CN110204958A - 一种环保水性印刷油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷油墨技术领域，具体涉及一种环保水性印刷油墨及其制备方法，包括如下重量份的原料：水性丙烯酸乳液10‑30份、水性聚氨酯乳液10‑20份、水性氨基树脂8‑16份、水性醇酸树脂5‑15份、水性聚酰胺树脂8‑12份、马来酸改性松香树脂4‑8份、乙醇2‑6份、助剂10‑20份、颜料10‑20份、去离子水10‑30份。本发明的环保水性印刷油墨抗水性能好，附着力高，干燥速度快，着色性好，保存持久，印制的产品光泽度高，耐磨抗刮，环保无毒无气味，综合性能较强，满足凹版印刷要求，提高印刷质量。

Description

一种环保水性印刷油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及印刷油墨技术领域，具体涉及一种环保水性印刷油墨及其制备方法。
背景技术
油墨是保证印刷质量的非常关键的因素之一。现有的用于印刷的油墨总会有各种的问题：有的油墨含有苯、酮类衍生物，对环境污染较大；有的油墨适应性较差，对于不同的纸张附着力不能保证，或总的附着力不够强；有的油墨综合性能佳，但成分毒性太大，对印刷工人具有慢性的身体危害。
对于以上问题，水性油墨本身具有环保的特点，而为了保持性能目前的水性油墨环保属性会有所下降，为了继续强化水性油墨的环保属性，不断地开发新原料配方，显得尤为重要。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种环保水性印刷油墨，该环保水性印刷油墨抗水性能好，附着力高，干燥速度快，着色性好，保存持久，印制的产品光泽度高，耐磨抗刮，环保无毒无气味，综合性能较强，满足凹版印刷要求，提高印刷质量。
本发明的另一目的在于提供一种环保水性印刷油墨的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
本发明的环保水性印刷油墨添加的水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液，同时具有水性氨基树脂、水性醇酸树脂、水性聚酰胺树脂、马来酸改性松香树脂的优势协同效应，抗水性能好，附着力高，干燥速度快，着色性好，保存持久，印制的产品光泽度高，耐磨抗刮，环保无毒无气味，综合性能较强，满足凹版印刷要求，提高印刷质量。
优选的，所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体30-50份、引发剂1.5-2.5份、乳化剂1-5份和去离子水20-40份。本发明采用的水性丙烯酸乳液通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的水性丙烯酸乳液具有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性、在高温烘烤时不变色、不返黄。
优选的，所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比1.5-2.5：1：0.5-1.5：0.4-0.8组成的混合物。本发明通过严格控制丙烯酸酯单体的种类、复配及配比，使得水性丙烯酸乳液的Tg在合适的范围，既能使胶膜具有较高的硬度和拉伸强度，还具有较低的成膜温度。
优选的，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。本发明通过采用上述引发剂，可以在较低温度下引发聚合反应，可以提高反应速率，降低能耗。
优选的，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯和甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯中的至少一种。本发明通过采用上述乳化剂，能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液，可以提高乳液的稳定性，有利于丙烯酸酯单体的聚合。
优选的，所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比1.4-2.2：0.8-1.2：0.5-1.5：1：0.4-0.8：0.2-0.6组成的混合物。本发明通过采用上述助剂，并严格控制各助剂的重量配比，
优选的，所述无机填料是由纳米碳酸钙、纳米碳酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氢氧化铝、纳米陶瓷颗粒和纳米硅微粉中的至少一种。本发明通过采用上述无机填料，粒径小，能够很好的分散于乳液中，在一定程度上增强了成膜物质的耐磨性、耐热性和耐候性；提高丙烯酸酯单体的共聚效果，提高单体的分散性及反应的均匀性，进一步提高产品质地的均一性；还能使油墨着色更细腻，不易散开，克服水性油墨的弱点。
所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、微晶石蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种。本发明通过采用上述分散剂，可以提升光泽，增加流平效果，提高着色力，降低粘度，减少絮凝，增加贮藏稳定性。
优选的，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷羟基改性有机硅氧烷和丙烯酸酯流平剂中的至少一种。本发明通过采用上述流平剂，能有效降低光油表面张力，提高其流平性和均匀性，可改善光油的渗透性，能减少刷涂时产生斑点和斑痕的可能性，增加覆盖性，使成膜均匀、自然，使得光油在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。本发明通过采用上述消泡剂，具有消泡速度快、抑泡时间长、效果好、扩散性、渗透性好、热稳定性好等特点。
优选的，所述成膜助剂为苯甲醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、己二醇丁醚醋酸酯和3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种。本发明通过采用上述成膜助剂，具有良好的成膜性、相容性和优异的基材附着性。
所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、N-氨丙基一甲基乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。本发明通过采用上述pH调节剂，其调节pH效果好，制得的环保水性印刷油墨抗水性能好，附着力高。
所述颜料为酞青绿、酞青蓝、永固红、联苯胺黄、炭黑、二氧化钛中的至少一种。本发明通过采用上述颜料，环保，黑、白、蓝、绿、红、黄的配合已可满足大多数打印颜色的使用要求。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
本发明的有益效果在于：本发明的环保水性印刷油墨添加的水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液，同时具有水性氨基树脂、水性醇酸树脂、水性聚酰胺树脂、马来酸改性松香树脂的优势协同效应，抗水性能好，附着力高，干燥速度快，着色性好，保存持久，印制的产品光泽度高，耐磨抗刮，环保无毒无气味，综合性能较强，满足凹版印刷要求，提高印刷质量。
本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体30份、引发剂1.5份、乳化剂1份和去离子水20份。
所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比1.5：1：0.5：0.4组成的混合物。
所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。
所述乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比1.4：0.8：0.5：1：0.4：0.2组成的混合物。
所述无机填料是由纳米碳酸钙或纳米碳酸钡；所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌或硬脂酸钡；所述流平剂为聚二甲基硅氧烷。
所述消泡剂为乳化硅油；所述成膜助剂为苯甲醇、乙二醇、丙二醇或己二醇；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
实施例2
一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体35份、引发剂1.8份、乳化剂2份和去离子水25份。
所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比1.8：1：0.8：0.5组成的混合物。
所述引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。
所述乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比1.6：0.9：0.8：1：0.5：0.3组成的混合物。
所述无机填料是由纳米二氧化钛或纳米二氧化硅；所述分散剂为硬脂酸丁酯；所述流平剂为聚甲基苯基硅氧烷。
所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物；所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述pH调节剂为N-甲基乙醇胺或二甲基乙醇胺。
一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
实施例3
一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体40份、引发剂2份、乳化剂3份和去离子水30份。
所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比2：1：1：0.6组成的混合物。
所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯。
所述乳化剂为苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚或苯乙基酚聚氧乙烯醚。
所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比1.8：1：1：1：0.6：0.4组成的混合物。
所述无机填料是由纳米氢氧化铝；所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷。
所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；所述成膜助剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚或三丙二醇正丁醚；所述pH调节剂为单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。
一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
实施例4
一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体45份、引发剂2.2份、乳化剂4份和去离子水35份。
所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比2.2：1：1.2：0.7组成的混合物。
所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮或过氧化环己酮。
所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪胺聚氧乙烯醚。
所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比2：1.1：1.2：1：0.7：0.5组成的混合物。
所述无机填料是由纳米陶瓷颗粒；所述分散剂为硬脂酸单甘油酯或三硬脂酸甘油酯；所述流平剂为烷羟基改性有机硅氧烷。
所述消泡剂为丙二醇苯醚。所述成膜助剂为丙二醇苯醚；所述pH调节剂为丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、N-氨丙基一甲基乙醇胺或2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇。
一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
实施例5
一种环保水性印刷油墨，包括如下重量份的原料：
所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体50份、引发剂2.5份、乳化剂5份和去离子水40份。
所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比2.5：1：1.5：0.8组成的混合物。
所述引发剂为过氧化二碳酸二异丙酯或过氧化二碳酸二环己酯。
所述乳化剂为失水山梨醇脂肪酸酯或甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯。
所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比2.2：1.2：1.5：1：0.8：0.6组成的混合物。
所述无机填料是由纳米硅微粉；所述分散剂为微晶石蜡或氧化聚乙烯蜡；所述流平剂为丙烯酸酯流平剂。
所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；所述成膜助剂为己二醇丁醚醋酸酯或3-乙氧基丙酸乙酯；所述pH调节剂为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾。
一种环保水性印刷油墨的制备方法，按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
经测试，本发明的环保水性印刷油墨细度≦20μm，粘度为25-35/s(25℃)，着色力可以达到100％-110％，附着牢度可以达到100％不脱落，耐水性可以达到5级，耐晒性可以达到6级以上。
本发明的环保水性印刷油墨抗水性能好，附着力高，干燥速度快，着色性好，保存持久，印制的产品光泽度高，耐磨抗刮，环保无毒无气味，综合性能较强，满足凹版印刷要求，提高印刷质量。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保水性印刷油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液由如下重量份的原料制成：丙烯酸酯单体30-50份、引发剂1.5-2.5份、乳化剂1-5份和去离子水20-40份。
3.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述丙烯酸酯单体是由甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯以重量比1.5-2.5：1：0.5-1.5：0.4-0.8组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯和甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述助剂是由无机填料、分散剂、流平剂、消泡剂、成膜助剂和pH调节剂以重量比1.4-2.2：0.8-1.2：0.5-1.5：1：0.4-0.8：0.2-0.6组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述无机填料是由纳米碳酸钙、纳米碳酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氢氧化铝、纳米陶瓷颗粒和纳米硅微粉中的至少一种；所述分散剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸丁酯、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、微晶石蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述流平剂为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷羟基改性有机硅氧烷和丙烯酸酯流平剂中的至少一种；所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种环保水性印刷油墨，其特征在于：所述成膜助剂为苯甲醇、乙二醇、丙二醇、己二醇、十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇苯醚、己二醇丁醚醋酸酯和3-乙氧基丙酸乙酯中的至少一种；所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丁基乙醇胺、丁基二乙醇胺、N-氨丙基一甲基乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种环保水性印刷油墨的制备方法，其特征在于：按重量配比称取上述原料混合，搅拌均匀，然后研磨至细度小于20μm，制得环保水性印刷油墨。
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