CN108976903A - 高性能环保水性油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能环保水性油墨及其制备方法，该水性油墨按照下列重量百分含量的原料制成：连接料40％～60％、颜料15％～20％、乙醇5％～8％、聚乙烯蜡3％～5％、pH调节剂1％～2.5％、抑菌剂0.2％～0.5％、消泡剂0.2％～0.5％、以及余量的去离子水；其中，所述连接料按照下列重量百分含量的原料制成：聚氨酯乳液95％～99％和环氧树脂乳液1％～5％，且所述聚氨酯乳液由丙烯酸乙酯改性聚氨酯乳液和水性聚氨酯乳液按照重量比2：1复配混合而成；本发明通过优化配方，使制得的水性油墨不仅具有优异的附着力、耐水性、以及非常快的干燥速度，且无明显的氨气味道，非常环保。

Description

高性能环保水性油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性油墨技术领域，具体提供一种高性能环保水性油墨及其制备方法。
背景技术
随着环保要求的日益严格，水性油墨取代溶剂型油墨已经是大势所趋。然而，目前水性油墨在性能上还存在一些不足，比如：水性油墨组份中的连接料主要采用水性聚丙烯酸树脂、丙烯酸乳液等物质，但上述连接料在附着力、耐水性以及干燥速度方面存在有欠缺，极大地限制了油墨的应用范围；等等。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高性能环保水性油墨及其制备方法，该制备方法简单、操作安全，并且经该制备方法制得的水性油墨具有优异的附着力、耐水性、以及非常快的干燥速度。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高性能环保水性油墨，该水性油墨按照下列重量百分含量的原料制成：连接料40％～60％、颜料15％～20％、乙醇5％～8％、聚乙烯蜡3％～5％、pH调节剂1％～2.5％、抑菌剂0.2％～0.5％、消泡剂0.2％～0.5％、以及余量的去离子水；
其中，所述连接料按照下列重量百分含量的原料制成：聚氨酯乳液95％～99％和环氧树脂乳液1％～5％，且所述聚氨酯乳液由丙烯酸乙酯改性聚氨酯乳液和水性聚氨酯乳液按照重量比2：1复配混合而成。
作为本发明的进一步改进，所述颜料选用钛白粉、酞菁蓝、柠檬黄、大红粉和炭黑中的至少一种；
所述抑菌剂选用1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种；
所述消泡剂选用有机硅改性聚醚消泡剂。
作为本发明的进一步改进，所述pH调节剂由三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇按照重量比1:2复配混合而成。
本发明还提供了一种制备所述高性能环保水性油墨的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤1)：称取配方量的连接料、乙醇、pH调节剂、以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度不大于15μm的物料A，备用；
步骤2)：称取配方量的颜料和消泡剂，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度不大于15μm的物料B，备用；
步骤3)：先将所得的物料A和物料B依次投入到分散釜中，再将配方量的聚乙烯蜡、抑菌剂、以及适量的去离子水依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，即制得所述高性能环保水性油墨。
作为本发明的进一步改进，在上述步骤1)～步骤3)中，所述分散釜的转速均控制在300～500rpm。
本发明的有益效果是：本发明通过对原料配方进行优化组合，很好的提高了水性油墨的品质，具体表现在：1)对连接料进行改进，所用的连接料按照下列重量百分含量的原料制成：聚氨酯乳液95％～99％和环氧树脂乳液1％～5％，且所述聚氨酯乳液由丙烯酸乙酯改性聚氨酯乳液和水性聚氨酯乳液按照重量比2：1复配混合而成；三种组份相辅相成，从而有效地提高了水性油墨的附着力、耐水性和干燥速度，进而提高了印刷质量和印刷速度。2)对pH调节剂进行改进，所用的pH调节剂由三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇按照重量比1:2复配混合而成，其中的2-氨基-2-甲基-1-丙醇是一种无胺味的pH中和调节剂，三乙醇胺也是一种几乎无氨味的有机胺，并呈较强的碱性，较少的用量即可起到pH中和和缓冲的作用；因此所用的pH调节剂在有效起到pH中和和缓冲作用的同时，还大幅度的减少了印刷车间的氨味，改善了生产环境，确保了操作人员的人身安全。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明公开了一种高性能环保水性油墨及其制备方法，经本申请制备方法制得的高性能环保水性油墨具有优异的附着力、耐水性、以及非常快的干燥速度。究其实现原因，主要在于本发明对该高性能环保水性油墨的原料配方进行优化组合，具体说明如下：
一、采用本发明的制备方法来制备高性能环保水性油墨
实施例1～5均根据表1中所述的原料重量，并按照以下步骤(1)～(3)来制备该高性能环保水性油墨：
步骤1)：称取配方量的连接料、乙醇、pH调节剂、以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料A，备用；
步骤2)：称取配方量的颜料和消泡剂，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料B，备用；
步骤3)：先将所得的物料A和物料B依次投入到分散釜中，再将配方量的聚乙烯蜡、抑菌剂、以及适量的去离子水依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，即制得所述高性能环保水性油墨。
说明：①在上述步骤1)～步骤3)中，所述分散釜的转速可优选为350rpm、380rpm、400rpm、450rpm等，由实际生产情况来定。②上述物料A和物料B的细度均为10μm，但本发明不局限于10μm，有多种选择，同样由实际生产情况来定。
表1：单位：(g)
此外，为了更好地说明本发明所得高性能环保水性油墨的性能，特提供了对比例1～3来进行比对说明，分别为：
对比例1：
1a)：称取500g的丙烯酸乙酯改性聚氨酯乳液(连接料)、60g的乙醇、20g的三乙胺(pH调节剂)以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料A1，备用；
1b)称取200g的酞菁蓝和3g的消泡剂依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料B1，备用；
1c)先将所得的物料A1和物料B1依次投入到分散釜中，再将40g的聚乙烯蜡、3g的1,2-苯并异噻唑-3-酮和余下的去离子水(两次去离子水用量共计174g)依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，制得水性油墨Ⅰ。
对比例2：
2a)：称取500g的聚氨酯乳液(连接料)、60g的乙醇、20g的单乙醇胺(pH调节剂)以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料A2，备用；
2b)称取200g的酞菁蓝和3g的消泡剂依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料B2，备用；
2c)先将所得的物料A2和物料B2依次投入到分散釜中，再将40g的聚乙烯蜡、3g的1,2-苯并异噻唑-3-酮和余下的去离子水(两次去离子水用量共计174g)依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，制得水性油墨Ⅱ。
对比例3：
3a)：称取500g的聚丙烯酸酯乳液(连接料)、60g的乙醇、20g的三乙胺(pH调节剂)以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料A3，备用；
3b)称取200g的酞菁蓝和3g的消泡剂依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度为10μm的物料B3，备用；
3c)先将所得的物料A3和物料B3依次投入到分散釜中，再将40g的聚乙烯蜡、3g的1,2-苯并异噻唑-3-酮和余下的去离子水(两次去离子水用量共计174g)依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，制得水性油墨Ⅲ。
二、产品性能测试
分别对本发明实施例1～5所制得的水性油墨、以及对比例1～3所制得的水性油墨性能进行多项性能测试，测试方法及测试结果如下：
1)测试方法：
①产品附着力的测试方法：用丝棒将水性油墨印刷于非极性OPP薄膜上，并在80℃条件下完全烘干；然后再在印刷膜上贴胶带，均匀揉搓后迅速剥离，考查剥离后印刷膜的表面油墨残留面积，残留面积越大表明附着力越好。
②产品耐水性的测试方法：对水性油墨进行刮样，制作相同面积的试样，再将试样浸泡到水中，且浸泡24小时后取出，考查试样的脱色情况和水的染色状况，试样脱色越轻微表明耐水性越好。
③产品干燥速度的测试方法：参照GB/T13217.5-2008进行测试，测试单位为mm/30s。
2)测试结果：
下表2示出了本发明实施例1～5所制得的水性油墨、以及对比例1～3所制得的水性油墨的性能测试结果。
表2本发明实施例1～5所得水性油墨、以及对比例1～3所得水性油墨的性能测试结果
从表2中可看出：本发明实施例1～5所制得的水性油墨在附着力、耐水性、以及干燥速度方面性能优异、且均衡，而且本发明所制得的水性油墨还无明显的氨气味道，生产环境好。对比例1～3所制得的水性油墨虽然在某些性能上具有优势，但是整体性能不均衡、欠佳，而且对比例1～3所制得的水性油墨还具有非常明显的氨气味道，使得生产环境差，易对操作人员的人身安全造成危害。
综上所述，本发明通过优化配方，使制得的水性油墨不仅具有优异的附着力、耐水性、以及非常快的干燥速度，且无明显的氨气味道，非常环保。其中尤以实施例4所得产品最优，具有广阔的市场前景和市场效益。
上述所举的实施例仅用以说明本发明的组成及功效，并非因此来拘限本发明的专利范围，故举凡所有等效结构的改变及不脱离本发明的类似修改，均隶属于本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种高性能环保水性油墨，其特征在于：该水性油墨按照下列重量百分含量的原料制成：连接料40％～60％、颜料15％～20％、乙醇5％～8％、聚乙烯蜡3％～5％、pH调节剂1％～2.5％、抑菌剂0.2％～0.5％、消泡剂0.2％～0.5％、以及余量的去离子水；
其中，所述连接料按照下列重量百分含量的原料制成：聚氨酯乳液95％～99％和环氧树脂乳液1％～5％，且所述聚氨酯乳液由丙烯酸乙酯改性聚氨酯乳液和水性聚氨酯乳液按照重量比2：1复配混合而成。
2.根据权利要求1所述的高性能环保水性油墨，其特征在于：所述颜料选用钛白粉、酞菁蓝、柠檬黄、大红粉和炭黑中的至少一种；
所述抑菌剂选用1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的至少一种；
所述消泡剂选用有机硅改性聚醚消泡剂。
3.根据权利要求1所述的高性能环保水性油墨，其特征在于：所述pH调节剂由三乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇按照重量比1:2复配混合而成。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的高性能环保水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
步骤1)：称取配方量的连接料、乙醇、pH调节剂、以及适量的去离子水，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度不大于15μm的物料A，备用；
步骤2)：称取配方量的颜料和消泡剂，依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，然后再将分散好的上述混合物料转移至砂磨机上进行研磨，得到细度不大于15μm的物料B，备用；
步骤3)：先将所得的物料A和物料B依次投入到分散釜中，再将配方量的聚乙烯蜡、抑菌剂、以及适量的去离子水依次投入到分散釜中，充分搅拌、混合均匀，即制得所述高性能环保水性油墨。
5.根据权利要求4所述的高性能环保水性油墨的制备方法，其特征在于：在上述步骤1)～步骤3)中，所述分散釜的转速均控制在300～500rpm。
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