，4％的尿素和1％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：76％的去离子水，8％的PVA17-99，6％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3％的工业乙醇，1.5％的JN-5高效消泡剂，4％的尿素和1％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将JN-5高效消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例3
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：80％的去离子水，7％的PVA17-99，3％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3.5％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，2％的尿素和2.5％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：80％的去离子水，7％的PVA17-99，3％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3.5％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，2％的尿素和2.5％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将TS-103消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例4
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：78％的去离子水，7％的PVA17-99，3.5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，2％的TS-103消泡剂，2％的尿素和3％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：78％的去离子水，7％的PVA17-99，3.5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，2％的TS-103消泡剂，2％的尿素和3％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将TS-103消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例5
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：79％的去离子水，5％的PVA17-99，5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1％的TS-103消泡剂，3％的尿素和2.5％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：79％的去离子水，5％的PVA17-99，5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1％的TS-103消泡剂，3％的尿素和2.5％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将TS-103消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例6
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：83％的去离子水，5％的PVA17-99，2％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3.5％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，3％的尿素和1.5％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：83％的去离子水，5％的PVA17-99，2％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，3.5％的工业乙醇，1.5％的TS-103消泡剂，3％的尿素和1.5％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将TS-103消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
实施例7
一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，按质量百分比由以下组分组成：74％的去离子水，10％的PVA17-99，5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1.5％的JN-5高效消泡剂，3％的尿素和2％的硼酸。
一种上述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按照质量百分比分别称取原料：74％的去离子水，10％的PVA17-99，5％的重铬酸铵，0.5％的硝酸钠，4％的工业乙醇，1.5％的JN-5高效消泡剂，3％的尿素和2％的硼酸。
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，在搅拌机转速为300r/h的条件下，边搅拌边将PVA17-99的缓慢加入到20℃的重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待PVA17-99完全溶解，保温2小时，然后再依次加入工业乙醇和硼酸，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液。
步骤3，加入剩余助剂
将JN-5高效消泡剂和尿素加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合后，搅拌均匀，即得一种水性柔印紫外线固化油墨连接料。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种水性柔印紫外线固化油墨连接料，其特征在于，按质量百分比包括以下组分：4％～10％的聚乙烯醇，3％～7％的助剂，1％～6％的重铬酸铵，3％～4％的乙醇，70％～85％的去离子水，＜1％的硝酸钠，以上各组分的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料，其特征在于，所述聚乙烯醇为PVA17-99，所述乙醇为工业乙醇。
3.根据权利要求2所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、渗透剂和稳定剂，所述助剂中各组分占原料总质量的百分比分别为：消泡剂1％～2％、渗透剂2％～4％、稳定剂0.5％～3％。
4.根据权利要求3所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料，其特征在于，所述消泡剂为TS-103消泡剂或为JN-5高效消泡剂，所述渗透剂为尿素，所述稳定剂为硼酸。
5.根据权利要求3或4所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，称取原料
按质量百分比分别称取原料：4％～10％的PVA17-99，3％～7％的助剂，1％～6％的重铬酸铵，3％～4％的工业乙醇，70％～85％的去离子水，＜1％的硝酸钠，以上各组分的质量百分比之和为100％，助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1％～2％、渗透剂2％～4％、稳定剂0.5％～3％；
步骤2，制备PVA17-99溶液
将重铬酸铵用去离子水溶解后搅拌均匀，得到重铬酸铵溶液，边搅拌边将PVA17-99加入到重铬酸铵溶液中使之充分溶胀分散，并使挥发性物质逸出，然后升温，加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温，再依次加入工业乙醇和稳定剂，不断搅拌，直至完全溶解，最后加入硝酸钠，得到PVA17-99溶液；
步骤3，加入剩余助剂
将消泡剂和渗透剂加入到所述的PVA17-99溶液中，充分混合，搅拌均匀，即得到所述的水性柔印UV油墨连接料。
6.根据权利要求5所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，其特征在于，步骤2中，搅拌操作的转速为280r/h～320r/h。
7.根据权利要求5所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述重铬酸铵溶液的温度是18-25℃。
8.根据权利要求5所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，其特征在于，步骤2中，升温操作为升温到90～95℃。
9.根据权利要求5所述的水性柔印紫外线固化油墨连接料的制备方法，其特征在于，步骤2中，保温操作的时间范围是2-3小时。
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|---|---|---|---|
| CN201810722824.8A CN108587313A (zh) | 2018-07-04 | 2018-07-04 | 一种水性柔印紫外线固化油墨连接料及其制备方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111019435A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 李辉 | 一种油墨连结料 |
| CN112409847A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-26 | 山东华宇工学院 | 一种可拉伸环保型导电油墨及其制作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103389619A (zh) * | 2012-05-10 | 2013-11-13 | 中国石油化工集团公司 | 一种多元醇聚合物感光胶及其制备方法 |
| CN108912812A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-11-30 | 西安理工大学 | 一种聚乙烯醇水性凹印uv油墨连接料及其制备方法 |
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2018
- 2018-07-04 CN CN201810722824.8A patent/CN108587313A/zh active Pending
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