CN109535825A - 一种用于pvc凹版的水性油墨组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，包括如下重量份数的各组分：含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液40～60份；成膜助剂10～25份；快干剂5～10份；颜料1～10份；流平剂2～5份；润湿剂1～5份；覆膜剂0.1～2份；填料5～15份；所述的含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液是指在丙烯酸树脂乳液的聚合物结构中，含有如下的特殊基团：

Description

一种用于PVC凹版的水性油墨组合物
技术领域
本发明属于环保油墨领域，涉及特殊材料和凹版印刷领域，具体涉及一种用于PVC凹版的水性油墨组合物。
背景技术
PVC彩膜是重要的地材装饰基础材料，利用彩膜可以制造出具有各种图案的地板、壁纸材料。其中，油墨是制备PVC关键材料，其质量直接影响彩膜质量的稳定性，近年来装修的需求剧增，特别是欧美国家更是需求量巨大；另外一个方面，油墨以往油墨都是油性的，含有大量的溶剂，造成了对环境污染，因此，加速油墨水性化是解决油性污染重要的途径，但是，水性与油性相比，干燥速度，印刷质量都有很大的差距，造成这些差距有如下的因素：
1、成膜树脂(水性树脂一般为乳液，是依赖聚合物胶粒相互融合成膜，表面都带有电荷，极为不稳定，表现为凝胶和贮藏稳定性差)
2、颜料：水性色浆表面带有电荷，在调色过程中，如电荷相反，就是色块聚集，导致色彩降低，严重会出现浮色、发花、串色等问题
3、助剂：水性油墨助剂，需要在水中有一定的溶解度，最好能参与成膜过程，从而改善成膜的性能
4、PVC彩膜，在制备地板过程还需要在表面上覆膜，即在表面热压一层耐磨层，油墨与覆膜结合力是产品质量的关键，因此，设计油墨需要兼顾干燥后的油墨与覆膜之间的相互结合的力，以保证产品的质量
5、由于上述因此，交织在一起，因此，问题需要综合施策，一并解决。
从凹版油墨是印刷速度非常快的一种印刷方式。为实现印刷快的目的，通常是使用有机溶剂作为调整印刷速度，油墨粘度，改变油墨流变形态的物质。
近来年，由于雾霾的严重性，使油墨和产生厂家，必须控制有机溶剂的使用，减少有机溶剂向大气排放量，并考虑新的措施最终解决有机溶剂涂料对大气环境的污染问题。
水是最好的有机溶剂替代溶剂。但是，水是一种极性极强，分子间能够形成氢键物质，这造成了分子间作用力增大，使水蒸发热较大，需要环境中供给较大能量才能使液态水分子变成气态的水分子。
为达到快干目的，通常采用加热的方式。但是，加热方式有一定的局限性，加热到一定程度，将会导致印刷材料变形，因此加热设定温度不能超过印刷材料变形温度。
另外一条途径与思路是，就是通过外加剂，改变水的结构，使水的能够快速蒸发。
在使用能够改变水结构，并和水一起挥发的物质中，人们还在进行尝试与研究。目前，尚未形成一种新的认知，来改变的水的结构，使水分子之间的作用力减弱。
在设计外加物质方面，从环保，印刷工艺，印刷材料考虑，基本要求是：外加的物质不能大，不能对环境造成负面影响，同时，还要能够削弱水分子之间的氢键，从而改变水的蒸发热，加速水的蒸发能力，提高水的干燥速度，并在使用外加物质的时，不影响印刷油墨对基材的影响，这些基本要求，对水性环保油墨技术提出了新的挑战。
发明内容
本申请提供一种用于PVC凹版水性油墨组合物，其能在满足印刷速度的情况下，削弱水分子中氢键的作用力，加快干燥速度。
为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，包括如下重量份数的各组分：
所述的含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液是指在丙烯酸树脂乳液的聚合物结构中，含有如下的特殊基团：
作为本发明改进的技术方案，含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度介于55-75℃，重均分子量介于1000-30000。
作为本发明改进的技术方案，快干剂具有如下结构式：
其中，R为包含1～4碳原子的烷基。
作为本发明改进的技术方案，成膜助剂为甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、乙二醇、乙二醇醚、丙二醇醚、丙酮或丁酮中的任意一种或几种的混合物。
作为本发明改进的技术方案，填料为碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脱土中的任意一种或几种的混合物。
作为本发明改进的技术方案，填料为质量比为1:5的二氧化硅与滑石粉的混合物。
作为本发明改进的技术方案，填料的粒径为0.5～2.5微米。
作为本发明改进的技术方案，润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H或甲基，R2为1～18个碳原子的烷基。
作为本发明改进的技术方案，覆膜剂的结构式：
其中，R4为1-4碳原子的烷基；R3为1～3碳原子的烷烃。
作为本发明改进的技术方案，流平剂的结构式：
其中，x为1～4的整数，n为10～50的整数，m为10～30的整数。
有益效果
本申请通过选择控制树脂以及各种助剂、颜料、填料，实现在水分子之间插入另外一个分子，削弱分子之间的作用力，加快干燥速度的；其可满足120米/分凹版印刷高速印刷。
同时，本申请通过调整树脂与助剂、颜料等，协调解决覆膜与油墨结合力的问题，保证印刷质量。
综上，本发明解决水性凹版油墨快干问题，消除了有机溶剂对人体的危害，减轻环境的压力，无味道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，包括如下重量份数的各组分：
所述的含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液是指在丙烯酸树脂乳液的聚合物结构中，含有如下的特殊基团：
本申请的PVC凹版的水性油墨组合物是采用如下方式制备而成的，包括如下步骤：
(1)按照各物质的配比量，进行称重，向反应釜中依次加入填料和覆膜剂、成膜助剂、润湿剂、快干剂、含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液，同时，不断搅拌，混合均匀；
(2)将反应釜的温度控制在45℃～60℃，向其中加入颜料，加完毕之后保温5～15分钟，再加入流平剂。
为了实现印刷效果的最优化，含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度介于55-75℃，重均分子量介于1000-30000。
为了提高印刷速度，保证印刷质量，以及快速干燥，快干剂具有如下结构式：
其中，R为包含1～4碳原子的烷基。
为了保证成膜的稳定性，成膜助剂为甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、乙二醇、乙二醇醚、丙二醇醚、丙酮或丁酮中的任意一种或几种的混合物。
为了实现印刷具有好的流平性、成膜稳定性，填料为碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脱土中的任意一种或几种的混合物；填料的粒径为0.5～2.5微米。优选地，填料为质量比为1:5的二氧化硅与滑石粉的混合物。
为了实现印刷稳定性，润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H或甲基，R2为1～18个碳原子的烷基。
为了保证成膜的稳定性，覆膜剂的结构式：
其中，R4为1-4碳原子的烷基；R3为1～3碳原子的烷烃。
为了实现快速流平，流平剂的结构式：
其中，x为1～4的整数，n为10～50的整数，m为10～30的整数；其制备方法为采用本体聚合物，按照物质的摩尔比称重，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得到。
本申请中，颜料为有机颜料、无机颜料、有机染料中的任意一种。
另外，还根据使用环境添加助剂，选用的助剂包括消泡剂、润滑剂和耐磨剂。所述的消泡助剂是指可以消除搅拌、生产、施工过程中的助剂，例如有机硅消泡剂，丙烯酸消泡剂、醇类消泡剂；所述的润滑剂，包括有机硅润滑剂、蜡、石墨。对于消泡剂、润滑剂和耐磨剂的用量可以根据实际需要根据一些公知常识进行添加。
下述实施例中使用的含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度均在55-75℃之间，重均分子量为1000-30000。
实施例1
本实施例提供的用于PVC凹版水性油墨组合物包含如下重量份的各物质：
其中，含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度介于55-75℃，重均分子量介于1000-30000。本实施例中选用的为聚酯乳液、醇酸树脂乳液以及氯化聚丙烯酸树脂乳液按照质量比3：5：2的混合物；填料为二氧化硅与滑石粉按照质量比为1:5混合的混合物，填料的粒径为0.5～2.5微米；覆膜剂的结构式：
其中，R4为4碳原子的烷基；R3为1碳原子的烷烃。
所用的润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H，R2为18个碳原子的烷基。
流平剂的结构式：
其中，x为1的整数，n为50的整数，m为10的整数。
快干剂具有如下结构式：
其中，R为包含1～4碳原子的烷基。
PVC凹版的水性油墨组合物是采用如下方式制备而成的，包括如下步骤：
(1)按照各物质的配比量，进行称重，向反应釜中依次加入填料和覆膜剂、成膜助剂、润湿剂、快干剂、含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液，同时，不断搅拌，混合均匀；
(2)将反应釜的温度控制在45℃～60℃，向其中加入颜料，加完毕之后保温5～15分钟，再加入流平剂。
产品效果：无味道，180耐热时间5分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度110米/分，PVC薄膜不变形，耐紫外线辐照600小时。
实施例2
本实施例提供的用于PVC凹版水性油墨组合物包含如下重量份的各物质：
其中，含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度介于55-75℃，重均分子量介于1000-30000。本实施例中选用的为醇酸树脂乳液、氯化聚丙烯酸树脂乳液、聚氨酯乳液和有机硅乳液按照质量比4：1：5：8的混合物；填料为碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土与蒙脱土按质量比1：1：1：1：1：1的混合物，填料的粒径为0.5-1.5微米；覆膜助剂具有如下分子结构式：
其中，R4为10碳原子的烷基；R3为3碳原子的烷烃。
润湿剂含有如下结构：
其中，R1为甲基，R2为18个碳原子的烷基。
流平剂的结构式：
其中，x为4的整数，n为10的整数，m为30的整数；其制备方法为采用本体聚合物，按照物质的摩尔比称重，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得到。
成膜助剂还可以选用丁醇、丙醇、乙二醇、乙二醇醚、丙二醇醚。
其制备方法同实施例1。
效果：无味道，180耐热时间16分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度120米/分，PVC薄膜不变形，耐紫外线辐照600小时。
实施例3
本实施例提供的用于PVC凹版水性油墨组合物包含如下重量份的各物质：
其中，本实施例中含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液选用的为醇酸树脂乳液、氯化聚丙烯酸树脂乳液与聚氨酯乳液聚合物乳液按照质量比3：5：2的混合制备而成；填料为碳酸钙与滑石粉按照质量比为3:5混合的混合物，填料的粒径为2.5微米。
润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H或甲基，R2为12个碳原子的烷基。
为了实现快速流平，流平剂的结构式：
其中，x为2的整数，n为15的整数，m为20的整数；其制备方法为采用本体聚合物，按照物质的摩尔比称重，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得到。
其制备方法同实施例1。
效果：无味道，180耐热时间7分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度111米/分，PVC薄膜不变形，耐紫外线辐照600小时。
实施例4
本实施例提供的用于PVC凹版水性油墨组合物包含如下重量份的各物质：
其中，本实施例中含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液选用的为氯化聚丙烯酸树脂乳液、环氧树脂乳液、酚醛环氧树脂乳液以及氨基树脂乳液按照质量比1：2：5：3的混合而成；填料为粘土与滑石粉按照质量比为1:5混合的混合物，填料的粒径为1.5微米；
润湿剂含有如下结构：
其中，R1为甲基，R2为12个碳原子的烷基。
覆膜剂的结构式：
其中，R4为3碳原子的烷基；R3为2碳原子的烷烃。
为了实现快速流平，流平剂的结构式：
其中，x为2的整数，n为20的整数，m为10的整数；其制备方法为采用本体聚合物，按照物质的摩尔比称重，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得到。
其制备方法同实施例1。
效果：无味道，180耐热时间15分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度100米/分，PVC薄膜不变形，耐紫外线辐照600小时。
实施例5
本实施例提供的用于PVC凹版水性油墨组合物包含如下重量份的各物质：
其中，本实施例中含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液选用的为聚酯乳液、醇酸树脂乳液以及氨基树脂乳液按照质量比4：3：5的混合物；填料为硫酸钡与滑石粉按照质量比为3:2混合的混合物，填料的粒径为2.5微米；
润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H，R2为2个碳原子的烷基。
覆膜剂的结构式：
其中，R4为2碳原子的烷基；R3为2碳原子的烷烃。
为了实现快速流平，流平剂的结构式：
其中，x为2的整数，n为45的整数，m为13的整数；其制备方法为采用本体聚合物，按照物质的摩尔比称重，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得到。
其制备方法同实施例1。
效果：无味道，180℃耐热时间13分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度117米/分，PVC薄膜不变形，耐紫外线辐照600小时。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
所述的含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液是指在丙烯酸树脂乳液的聚合物结构中，含有如下的特殊基团：
2.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，含有特殊基团的丙烯酸树脂乳液的玻璃化温度介于55-75℃，重均分子量介于1000-30000。
3.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，快干剂具有如下结构式：
其中，R为包含1～4碳原子的烷基。
4.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，成膜助剂为甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、乙二醇、乙二醇醚、丙二醇醚、丙酮或丁酮中的任意一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，填料为碳酸钙、硅灰石、硫酸钡、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脱土中的任意一种或几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，填料为质量比为1:5的二氧化硅与滑石粉的混合物。
7.根据权利要求5所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，填料的粒径为0.5～2.5微米。
8.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，润湿剂含有如下结构：
其中，R1为-H或甲基，R2为1～18个碳原子的烷基。
9.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，覆膜剂的结构式：
其中，R4为1-4碳原子的烷基；R3为1～3碳原子的烷烃。
10.根据权利要求1所述的一种用于PVC凹版的水性油墨组合物，其特征在于，流平剂的结构式：
其中，x为1～4的整数，n为10～50的整数，m为10～30的整数。
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