CN110294964A - 凹印水性油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹印水性油墨及其制备方法，包括质量比为3:1的A组份和B组份，A组份包括以下原料：30重量份醇类溶剂、10重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、10重量份松香改性醇酸树脂、4重量份三聚氰胺树脂、2重量份海藻酸钠微球乳液、20重量份填料、5重量份复合树脂微球乳液、20重量份颜料、0.5重量份消泡剂、0.1重量份pH调节剂，其中，复合树脂微球乳液包括质量比为1:1:0.5的柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶；B组份包括质量比为1.5:1.7:1.5:8的表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液。本发明能够有效提高凹印水性油墨的附着力，减缓印刷产品褪色和色变。

Description

凹印水性油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及油墨制备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种凹印水性油墨及其制备 方法。

背景技术

目前国内环境日益严峻，各地政府部门出台各种政策来降低排放污染，环境保护包括 石油、化工、包装、印刷行业开展挥发性有机物排污收费试点申报等内容。在印刷行业， 印刷油墨，根据溶剂的不同，分为有机溶剂油墨和水性油墨，由于水性油墨是以水为稀释 剂，不含苯、甲苯、二甲苯，受到人们的青睐，但是水性油墨的附着力低，会影响印刷效果。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种凹印水性油墨及其制备方法，其能够有效提高凹印水 性油墨的附着力，减缓印刷产品褪色和色变。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种凹印水性油墨，包括质量比 为3:1的A组份和B组份，A组份包括以下原料：30重量份醇类溶剂、10重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、10重量份松香改性醇酸树脂、4重量份三聚氰胺树脂、2 重量份海藻酸钠微球乳液、20重量份填料、5重量份复合树脂微球乳液、20重量份颜料、 0.5重量份消泡剂、0.1重量份pH调节剂，其中，复合树脂微球乳液包括质量比为1:1:0.5 的柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶；B组份包括质量比为1.5:1.7:1.5:8的表面活性剂、流 平剂、固化剂、聚乙烯乳液。

优选的是，填料包括质量比为1:1:0.5:0.3:0.1的贝壳粉末、高岭土、珊瑚粉、石英粉、 气相白炭黑，其中，填料的粒径≤10μm。

优选的是，固化剂包括质量比为2:1:0.5的聚酰胺、二乙二醇二丙烯酸酯、淀粉。

优选的是，海藻酸钠微球乳液的制备方法为：将海藻酸钠置于其总质量5倍量的去离 子水中浸泡24h，然后升温至40～42℃并置于600r/min条件下搅拌至海藻酸钠溶解于去离 子水中，再加入海藻酸钠总质量1倍量的质量分数为2％的氯化钙水溶液，置于30Mpa 的压力下通过高压均质机均质3次，均质温度为50～55℃，最后在25～30℃条件下静置0.5 h，即得到海藻酸钠微球乳液。

优选的是，复合树脂微球乳液的制备方法为：

A1、将柯巴树脂、紫胶树脂溶于柯巴树脂总质量5倍量的乙醇中，然后加入柯巴树脂 总质量0.1倍量的石蜡油、0.1倍量的二乙烯三胺，置于1000r/min、50～55℃条件下加热1 h，调节pH至4，继续反应0.5h，除去乙醇，得到第一混合树脂微球；

A2、将阿拉伯胶溶于阿拉伯胶5倍量的去离子水中，加入阿拉伯胶0.1倍量的十二烷 基硫酸钠、0.5倍量的姜粉，调节pH至5，置于1000r/min、40～45℃条件下加热1h，除 去去离子水，得到第二混合树脂微球；

A3、在40～45℃条件下将柯巴树脂总质量2倍量的非离子型乳化剂加入柯巴树脂总质 量5倍量的去离子水中，得到乳化液，将第一混合树脂微球、第二混合树脂微球中乳化液 中，置于1000r/min、110～115℃条件下搅拌2h，降温至25～30℃并置于3000r/min条件下 搅拌0.5h，得到复合树脂微球乳液，其中，非离子乳化剂为二乙二醇脂肪酸酯。

优选的是，醇类溶剂包括质量为2:1:1:0.5的山梨醇、木糖醇、乙醇、二甘醇。

优选的是，紫胶树脂在使用前进行脱色处理。

优选的是，包括：

制备A组份：S1、将水性丙烯酸树脂、消泡剂、去离子水混合并于3000r/min条件下搅拌1h，然后置于-10～-5℃条件下加入颜料，颜料分十次等量加入，颜料加入完毕升温至30～35℃条件下于1000r/min搅拌0.5h，得到第一混合溶液；S2、将松香改性醇酸树脂、 三聚氰胺树脂、海藻酸钠微球乳液、填料、醇类溶剂混合并于3000r/min条件下搅拌1h， 得到第二混合溶液；S3、在300r/min、25～30℃条件下将第一混合溶液分20次等量加入 第二混合液中，每次间隔5min，加入完毕后，加入复合树脂微球乳液并使用pH调节剂调 节pH至8.5～9.5，置于3000r/min条件下搅拌0.5h，即得到A组份；

制备B组份：将表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液混合，即得B组份。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过使用醇溶性树脂(松香改性醇酸树脂和三聚氰胺树脂)和水溶性树 脂(水性丙烯酸树脂配合)配合使用，使油墨在印刷体表面形成保护膜，不仅可增加油墨的附着力，而且可有效提高油墨的耐水性能，同时，通过实验证明A组分和B组分的最 佳配比为3:1。

第二、紫胶树脂中含有游离的羧基、羟基、酯基、及醛基等活性基团，且紫胶树脂对人畜无毒性和无刺激性，柯巴树脂含有胺基、羧基等活性基团，且具有较好的透明度，阿 拉伯胶含有大量的羧基活性基团，由柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶所制备的微球表面具 有较多类型的活性基团，复合树脂微球表面的活性基团与水溶性树脂、醇溶性树脂通发生 交联，一方面柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶、姜粉配合使用能够增强油墨的附着力和耐 摩擦性，另一方面能够增加油墨的耐水性，同时，在油墨中引入海藻酸钠微球乳液，能够 有效减少复合树脂微球聚沉，进而提高油墨的稳定性，延长油墨的储存时间。

第三、采用本发明制备油墨的方法能够有效提高油墨的稳定性，减少A组份中树脂、 树脂微球结膜、聚沉，延长油墨的储存时间；通过在填料中引入气相白炭黑、珊瑚粉、石英粉，提高油墨的稳定性。

第四、通过使用复合固化剂、以及在固化剂中添加淀粉，能够提高油墨的粘度；通过 使用复合醇类溶剂能够有效提高油墨的流平性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明 的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字 能够据以实施。

<实施例1>

凹印水性油墨，包括质量比为3:1的A组份和B组份，A组份包括以下原料：30重 量份醇类溶剂、10重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、10重量份松香改性醇酸 树脂、4重量份三聚氰胺树脂、2重量份海藻酸钠微球乳液、20重量份填料、5重量份复 合树脂微球乳液、20重量份颜料、0.5重量份消泡剂、0.1重量份pH调节剂，其中，复合 树脂微球乳液包括质量比为1:1:0.5的柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶；

B组份包括质量比为1.5:1.7:1.5:8的表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液。

填料包括质量比为1:1:0.5:0.3:0.1的贝壳粉末、高岭土、珊瑚粉、石英粉、气相白炭 黑，其中，填料的粒径≤10μm。

固化剂包括质量比为2:1:0.5的聚酰胺、二乙二醇二丙烯酸酯、淀粉。

海藻酸钠微球乳液的制备方法为：将海藻酸钠置于其总质量5倍量的去离子水中浸泡 24h，然后升温至40～42℃并置于600r/min条件下搅拌至海藻酸钠溶解于去离子水中，再 加入海藻酸钠总质量1倍量的质量分数为2％的氯化钙水溶液，置于30Mpa的压力下通过 高压均质机均质3次，均质温度为50～55℃，最后在25～30℃条件下静置0.5h，即得到海 藻酸钠微球乳液。

复合树脂微球乳液的制备方法为：

A1、将柯巴树脂、紫胶树脂溶于柯巴树脂总质量5倍量的乙醇中，然后加入柯巴树脂 总质量0.1倍量的石蜡油、0.1倍量的二乙烯三胺，置于1000r/min、50～55℃条件下加热1 h，调节pH至4，继续反应0.5h，除去乙醇，得到第一混合树脂微球；

A2、将阿拉伯胶溶于阿拉伯胶5倍量的去离子水中，加入阿拉伯胶0.1倍量的十二烷 基硫酸钠、0.5倍量的姜粉，调节pH至5，置于1000r/min、40～45℃条件下加热1h，除 去去离子水，得到第二混合树脂微球；

A3、在40～45℃条件下将柯巴树脂总质量2倍量的非离子型乳化剂加入柯巴树脂总质 量5倍量的去离子水中，得到乳化液，将第一混合树脂微球、第二混合树脂微球中乳化液 中，置于1000r/min、110～115℃条件下搅拌2h，降温至25～30℃并置于3000r/min条件下 搅拌0.5h，得到复合树脂微球乳液，其中，非离子乳化剂为二乙二醇脂肪酸酯。

醇类溶剂包括质量为2:1:1:0.5的山梨醇、木糖醇、乙醇、二甘醇。

紫胶树脂在使用前进行脱色处理。

包括：制备A组份：S1、将水性丙烯酸树脂、消泡剂、去离子水混合并于3000r/min条件下搅拌1h，然后置于-10～-5℃条件下加入颜料，颜料分十次等量加入，颜料加入完毕升温至30～35℃条件下于1000r/min搅拌0.5h，得到第一混合溶液；S2、将松香改性醇酸 树脂、三聚氰胺树脂、海藻酸钠微球乳液、填料、醇类溶剂混合并于3000r/min条件下搅 拌1h，得到第二混合溶液；S3、在300r/min、25～30℃条件下将第一混合溶液分20次等 量加入第二混合液中，每次间隔5min，加入完毕后，加入复合树脂微球乳液并使用pH调 节剂调节pH至8.5～9.5，置于3000r/min条件下搅拌0.5h，即得到A组份；

制备B组份：将表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液混合，即得B组份。

<对比例1>

在实施例1的基础上制备凹印水性油墨，其中不同的是A组份和B组份的质量比为7： 1。

<对比例2>

在实施例1的基础上进行制备凹印水性油墨，其中，不同的是A组份包括：30重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、2重量份海藻酸钠微球乳液、20重量份填料、5 重量份复合树脂微球乳液、20重量份颜料、0.5重量份消泡剂、0.1重量份pH调节剂，其 中，复合树脂微球乳液包括质量比为1:1:0.5的柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶。

<对比例3>

在实施例1的基础上进行制备凹印水性油墨，其中，不同的是A组份包括：30重量份醇类溶剂、10重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、10重量份松香改性醇酸树 脂、4重量份三聚氰胺树脂、20重量份填料、20重量份颜料、0.5重量份消泡剂、0.1重 量份pH调节剂。

<对比例4>

在实施例1的基础上进行制备凹印水性油墨，其中，不同的是填料包括质量比为1:1 的贝壳粉末、高岭土。

<对比例5>

在实施例1的基础上进行制备凹印水性油墨，其中，不同的是固化剂为聚酰胺。

<对比例6>

在实施例1的基础上进行制备凹印水性油墨，其中，不同的是复合树脂微球的制备方 法，复合微球的制备方法具体为：A1、将柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶溶于柯巴树脂总质量5倍量的混合液中，混合液包括质量为1:1的乙醇和水，然后加入柯巴树脂总质量0.1倍量的石蜡油、0.1倍量的二乙烯三胺，置于1000r/min、50～55℃条件下加热1h，调节 pH至4，继续反应0.5h，除去混合液，得到复合树脂微球；A2、在40～45℃条件下将柯 巴树脂总质量2倍量的非离子型乳化剂加入柯巴树脂总质量5倍量的去离子水中，得到乳 化液，将复合微球加入乳化液中并置于110～115℃条件下搅拌2h，降温至25～30℃并置于 3000r/min条件下搅拌0.5h，得到复合树脂微球乳液，其中，非离子乳化剂为二乙二醇脂 肪酸酯。

<对比例7>

在实施例1的基础上制备凹印水性油墨，其中，不同的是醇类溶剂包括质量比为1:0.5 的乙醇和二甘醇。

<对比例8>

在实施例1的基础上制备凹印水性油墨，其中，不同的是A组份制备方法为：S1、 将水性丙烯酸树脂、消泡剂、松香改性醇酸树脂、三聚氰胺树脂、海藻酸钠微球乳液、填 料、去离子水、复合树脂微球乳液、醇类溶剂混合并于3000r/min条件下搅拌1h，然后 置于-10～-5℃条件下加入颜料，颜料加入完毕升温至30～35℃条件下于1000r/min搅拌0.5 h，使用pH调节剂调节pH至8.5～9.5，置于3000r/min条件下搅拌0.5h，即得到A组份。

<试验表征>

1、性能表征

采用实施例1、对比例1～8的方法制备9组凹印水性油墨，9组凹印水性油墨的性能分别按下列方法进行试验，结果如表1所示；

细度参照GB/T 13217.3进行检测；

初干性参照GB/T 13217.5-2008进行测试；

流平性：通过目视观察展样的流平性；

表1、凹印油性水墨的性能表征

其中，流平性等级分为0-5(0为差，5为优)，细度的质量标准为≤25，粘度的质量标准为25-70，初干性的质量标准为20-50，溶剂残留的质量标准为≤30；

对比分析实施1、对比例1～8、市售油墨，可以发现实施例1的方法所制备的油墨性能较好，表明本发明凹印油墨及其制备方法能够有效改善油墨的性能。

2、附着力

采用实施例1、对比例1～4、对比例6、对比例8的方法制备7组凹印水性油墨,7组凹印水性油墨分别按下列方法进行检测，结果如表2所示；

耐摩擦性：将油墨涂抹到纸张表面，待干燥后使用10N力摩擦印刷面，摩擦20次后观察墨膜的受损程度，受损程度分为0-8等级，其中，8表示墨膜无受损；

附着力：采用百格测试法进行检测，检测结果为0B-5B，其中，0B表示格子油墨脱落介于66％-100％，5B表示格子无任何油墨脱落；

稳定性：将凹印油墨放置18个月，观察油墨中是否有有沉淀和是否有结膜，评价等级为0-10，10表示无沉淀无结膜；

表2、凹印水性油墨附着力、耐磨性及稳定性

对比分析上述试验，可以得出本发明凹印水性油墨及其制备方法能够有效提高油墨的 附着力、稳定性和耐摩擦力。

3、耐水性

采用实施例1、对比例1～3、对比例5～6、对比例8的方法制备6组凹印水性油墨，6组凹印水性油墨分别按照下面的方法进行试验，结果如表3所示；

耐水性采用浸泡法进行检测，根据观察水的染色程度评定凹印油墨的耐水性级别，其 中，耐水级别为1-5，1表示严重染色，5表示无色：

表3、凹印水性油墨的耐水性

	耐水性
		实施例1	4
对比例2	3
		对比例3	2
对比例5	3
		对比例6	3
对比例8	2
		市售	2

对比分析上述试验，可以得出本发明所制备的凹印水性油墨具有较好的耐水性能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用， 它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现 另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特 定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.凹印水性油墨，其特征在于，包括质量比为3:1的A组份和B组份，A组份包括以下原料：30重量份醇类溶剂、10重量份去离子水、5重量份水性丙烯酸树脂、10重量份松香改性醇酸树脂、4重量份三聚氰胺树脂、2重量份海藻酸钠微球乳液、20重量份填料、5重量份复合树脂微球乳液、20重量份颜料、0.5重量份消泡剂、0.1重量份pH调节剂，其中，复合树脂微球乳液包括质量比为1:1:0.5的柯巴树脂、紫胶树脂、阿拉伯胶；

B组份包括质量比为1.5:1.7:1.5:8的表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液。

2.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，填料包括质量比为1:1:0.5:0.3:0.1的贝壳粉末、高岭土、珊瑚粉、石英粉、气相白炭黑，其中，填料的粒径≤10μm。

3.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，固化剂包括质量比为2:1:0.5的聚酰胺、二乙二醇二丙烯酸酯、淀粉。

4.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，海藻酸钠微球乳液的制备方法为：将海藻酸钠置于其总质量5倍量的去离子水中浸泡24h，然后升温至40～42℃并置于600r/min条件下搅拌至海藻酸钠溶解于去离子水中，再加入海藻酸钠总质量1倍量的质量分数为2％的氯化钙水溶液，置于30Mpa的压力下通过高压均质机均质3次，均质温度为50～55℃，最后在25～30℃条件下静置0.5h，即得到海藻酸钠微球乳液。

5.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，复合树脂微球乳液的制备方法为：

A1、将柯巴树脂、紫胶树脂溶于柯巴树脂总质量5倍量的乙醇中，然后加入柯巴树脂总质量0.1倍量的石蜡油、0.1倍量的二乙烯三胺，置于1000r/min、50～55℃条件下加热1h，调节pH至4，继续反应0.5h，除去乙醇，得到第一混合树脂微球；

A2、将阿拉伯胶溶于阿拉伯胶5倍量的去离子水中，加入阿拉伯胶0.1倍量的十二烷基硫酸钠、0.5倍量的姜粉，调节pH至5，置于1000r/min、40～45℃条件下加热1h，除去去离子水，得到第二混合树脂微球；

A3、在40～45℃条件下将柯巴树脂总质量2倍量的非离子型乳化剂加入柯巴树脂总质量5倍量的去离子水中，得到乳化液，将第一混合树脂微球、第二混合树脂微球中乳化液中，置于1000r/min、110～115℃条件下搅拌2h，降温至25～30℃并置于3000r/min条件下搅拌0.5h，得到复合树脂微球乳液，其中，非离子乳化剂为二乙二醇脂肪酸酯。

6.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，醇类溶剂包括质量为2:1:1:0.5的山梨醇、木糖醇、乙醇、二甘醇。

7.如权利要求1所述的凹印水性油墨，其特征在于，紫胶树脂在使用前进行脱色处理。

8.如权利要求1所述的凹印水性油墨的制备方法，其特征在于，包括：

制备A组份：S1、将水性丙烯酸树脂、消泡剂、去离子水混合并于3000r/min条件下搅拌1h，然后置于-10～-5℃条件下加入颜料，颜料分十次等量加入，颜料加入完毕升温至30～35℃条件下于1000r/min搅拌0.5h，得到第一混合溶液；S2、将松香改性醇酸树脂、三聚氰胺树脂、海藻酸钠微球乳液、填料、醇类溶剂混合并于3000r/min条件下搅拌1h，得到第二混合溶液；S3、在300r/min、25～30℃条件下将第一混合溶液分20次等量加入第二混合液中，每次间隔5min，加入完毕后，加入复合树脂微球乳液并使用pH调节剂调节pH至8.5～9.5，置于3000r/min条件下搅拌0.5h，即得到A组份；

制备B组份：将表面活性剂、流平剂、固化剂、聚乙烯乳液混合，即得B组份。