CN109439064A - 一种pvc封边条凹版印刷水性油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PVC封边条凹版印刷水性油墨及其制备方法，所述PVC封边条凹版印刷水性油墨由如下重量配比的原料组成：颜料10份，树脂32‑36份，分散剂1‑3份，润湿剂0.8‑1.2份，助溶剂7‑9份，纯净水42.2‑45.8份；通过特殊的配方设计，本发明水墨无需对PVC封边条进行前处理即可实现凹版印刷，印刷流平性好，色彩鲜艳，清晰度好，且附着力强，完善了PVC家具膜系列产品的全面水性化进程；通过配方组分的优化筛选及特殊的工艺控制，本发明的PVC封边条凹版印刷水性油墨具有粒径细、储存稳定，耐增塑剂迁移等有益效果。

Description

一种PVC封边条凹版印刷水性油墨及其制备方法

(一)技术领域

本发明涉及凹版印刷水性油墨及其制备方法，具体涉及一种PVC封边条凹版印刷水性油墨及其制备方法。

(二)背景技术

在板式家具生产过程中，封边是最为频繁的一道工序，其基本过程是用薄木(单板)条、木条、三聚氰胺、塑料条、PVC条、ABS条等涂胶后压贴在零部件的边部，起到防水、保护、封闭有害气体和减少变形等用，同时能美化家具。

由于PVC封边条产量大、价格低、性能良好、挤出性好、可以印刷和油漆，因此，其目前是板式家具应用最为广泛的一种塑料封边条。而随着人们生活质量的提高，对家具的款式和色彩需求多样化，这就要求与之匹配的封边条五颜六色，花纹多样。因此，必须要对封边条进行印刷才能满足家具实际使用的要求。

虽然PVC作为一种极性高分子材料，但其与水性油墨之间粘接性能较差，需要对其进行表面处理，如等离子体处理，才能满足实际的印刷需求。秉承本公司全面推进PVC家具膜水性化的发展思路，本发明提出一种无需前处理，可直接进行凹版印刷的水性油墨，补充、完善了PVC家具膜系列产品的水性化进程。

(三)发明内容

本发明提供了一种无需前处理，可直接进行凹版印刷的PVC封边条水性油墨及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种PVC封边条凹版印刷水性油墨，由如下重量配比的原料组成：

颜料10份，树脂32-36份，分散剂1-3份，润湿剂0.8-1.2份，助溶剂7-9份，纯净水42.2-45.8份。

其中：

所述颜料可以为蒽醌稠环酮类有机红、苯并咪唑酮类有机黄、酞菁类有机蓝、炭黑中的任意一种，优选颜料红166(P.R.166，浙江百合花集团股份有限公司)、颜料黄P-HG(P.Y.180，浙江百合花集团股份有限公司)、4382酞菁蓝BGS(P.B.15：3，浙江百合花集团股份有限公司)、SPECIAL BLACK 4(德国德固赛公司)、R-706钛白(杜邦公司)中的任意一种。

所述树脂为自制的PVC家具膜聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)的聚合物树脂乳液水墨树脂，其配方及制备方法见发明专利文件：一种PVC家具膜水墨树脂及其制备方法，申请号：201710612216.7，公开日：2017-10-20。优选的，所述树脂按如下方法制得：

(1)单体滴加相的制备：室温(20～30℃)下，将23.012重量份的甲基丙烯酸甲酯单体、20.548重量份的丙烯酸甲酯单体、0.44重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体、0.00368重量份的链转移试剂、2重量份的非离子乳化剂混合并以500rpm的速度搅拌溶解40min，得到单体滴加相；

(2)打底相的制备：将1.3重量份的阴离子乳化剂、0.7重量份的非离子乳化剂、0.11重量份的pH缓冲剂、0.08重量份的引发剂加入到39重量份的去离子水中，以400rpm的速度搅拌溶解，得到打底相；

(3)聚合阶段：将步骤(2)打底相的温度升至81℃，调整搅拌速度为200rpm，10min内滴加完5％的步骤(1)所得单体滴加相，体系出现蓝光后保持15min，再同时滴加剩余95％的单体滴加相和引发剂水溶液，滴加时间为4h，所述引发剂水溶液由0.2重量份的引发剂溶解于11.83重量份的去离子水中制得，单体滴加相与引发剂水溶液同时滴加完后，保温搅拌1.5h，得到聚合反应液；

(4)后处理阶段：将步骤(3)聚合反应液降温至75℃，加入叔丁基过氧化氢水溶液，所述叔丁基过氧化氢水溶液由0.078重量份的叔丁基过氧化氢溶解于0.2重量份的去离子水中得到，保温搅拌10min，然后加入雕白粉水溶液，所述雕白粉水溶液由0.078重量份的雕白粉溶解于0.2重量份的去离子水中得到，保温搅拌10min，之后降至室温，加入防腐剂水溶液，所述防腐剂水溶液由0.02重量份的防腐剂加入到0.2重量份的去离子水中得到，最后过滤出料，即得所述树脂。

所述分散剂可以为聚羧酸盐类分散剂(例如BYK-P-104，产自BYK公司)，低分子量多元羧酸聚合物的烷羟基铵盐溶液类分散剂(例如DISPERBYK，产自BYK公司)，醋酸纤维素类分散剂(例如Eastman CAB 553-0.4、Eastman CAB 531-1，产自伊斯曼公司)，聚丙烯酸衍生物类分散剂(例如Disponer W-519，产自德谦公司)中的一种或两种以上任意比例的混合物；优选聚羧酸盐类分散剂。

所述润湿剂为聚醚硅氧烷类润湿剂(例如BYK-345、BYK-346、BYK-347、BYK-349，产自BYK公司)、氟化改性聚丙烯酸酯类润湿剂(例如LeAD177，产自利佳助剂公司)中的一种或两种以上任意比例的混合物，优选聚醚硅氧烷类润湿剂。

所述助溶剂可以为乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物，优选乙醇。

所述纯净水是指将自来水通过LRO PVC一级反渗透纯水装置(上海新浪轻工机械设备有限公司)纯化至电导率不大于100us/cm(25℃)。

本发明还提供了所述PVC封边条凹版印刷水性油墨的制备方法，所述方法为：

将5-15份树脂加到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100-200rpm，然后依次加入10-20份纯净水、1-3份分散剂、0.8-1.2份润湿剂、3-5份助溶剂和10份颜料，并以200-500rpm的速率搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机中，研磨至色浆粒径达到250nm以下后过滤出料，得到水性色浆；然后依次将所得水性色浆、配方量中剩余的树脂、配方量中剩余的纯净水以及配方量中剩余的助溶剂加到分散缸内，以100-200rpm的速率搅拌1-1.5h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、通过特殊的配方设计，本发明水墨无需对PVC封边条进行前处理即可实现凹版印刷，印刷流平性好，色彩鲜艳，清晰度好，且附着力强，完善了PVC家具膜系列产品的全面水性化进程。

2、采用自制的PVC家具膜聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)的聚合物树脂乳液水墨树脂为粘结树脂，该树脂对PVC的粘结强度高(剥离强度高达47N/cm)，在良好的印刷流平性前提下保证了水墨层对PVC封边条的附着力。

3、通过配方组分的优化筛选及特殊的工艺控制，本发明的PVC封边条凹版印刷水性油墨具有粒径细、储存稳定，耐增塑剂迁移等有益效果。

(四)附图说明

图1是指将本发明实施例1-5中的PVC封边条凹版印刷水性油墨通过凹版印刷的方式涂覆于PVC封边条后的外观图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

PVC封边条凹版印刷水性油墨的贮存稳定性是指防伪墨在60℃条件下静置18天，以不沉淀、不分层代表防伪墨贮存稳定性>一年。

PVC封边条凹版印刷水性色浆的粒径测试在在Malvern ZETASIZER 3000HAS粒度仪上进行，测试温度为25℃。

PVC封边条凹版印刷水性油墨的附着力测试按GB/T 13217.7-2009进行，油墨附着牢度≥95％即可认为油墨的附着牢度优异。

PVC封边条凹版印刷水性油墨的耐增塑剂迁移性参照美国标准ASTM D2199-82增塑剂从乙烯基织物迁移至喷漆的测量方法进行。选择高密度聚乙烯作为接触介质，高密度聚乙烯压制成厚度1.7mm的片，用剪刀剪成与PVC封边条同等大小的长方形薄片，称量高密度聚乙烯薄片的重量。测试试样制成“三明治”状，两个高密度聚乙烯薄片之间放置一个同样大小的PVC试样片(PVC试样片由水性单色墨(红、黄、蓝、黑、白)用KPP凹版打样机，以40m/min的印刷速度，将其分别印刷于PVC封边条上经50℃烘干后所得)，加压0.125MPa，在70℃的烘箱中放置3d后取出，室温下干燥器中放置1h后，称量高密度聚乙烯片重量。增塑剂单位面积迁移损失量按下式计算：

增塑剂的单位面积迁移量＝(W₂–W₁)/S

式中，W₁是指实验前高密度聚乙烯的质量，mg；W₂是指实验后高密度聚乙烯的质量，mg；S是指试样面积，mm²。

以下实施例中树脂为自制的PVC家具膜聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)的聚合物树脂乳液水墨树脂，按如下方法制得：

(1)单体滴加相的制备：室温下将23.012kg的甲基丙烯酸甲酯单体(广州市中业化工有限公司)、20.548kg的丙烯酸甲酯单体(上海迈瑞尔化学技术有限公司)、0.44kg的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体(江西瑞祥化工有限公司)、0.00368量份的3-巯基丙酸异辛酯(国药集团化学试剂有限公司)链转移试剂以及2kg的ER-40(ADEKA公司)非离子乳化剂以500rpm的速度搅拌溶解40min；

(2)打底相的制备：将1.3kg的DowFax^TM 8390(DOW公司)阴离子乳化剂、0.7kg的ER-40(ADEKA公司)非离子乳化剂、0.11kg的AMP-95(Dow公司)pH缓冲剂、0.08kg的过硫酸钾(吴江市三源精细化工有限公司)引发剂加入到39kg的去离子水中，以400rpm的速度搅拌溶解，并开始升温；

(3)聚合阶段：当打底相的温度升至81℃时，将搅拌速度调整为200rpm，10min内滴加完5％的单体滴加相，体系出现蓝光后保持15min，再同时滴加剩余的单体滴加相和引发剂水溶液，引发剂水溶液由0.2kg的过硫酸钾(吴江市三源精细化工有限公司)引发剂溶解于11.83kg的去离子水中制得，滴加时间为4h，单体与引发剂水溶液滴加完后，保温搅拌1.5h；

(4)后处理阶段：降温至75℃，加入叔丁基过氧化氢水溶液，所述叔丁基过氧化氢水溶液由0.078kg的叔丁基过氧化氢(上海佰一化工有限公司)溶解于0.2kg的去离子水中得到，保温搅拌10min，加入雕白粉水溶液，所述雕白粉水溶液由0.078kg的雕白粉(上海沣瑞化工有限公司)溶解于0.2kg的去离子水中得到，保温搅拌10min，最后降至室温，加入防腐剂水溶液，所述防腐剂水溶液由0.02kg的DeuAdd MB-11(德谦公司)防腐剂加入到0.2kg的去离子水中得到，最后过滤出料，即得所述的树脂。

实施例1：

将15kg的树脂加入到分散釜内，开启搅拌，转速保持在200rpm，依次加入14kg的纯净水、3kg的聚羧酸盐分散剂BYK-P-104(BYK公司)、1kg的聚醚硅氧烷类润湿剂BYK-347(BYK公司)、3kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)和10kg的颜料红166(P.R.166，浙江百合花集团股份有限公司)，并以500rpm的速度搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机(TBM-50，太亦(上海)实业有限公司)中进行研磨7道，至色浆粒径达到250nm以下后过滤出料，得到水性红色浆；然后依次将上述46kg的水性色浆、20kg的树脂、30kg的纯净水以及4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)加入到分散缸里，以200rpm的速度搅拌1h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性红墨。

实施例2：

将10kg的树脂加入到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100rpm，依次加入10kg的纯净水、3kg的聚羧酸盐分散剂BYK-P-104(BYK公司)、1.2kg的聚醚硅氧烷类润湿剂BYK-347(BYK公司)、4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)和10kg的颜料黄P-HG(P.Y.180，浙江百合花集团股份有限公司)，并以400rpm的速度搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机(TBM-50，太亦(上海)实业有限公司)中进行研磨7道，至色浆粒径达到250nm以下后过滤出料，得到水性黄色浆；然后依次将上述38.2kg的水性色浆、22kg的树脂、35.8kg的纯净水以及4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)加入到分散缸里，以200rpm的速度搅拌1.5h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性黄墨。

实施例3：

将5kg的树脂加入到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100rpm，依次加入14kg的纯净水、2kg的聚羧酸盐分散剂BYK-P-104(BYK公司)、0.8kg的聚醚硅氧烷类润湿剂BYK-347(BYK公司)、4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)和10kg的4382酞菁蓝BGS(P.B.15：3，浙江百合花集团股份有限公司)，并以300rpm的速度搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机(TBM-50，太亦(上海)实业有限公司)中进行研磨5道，至色浆粒径达到200nm以下后过滤出料，得到水性蓝色浆；然后依次将上述35.8kg的水性色浆、30kg的树脂、29.7kg的纯净水以及4.5kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)加入到分散缸里，以100rpm的速度搅拌1h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性蓝墨。

实施例4：

将6kg的树脂加入到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100rpm，依次加入16kg的纯净水、2kg的聚羧酸盐分散剂BYK-P-104(BYK公司)、0.8kg的聚醚硅氧烷类润湿剂BYK-347(BYK公司)、5kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)和10kg的SPECIAL BLACK 4(德国德固赛公司)，并以200rpm的速度搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机(TBM-50，太亦(上海)实业有限公司)中进行研磨5道，至色浆粒径达到200nm以下后过滤出料，得到水性黑色浆；然后依次将上述39.8kg的水性色浆、30kg的树脂、26.2kg的纯净水以及4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)加入到分散缸里，以100rpm的速度搅拌1h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性黑墨。

实施例5：

将5kg的树脂加入到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100rpm，依次加入20kg的纯净水、1kg的聚羧酸盐分散剂BYK-P-104(BYK公司)、1kg的聚醚硅氧烷类润湿剂BYK-347(BYK公司)、4.5kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)和10kg的R-706钛白(杜邦公司)，并以200rpm的速度搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机(TBM-50，太亦(上海)实业有限公司)中进行研磨3道，至色浆粒径达到250nm以下后过滤出料，得到水性白色浆；然后依次将上述41.5kg的水性色浆、30kg的树脂、24.5kg的纯净水以及4kg的乙醇(苏州欧特化工有限公司)加入到分散缸里，以200rpm的速度搅拌1.5h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性白墨。

表1.实施例1-5的性能指标

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						稳定性	通过	通过	通过	通过	通过
粒径(nm)	233	249	197	158	220
						附着力	98％	99％	100％	100％	99％
增塑剂迁移率(10<sup>-2</sup>mg/mm<sup>2</sup>)	0.08	0.11	0.03	0.02	0.07

由表1可知，本发明的PVC封边条凹版印刷水性油墨粒径非常细，均在250nm以下，且储存稳定性均超过了一年，可以满足正常的物流运输、仓管存储与印刷作业周期使用。由附图1可知，本发明的水墨印刷流平性好，色彩饱满，清晰度好，实现了无需对PVC封边条基材进行前处理即可印刷的目的。另外，油墨层对基材的附着力接近100％，且增塑剂迁移率极低(增塑剂迁移率与颜料粒径呈现一定的相关性)。

综上所述，本发明产品具有广阔的市场应用前景，十分利于全面推进PVC家具膜系列产品水性化的进程。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，由如下重量配比的原料组成：

颜料10份，树脂32-36份，分散剂1-3份，润湿剂0.8-1.2份，助溶剂7-9份，纯净水42.2-45.8份。

2.如权利要求1所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，所述颜料为蒽醌稠环酮类有机红、苯并咪唑酮类有机黄、酞菁类有机蓝、炭黑中的任意一种。

3.如权利要求1所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，所述树脂为PVC家具膜聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)的聚合物树脂乳液水墨树脂。

4.如权利要求1所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐类分散剂、低分子量多元羧酸聚合物的烷羟基铵盐溶液类分散剂、醋酸纤维素类分散剂、聚丙烯酸衍生物类分散剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。

5.如权利要求1所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，所述润湿剂为聚醚硅氧烷类润湿剂、氟化改性聚丙烯酸酯类润湿剂中的一种或两种以上任意比例的混合物。

6.如权利要求1所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨，其特征在于，所述助溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。

7.如权利要求1所述PVC封边条凹版印刷水性油墨的制备方法，其特征在于，所述方法为：

将5-15份树脂加到分散釜内，开启搅拌，转速保持在100-200rpm，然后依次加入10-20份纯净水、1-3份分散剂、0.8-1.2份润湿剂、3-5份助溶剂和10份颜料，并以200-500rpm的速率搅拌混合均匀后转移至卧式砂磨机中，研磨至色浆粒径达到250nm以下后过滤出料，得到水性色浆；然后依次将所得水性色浆、配方量中剩余的树脂、配方量中剩余的纯净水以及配方量中剩余的助溶剂加到分散缸内，以100-200rpm的速率搅拌1-1.5h后过滤出料，得到所述的PVC封边条凹版印刷水性油墨。