CN109161286A - 一种水性丝印颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种水性丝印颜料及其制备方法，水性丝印颜料包括60％～75％水性聚丙烯酸酯、0.3％～0.5％增稠剂、6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆、0.1％～0.3％爽滑剂、0.2％～0.5％柔韧剂及0.08％～0.15％乳化剂，余量为水。制备的水性丝印颜料不仅具有良好的水溶性，易清洗，而且具有良好的丝印流平性和触变性，干燥速度快，丝印底材广泛，柔韧性和附着力好；色彩丰富，可玩性强；安全无毒。

Description

一种水性丝印颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及美术颜料技术领域，具体地，涉及一种水性丝印颜料及其制备方法。

背景技术

目前市面上已有多种可用于丝印工艺的颜料，例如，紫外光固化丝印油墨，如专利申请号CN201210128217.1，其公开了一种紫外光固化丝印油墨，其包括紫外光固化树脂，2,4-二乙基噻唑酮，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等；该紫外光固化树脂具有丝印底材适应性广，固化速度快，附着力好的优点，但是其为溶剂型油墨不溶于水，不易清洗且污染环境，而且其丝印后需要经过紫外光固化装置，才可以完全固化，不适合作为儿童美术颜料使用。

再如水性丝印聚氨酯油墨，如专利申请号CN201410172973.3，其公开了一种水性丝印聚氨酯油墨，其包括水性聚氨酯树脂、水性附着力促进树脂、二丙二醇甲醚和聚氨酯增稠剂，该水性丝印聚氨酯油墨具有易溶于水，容易清洁、能自然干燥及柔韧性和附着力好的优点，但其还使用了二丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚具有毒性，为防止误食，不适合儿童使用，且因含有毒性成分，作为手工艺颜料不宜广泛使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种水性丝印颜料及其制备方法。

根据本发明的第一方面，本发明公开的一种水性丝印颜料，包括60％～75％水性聚丙烯酸酯、0.3％～0.5％增稠剂、6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆、0.1％～0.3％爽滑剂、0.2％～0.5％柔韧剂及0.08％～0.15％乳化剂，余量为水。

根据本发明的一实施方式，水性聚丙烯酸酯为水性聚丙烯酸酯分散体及水性聚丙烯酸酯乳液中的至少一种。

根据本发明的一实施方式，防冻剂为丙二醇、山梨醇或丙三醇。

根据本发明的一实施方式，消泡剂为含有聚硅氧烷的混合物。

根据本发明的一实施方式，PH调节剂为醇胺类化合物。

根据本发明的一实施方式，增稠剂为碱溶胀乳液型增稠剂。

根据本发明的一实施方式，爽滑剂为硬脂酸。

根据本发明的一实施方式，柔韧剂为羊毛脂。

根据本发明的一实施方式，乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯。

根据本发明的第二方面，本发明公开一种水性丝印颜料的制备方法，包括以下步骤：

将0.08％～0.15％乳化剂加入水中，加热二者的混合物至80℃～90℃，维持温度不变，搅拌二者的混合物8～10分钟，并在搅拌过程中依次加入0.1％～0.3％爽滑剂及0.2％～0.5％柔韧剂，形成膏体；

向膏体中加入60％～75％水性聚丙烯酸酯，于转速为750～850r/min搅拌均匀，再加入6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆及0.3％～0.5％增稠剂，搅拌混合均匀，制得水性丝印颜料。

本申请的水性丝印颜料不仅具有良好的水溶性，作为美术颜料容易清洗，而且具有良好的丝印流平性和触变性，干燥速度快，丝印底材广泛，柔韧性和附着力好；色彩丰富，可玩性强；安全无毒。

具体实施方式

以下将揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本申请的一种水性丝印颜料，包括60％～75％水性聚丙烯酸酯、0.3％～0.5％增稠剂、6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆、0.1％～0.3％爽滑剂、0.2％～0.5％柔韧剂及0.08％～0.15％乳化剂，余量为水。

详细而言，水性聚丙烯酸酯具有良好的粘合性，进而具有良好的底材适应性，但是其干膜具有脆性，其通过采用60％～75％的含量，防止含量过低时导致产品成型后干膜较软，粘合差，容易剥落，亦防止含量过高时导致成型后干膜较硬，容易折碎。增稠剂如碱溶胀乳液型增稠剂用于调节体系的稀稠度和触变性，起调节颜料丝印过程中的流动性作用，且以0.3％～0.5％的含量为佳，当增稠剂的含量低于此范围值时，使得体系中稠度降低，颜料流动性强，使丝印图案容易走样，难以成型；当增稠剂的含量高于此范围值时，则使得体系中稠度增加，颜料触变性变差，流动性弱，导致丝印不均匀，图案出现露白。在配制中，通过添加消泡剂如含有聚硅氧烷的混合物消除搅拌和丝印时产生的气泡，避免成膜时表面不平整。配方量的PH调节剂如醇胺类化合物的加入确保体系的酸碱度呈弱碱性，可以更充分发挥增稠剂如碱溶胀乳液型增稠剂在水性聚丙烯酸酯中的作用效果，使体系保持合适稀稠度和触变性，从而令其在丝印时具有良好流动性，有利于保持体系的稳定性；同时符合相关儿童玩具安全法规对酸碱度的要求，确保其安全性。而爽滑剂如硬脂酸具有良好爽滑性，进而使得颜料丝印时具有良好流平性；通过控制爽滑剂的含量，防止其因含量低导致颜料流平性较差，丝印时容易产生缩孔，亦防止其含量过高而导致爽滑性较高，降低附着力。柔韧剂如羊毛脂具有优良的滋润性，进而可以改善颜料成膜的柔韧性，且以0.2％～0.5％的含量为佳，低于此范围值颜料成膜的柔韧性较差，高于此范围值颜料较为粘稠，不易铺展，影响丝印效果。因为爽滑剂如硬脂酸和柔韧剂如羊毛脂均不溶于水，故而通过添加乳化剂如聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯对其进行乳化，再引入体系，使其更易溶于水，其中以0.08％～0.15％的添加量为佳，低于此范围值会乳化不完全，导致颜料各组分不能完全融合而出现分层，高于此范围值会乳化过度，导致颜料粘度下降，附着力减弱而影响使用。根据配色需要加入不同颜色的水性色浆，即可配制不同颜色的颜料。另在配制中加入防冻剂，增强颜料在低温的储存环境中抗冻能力，以适应不同储存环境。以水作为溶剂，避免使用有机溶剂带来的安全隐患，同时节省成本。

进一步地，在制得本申请的水性丝印颜料后，将不同颜色的水性丝印颜料装入不同的胶管内。在使用时，挤压胶管，将颜料置于丝印网上，可以在塑料表面或布料等不同材料表面上进行丝印绘制，随着颜料中的水分的挥发，通过水性聚丙烯酸酯的粘合，经乳化的爽滑剂如硬脂酸和柔韧剂如羊毛脂对其改性，形成具有良好附着力、柔韧性、流平性的膜层。膜层的表面快速干燥，再在其表面叠加丝印不同颜色的颜料，即可防止串色且可呈现丰富多彩的搭配效果，丰富其可玩性。

以下将通过多个实施例制得水性丝印颜料。

实施例1

准备60％水性聚丙烯酸酯乳液、0.3％碱溶胀乳液型增稠剂、6.0％丙二醇、0.2％聚硅氧烷、0.3％三乙醇胺、0.1％水性色浆、0.1％硬脂酸、0.2％羊毛脂及0.08％聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯及32.02％水，其中份数为重量份。根据配方量，将水加入聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯，升温至80～90℃，持续加热搅拌10分钟，再边搅拌边先后加入硬脂酸和羊毛脂直至形成浅黄色膏体，冷却至30℃，接着向上述浅黄膏加入水性聚丙烯酸酯乳液，按转速800r/min搅拌均匀，再加入丙二醇、聚硅氧烷、三乙醇胺、色浆和碱溶胀乳液型增稠剂，充分搅拌直至混合均匀，制得水性丝印颜料。采用旋转粘度计，于25℃、采用4#转子、转子转速1.5RPM的条件测得其粘度值为30000mpa.s.将本实施例的水性丝印颜料涂覆在离型膜上，涂覆厚度为50μm，于25℃自然干燥成膜。根据指触法检验干燥度，指触法即用手指直接按压干燥一段时间后的涂膜表面，以不粘手作为完全干燥的标准，确定完全干燥所用的最短时间。经检测，本实施例的水溶性丝印颜料的干燥时间为360秒。

实施例2

准备70％水性聚丙烯酸酯乳液、0.4％碱溶胀乳液型增稠剂、7.0％丙二醇、0.4％聚硅氧烷、0.4％三乙醇胺、1.5％水性色浆、0.2％硬脂酸、0.4％羊毛脂及0.12％聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯及19.68％水，其中份数为重量份。根据配方量，将水加入聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯，升温至80～90℃，持续加热搅拌10分钟，再边搅拌边先后加入硬脂酸和羊毛脂直至形成浅黄色膏体，冷却至30℃，接着向上述浅黄膏加入水性聚丙烯酸酯乳液，按转速800r/min搅拌均匀，再加入丙二醇、聚硅氧烷、三乙醇胺、色浆和碱溶胀乳液型增稠剂，充分搅拌直至混合均匀，制得水性丝印颜料。采用旋转粘度计，于25℃、采用4#转子、转子转速1.5RPM的条件测得其粘度值为48000mpa.s.将本实施例的水性丝印颜料涂覆在离型膜上，涂覆厚度为50μm，于25℃自然干燥成膜。根据指触法检验干燥度，指触法即用手指直接按压干燥一段时间后的涂膜表面，以不粘手作为完全干燥的标准，确定完全干燥所用的最短时间。经检测，本实施例的水性丝印颜料的干燥时间为230秒。

实施例3

准备75％水性聚丙烯酸酯乳液、0.5％碱溶胀乳液型增稠剂、8.0％丙二醇、0.3％聚硅氧烷、0.5％三乙醇胺、3.0％水性色浆、0.3％硬脂酸、0.5％羊毛脂及0.15％聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯及11.68％水，其中份数为重量份。根据配方量，将水加入聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯，升温至80～90℃，持续加热搅拌10分钟，再边搅拌边先后加入硬脂酸和羊毛脂直至形成浅黄色膏体，冷却至30℃，接着向上述浅黄膏加入水性聚丙烯酸酯乳液，按转速800r/min搅拌均匀，再加入丙二醇、聚硅氧烷、三乙醇胺、色浆和碱溶胀乳液型增稠剂，充分搅拌直至混合均匀，制得水性丝印颜料。采用旋转粘度计，于25℃、采用4#转子、转子转速1.5RPM的条件测得其粘度值为65000mpa.s.将本实施例的水性丝印颜料涂覆在离型膜上，涂覆厚度为50μm，于25℃自然干燥成膜。根据指触法检验干燥度，指触法即用手指直接按压干燥一段时间后的涂膜表面，以不粘手作为完全干燥的标准，确定完全干燥所用的最短时间。经检测，本实施例的水性丝印颜料的干燥时间为180秒。

综上所述，本发明的水性丝印颜料采用水性聚丙烯酸酯乳液、碱溶胀乳液型增稠剂、经聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯乳化的硬脂酸和羊毛脂搭配组合，配合一定量的添加剂，获得一种新的水性丝印颜料，其可干燥后具有良好附着力、柔韧性、耐水性；粘度范围为30000～65000mpa.s(测试条件：LVT表盘粘度计，4#转子，转子转速1.5RPM，测量温度25℃)，丝印效果好，丝印底材广泛，柔韧性和附着力好，安全无害，可玩性强，色彩丰富且其成分容易得到；其50μm涂膜干燥时间为180s～360s，等待时间短，提高其可操作性。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种水性丝印颜料，其特征在于，包括60％～75％水性聚丙烯酸酯、0.3％～0.5％增稠剂、6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆、0.1％～0.3％爽滑剂、0.2％～0.5％柔韧剂及0.08％～0.15％乳化剂，余量为水。

2.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述水性聚丙烯酸酯为水性聚丙烯酸酯分散体及水性聚丙烯酸酯乳液中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述防冻剂为丙二醇、山梨醇或丙三醇。

4.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述消泡剂为含有聚硅氧烷的混合物。

5.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述PH调节剂为醇胺类化合物。

6.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述增稠剂为碱溶胀乳液型增稠剂。

7.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述爽滑剂为硬脂酸。

8.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述柔韧剂为羊毛脂。

9.根据权利要求1所述的水性丝印颜料，其特征在于，所述乳化剂为聚氧乙烯山梨醇酐单甘油酸酯。

10.一种权利要求1-9任一所述的水性丝印颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将0.08％～0.15％乳化剂加入水中，加热二者的混合物至80℃～90℃，维持温度不变，搅拌二者的混合物8～10分钟，并在搅拌过程中依次加入0.1％～0.3％爽滑剂及0.2％～0.5％柔韧剂，形成膏体；

向所述膏体中加入60％～75％水性聚丙烯酸酯，于转速为750～850r/min搅拌均匀，再加入6.0％～8.0％防冻剂、0.2％～0.4％消泡剂、0.3％～0.5％PH调节剂、0.1％～3％水性色浆及0.3％～0.5％增稠剂，搅拌混合均匀，制得水性丝印颜料。