CN110028806A - 一种pvc彩膜的水性油墨易分散红色颜料以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料以及制备方法，该颜料包括喹吖啶酮红和包覆在喹吖啶酮红表面的包覆材料，该包覆材料通过苯乙烯‑马来酸酐共聚物改性而制得，其中马来酸酐为承载包覆与物理性能的载体，Q为功能基团的载体，通过一定的化学反应手段在马来酸酐的侧链上，由于Q分子的亲水分散和粘结功能，使颜料既可以在水中容易分散、又可以同时和PVC基材以及PVC覆膜具有很好结合力，从而使颜料分散均匀，在水性油墨中的分散稳定性好，最终使印刷的色彩精确性、粘合力、抗撕拉性都达到了预期的效果。

Description

一种PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料以及制备方法
技术领域
本发明属于油墨领域，涉及一种用于PVC彩膜水性油墨所用的红色颜料制作方法，具体涉及如何将喹吖啶酮红颜料，经过特殊的处理，使其变成与PVC、PVC覆膜相容，并能在水性油墨中容易分散而具有精确调色的原色材料。
背景技术
PVC彩膜是重要的装饰材料，它广泛应用于壁纸、地板以及高档装修的领域。PVC彩膜一般是在基材之上，再压上一层油墨彩膜，最后压一层覆膜。在PVC彩膜的印刷过程，不仅要求彩膜印刷精确，颜色完美，而且要求印刷彩膜图案后，带有图案的彩膜可以与上层的覆膜具有良好的粘结性，因此，在油墨设计过程中，一方面，要考虑油墨与PVC基材结合，还要兼顾印刷油墨后的彩膜与上层覆膜具有良好的粘结力；另一方面，要求与其他颜色具有可调性，分散性好。
油墨分为水性和油性，油性油墨的与覆膜的结合的较好，调色的准确性也更高，但是它采用了有机溶剂，对环境污染很严重。随着环保要求的提高，PVC油墨也逐渐要求水性化，在水性化过程中，水性油墨中的颜料分布色点边缘变得的不规则，印刷出来的墨点边缘不规则，甚至出现了渗色现象，同时会影响调色精确性。这是因为水性油墨的连接料是有很多亲水性基团，导致与原料的颜料相容性变差，容易使颜料分散过程中，出现团聚，引述出来的油墨颜色色点混合不均匀，导致印刷产品鲜影性劣化，使水性油墨印刷出来的产品质量变差。如何使水性油墨，既能对环境友好，又能像油性油墨一样，具有良好的分散性，是需要克服与解决的问题。
在水性油墨制备过程中，喹吖啶酮红是制备三原色中红色颜料的主要品种，色泽鲜艳、着色力强、耐光性、耐热性、耐候性、耐溶剂性、耐酸性和耐碱性均优、无迁移性、突出的热稳定性，被广泛应用于油墨等行业。本发明通过对水性油墨中的红色颜料喹吖啶酮红进行改性，使最终制得的水性油墨分散性好，调色准确，避免了粘结团聚现象。
发明内容
本发明为了解决现有技术红色颜料的分散差、调色不准确、粘结力差等问题，提供了一种PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料以及制备方法，其思路是在特定的红色颜料上，包覆既可以在水中容易分散、又可以同时和PVC基材以及PVC覆膜具有很好结合力的包覆材料，本发明选择喹吖啶酮红作为三原色的红色颜料，具体方案如下：
一种PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，包括喹吖啶酮红和包覆在喹吖啶酮红表面的包覆材料，所述的喹吖啶酮红结构式如下：
所述的包覆材料结构式如下：
其中，m取值范围为50-100，n取值范围为50-100，m/n＝1/4，Q为功能分子，具有亲水功能、分散功能、改善与PVC粘结力的功能。
作为优选，Q作为功能分子，能够满足以上所述功能的分子片段，都是本发明的可选择范围。
与现有技术直接将分散剂加入染料中相比，本发明在染料上包覆一层材料，可以使染料分散更均匀。
作为优选，所述包覆材料的分子量为5000-20000。本发明选择高分子来包覆，但太大不容易包，因此选择分子量在5000-20000之间。
作为优选，所述包覆材料中的Q含有亲水基，亲水基为氨基、羟基、羧基中的一种或多种。
作为优选，所述包覆材料中的Q还含有氯基。氯基具有吸电子诱导效应，特征吸光度向长波方向移动，染料的颜色就会发生变化，在PVC里，让颜色更加还原和逼真，且不影响原材料的颜色，使调色更精准。PVC中的氯和包覆材料中的氯之间相容，可以增强染料与PVC之间的结合力。
所述包覆材料的结构式可以如下：
其中，n1取值范围为1-3，Y为亲水基。
所述包覆材料的结构式也可以是如下：
作为优选，所述包覆材料由苯乙烯-马来酸酐聚合物和2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸反应得到，反应温度为120-130℃，反应时间为3-5小时。
上述PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料的制备方法，包括以下步骤：将所述的包覆材料和喹吖啶酮红混合均匀，在145-155℃条件下，在双螺杆挤出机中挤出，研磨，即可。
作为优选，所述包覆材料和喹吖啶酮红的质量比15:1-30:1。
作为优选，所述改性喹吖啶酮红颜料的粒径大小在0.5-5μm。
上述水性油墨易分散红色颜料的具体应用如下：先将改性喹吖啶酮红制成水性油墨，然后在PVC基材上印刷水性油墨，最后压上覆膜，即可。
本发明解决了喹吖啶酮红在PVC水性油墨中颜料分散，相容以及与PVC基材以及覆膜结合力的问题，在喹吖啶酮红颜料上包覆可以在水中容易分散、同时又可以在PVC基材以及上层膜有很好的结合力的包覆材料，由于Q分子的亲水分散和粘结功能，使颜料分散均匀，在水性油墨中的分散稳定性好，最终使印刷的色彩精确性、粘合力、抗撕拉性都达到了预期的效果。
具体实施方式
本发明的喹吖啶酮红颜料包覆颜料，是由通过苯乙烯-马来酸酐共聚物改性而制得，其中马来酸酐为承载包覆与物理性能的载体，Q为功能基团的载体，通过一定的化学反应手段在马来酸酐的侧链上，连接上Q分子的基团。研究中发现，苯乙烯含量对喹吖啶酮红颜料相容性、耐温性有影响；而马来酸酐的含量对亲水性有较大的影响，而Q基团，强烈的影响着与PVC的结合力，以及颜料颗粒的大小以及分散性能。下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
本发明所述PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，包括喹吖啶酮红和包覆在喹吖啶酮红表面的包覆材料，所述的喹吖啶酮红结构式如下：
所述的包覆材料结构式如下：
Q为功能分子，具有亲水功能、分散功能、改善与PVC粘结力的功能，能够满足以上所述功能的分子片段，都是本发明的可选择范围。所述的Q中含有亲水基，也可以含有氯基，所述的亲水基可以是氨基、羟基、羧基中的一种或多种。
以下实施例中的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，是通过苯乙烯-马来酸酐聚合物(结构式5)和2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸(结构式6)反应得到包覆材料，再将包覆材料包覆在喹吖啶酮红颜料表面得到的。
结构式5如下：
结构式6如下：
上述结构式中，m取值范围为50-100，n取值范围为50-100，m/n＝1/4，所述的包覆材料分子量为5000-20000。
实施例1
称量100千克苯乙烯-马来酸酐聚合物，20千克2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到120℃，搅拌速度为300r/min,反应时间为4小时，冷却获得马来酸酐改性树脂，将得到马来酸酐改性树脂即包覆材料与喹吖啶酮红混合，混合比例是20：1,然后于150℃条件下在双螺杆机器上，挤出，得到PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料。
实施例2
称量300千克苯乙烯-马来酸酐聚合物，50千克2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到130℃，搅拌速度为250r/min,反应时间为3小时，冷却获得马来酸酐改性树脂，将得到马来酸酐改性树脂与喹吖啶酮红混合，混合比例是26：1,然后于148℃条件下在双螺杆机器上，挤出，得到PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料。
实施例3
称量500千克苯乙烯-马来酸酐聚合物，100千克2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到125℃，搅拌速度为350r/min,反应时间为4小时，冷却获得马来酸酐改性树脂，将得到马来酸酐改性树脂与喹吖啶酮红混合，混合比例是30：1,然后于155℃条件下在双螺杆机器上，挤出，得到PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料。
实施例4
称量30千克苯乙烯-马来酸酐聚合物，4千克2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到123℃，搅拌速度为300r/min,反应时间为5小时，冷却获得马来酸酐改性树脂，将得到马来酸酐改性树脂与喹吖啶酮红混合，混合比例是15：1,然后于145℃条件下在双螺杆机器上，挤出，得到PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料。
对比例1
市购红色水性油墨。
将实施例1-4中的改性喹吖啶酮红颜料制成水性油墨，进行性能测试。
墨稳定性：墨方式的打印机EM-930C(商品名、精工爱普生株式会社制)中填充各油墨，并从抽吸盖将喷出头卸下并放置一日。放置后实施一次清洁，并使整个连续印刷20页，从而基于以下的基准对印刷遗漏、飞行偏离的喷嘴数量进行判断。评价基准如下：
A：遗漏、飞行偏离为0喷嘴
B：遗漏、飞行偏离为1～5喷嘴
C：遗漏、飞行偏离为6喷嘴以上；
干燥后颜色均匀性：称取同样重量的实施例1-4及对比例1所得油墨，采用同样工艺于棉类、纸张、塑料等上进行喷墨打印，并于同一印刷温度下干燥，比较色彩均一性以及褶皱性；采用本申请的水性PVC油墨进行印刷时，干燥温度设置为85℃，也可以为60-90℃。评价基准如下：
A1：颜色分布均匀、无褶皱；
B1：颜色分布不均匀、存在褶皱。
评价试验的结果示于下述表。
表1性能测试
结论：本发明的颜料用于水性油墨中，具有良好的相容性，分散性好，出墨稳定性高。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，包括喹吖啶酮红和包覆在喹吖啶酮红表面的包覆材料，所述的喹吖啶酮红结构式如下：
所述的包覆材料结构式如下：
其中，m取值范围为50-100，n取值范围为50-100，m/n＝1/4，Q为功能分子，具有亲水功能、分散功能、改善与PVC粘结力的功能。
2.根据权利要求1所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述的包覆材料分子量为5000-20000。
3.根据权利要求2所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述包覆材料中的Q含有亲水基，亲水基为氨基、羟基、羧基中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述包覆材料中的Q还含有氯基。
5.根据权利要求4所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述包覆材料的结构式如下：
其中，n1取值范围为1-3，Y为亲水基。
6.根据权利要求4所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述包覆材料的结构式如下：
7.根据权利要求6所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料，其特征在于，所述包覆材料由苯乙烯-马来酸酐聚合物和2-(2-氨基乙基)-5-氯苯甲酸反应得到，反应温度为120-130℃，反应时间为3-5小时。
8.基于权利要求1-7任一项所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包覆材料和喹吖啶酮红混合均匀，在145-155℃条件下，在双螺杆挤出机中挤出，研磨，即可。
9.根据权利要求8所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料的制备方法，其特征在于，所述包覆材料和喹吖啶酮红的质量比15:1-30:1。
10.根据权利要求8所述的PVC彩膜的水性油墨易分散红色颜料的制备方法，其特征在于，所述改性喹吖啶酮红颜料的粒径大小在0.5-5μm。
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