CN110551417A

CN110551417A - 一种自干型水性醇酸油墨的制备方法及应用

Info

Publication number: CN110551417A
Application number: CN201910867371.2A
Authority: CN
Inventors: 黄焕威
Original assignee: NANXIONG XINGHUI CHEMICAL NEW MATERIALS CO Ltd
Current assignee: NANXIONG XINGHUI CHEMICAL NEW MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2019-12-10

Abstract

本发明涉及一种油墨，更具体地说，它涉及一种自干型水性醇酸油墨，其技术方案要点是：包括以下重量百分数的组分：水性醇酸树脂液50～60%；色粉12～25%；胶质纳米钙0～5%；水性分散剂0.5～2%；去离子水12～15%；乙醇5%；异丙醇2.5～5%；水性固化剂液5～6%。本发明的一种自干型水性醇酸油墨具有快速自干和对铝材有优异的附着能力，耐老化、耐刮伤以及耐汗渍性能，优良的抗表面腐蚀印性和抗裁剪性能，且在材料回收时油墨易于去除处理的优点。

Description

一种自干型水性醇酸油墨的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种油墨，更具体地说，它涉及一种自干型水性醇酸油墨的制备方法及应用。

背景技术

水性油墨简称为水墨，它主要是由水性高分子乳液、有机颜料、树脂、表面活性剂及相关添加剂经化学过程和物理混合而制得的水基印刷油墨。由于它是用水来代替传统油墨中占30%～70%的有毒有机溶剂，使油墨中不再含有挥发性的有机溶剂，故在印刷过程中对工人的健康无不良影响，对大气环境亦无污染，还消除了工作场所易燃易爆的隐患，提高了安全性。同时，相比之下，水性油墨的使用成本比溶剂型油墨的使用成本大约节省了30%左右。因此，水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。

目前，公告号为CN102746730B的中国专利公开了一种水性醇酸丙烯酸树脂油墨及其制备方法，其技术方案要点是：水性醇酸丙烯酸树脂油墨的组分是：水性醇酸丙烯酸树脂65%～80%，颜料 3%～4%，填料 6～10%，去离子水 10%～20%，分散剂 0.05～0.5%，消泡剂0.10%～0.30%，催干剂 0.9%～3.5%。

上述方案存在的缺陷：水性醇酸丙烯酸树脂油墨使用的催干剂组分包含有异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸锆，其中异辛酸钴为有毒物质且具有可燃性，并且油墨的自干速度较慢，印刷过程出现油墨反粘问题比较突出。无法形成边印刷边收卷材料边后期加工的流水作业。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自干型水性醇酸油墨，具有快速自干和对铝材有优异的附着能力，耐老化、耐刮伤以及耐汗渍性能，优良的抗表面腐蚀印性和抗裁剪性能，且在材料回收时油墨易于去除处理的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自干型水性醇酸油墨，包括以下重量百分数的组分：

水性醇酸树脂液 50～60%；

色粉 12～25%；

胶质纳米钙 0～5%；

水性分散剂 0.5～2%；

去离子水 12～15%；

乙醇 5%；

异丙醇 2.5～5%；

水性固化剂液 5～6%。

通过采用上述技术方案，乙醇和异丙醇既做催干剂,又做溶剂,能快速湿润印版,更容易调节油墨的浓度,以满足印刷的要求,之后能快速挥发,基本不残留物质，有效提高印刷过程中油墨的自干速率。选用水性醇酸树脂、水性固化剂以及水性分散剂，使油墨具有快速自干、对铝材有优异的附着能力，且在材料回收时油墨易于去除处理的优点。

本发明另一种实施例是，所述水性醇酸树脂具有自干性能，其分子量要求在60000～70000，pH值控制在7.2～9.2，铅笔硬度值要求不小于1H；产品来源于高明同德化工科技有限公司，型号为：1AA0431Y水性自干醇酸树脂。

通过采用上述技术方案，选用具有自干性能的水性醇酸树脂，能够在践行绿色环保理念的同时降低爆炸和火灾的可能性，提高生产施工的安全性，施工设备可以用水冲洗，节约资源。

本发明另一种实施例是，所述水性分散剂来源于东莞齐岭化工有限公司，型号:BYK-180水油两用分散剂，主要成分为含酸性基团的嵌段共聚体的烷羟基铵盐。

本发明另一种实施例是，所述水性固化剂为开放型，开放温度为65～70℃，只有当油墨受热温度达到或者超过65-70℃时，才能引发固化剂的固化性能，产品来源于上海市水集化工材料有限分司，产品名称:SJ-1801水性非离子型交联剂。

本发明另一种实施例是，一种自干型水性醇酸油墨的制备方法，其特征在于：

第一步、将水性醇酸树脂原液投入分散机，在1500r/min的转速下高速分散35～40分钟，待其从大分子凝结状态分散开，继续加入水性分散剂、去离子水，乙醇和异丙醇对水性醇酸树脂进行稀释处理制得浓度为25%的水性醇酸树脂溶液。

第二步、将去离子水、水性固化剂、乙醇和异丙醇以20%：60%：10%：10%的重量百分比投入在电加热搪瓷混合釜中进行稀释加工，制得水性固化剂液；

第三步、将以重量百分比计：去离子水75%，乙醇20%，异丙醇5%投入混合釜中进行混合，制得组合溶剂；

第四步、将以重量百分比计:

水性醇酸树脂溶液50%

色粉25%

组合溶剂25%

投入到混合釜中，使其充分混合，制成色浆；

第五步：将色浆投入砂磨机中进行研磨；

第六步：把经过研磨并达到质量标准的色浆加入重量百分比为5-6%的水性固化剂液后根据客户的颜色要求进行调色，经品质检验合格后再过滤、包装，制成产品。

通过采用上述技术方案，制得的油墨对铝材有优异的附着能力，用于饮料包装铝材的印刷，印刷成品具有颜色艳丽饱满的图形，文字立体感强烈，耐酸碱性能突出，耐汗渍性能独特，双手长时间触摸不留汗渍和手印。

本发明另一种实施例是，在所述第三步中组合溶剂的组分及重量百分比为去离子水75%，乙醇20%，异丙醇5%。

本发明另一种实施例是，在第五步中研磨温度不高于50℃，研磨粒径要求小于5μm，且控制出机温低于55℃。

本发明另一种实施例是，所述第六步加入水性固化剂液时控制混合釜中的混合物温度小于55℃，加入水性固化剂液之后分散速度控制在500转/min，分散时间控制在15～20分钟，待混合物完全分散均匀、温度不升高时停止分散。

通过采用上述技术方案，严格控制水性固化剂液的加入条件，确保混合物与固化剂不发生反应，混合物能够充分分散均匀，制得高质量的油墨产品。本发明另一种实施例是，水性固化剂液为开放型，开放温度为65～70℃，常见的水性固化剂为封闭型，开放型固化剂是指当温度达到或者超过设定的温度时，固化剂才起固化反应。低于设定温度或者是在常温状态下均不发生固化反应，其性能参数及测试检测标准为：

外观：透明或微黄色

固含量（%）：100%

游离HDI单位（%）：小于0.2%

NCO(%):13.5±0.5

粘度（25℃- mPa•s)）:3500±200

色值：≤50

闪点（℃）：≥80

密度（g/mc）:1.15

通过采用上述技术方案，油墨的温度低于65℃时，油墨与水性固化剂液不发生反应，易于油墨产品的输送保存。油墨印刷时通过高温烘道，温度大于80℃，与水性固化剂液反应发生固化，从而油墨能够很好地附着在铝材表面上。

本发明另一种实施例是，所述油墨具有良好的连贯性，施工一体化，其连贯施工速度可以达到100～120m/min，主要应用于雪碧、可乐饮料金属包装铝材表面印刷。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一，对铝材有优异的附着能力和耐老化、耐刮伤以及耐汗渍性能；

其二，优良的抗表面腐蚀印性能和抗裁剪性能和绿色环保；

其三，快速自干，印刷具有良好的连贯性，提高生产施工的安全性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

一种自干型水性醇酸油墨,包括以下重量百分数的组分：

水性醇酸树脂 50～60%；

色粉 12～20%；

胶质纳米钙 0～5%；

水性分散剂 0.5～2%；

去离子水 12～15%；

乙醇 5%；

异丙醇 2.5～5%；

水性固化剂 5～6%。

实施例1

自干型水性醇酸油墨的制备方法为：

第一步、将水性醇酸树脂投入分散机，在1500r/min的转速下高速分散35～40分钟，待其从大分子凝结状态分散开，继续加入水性分散剂、去离子水和乙醇和异丙醇对水性醇酸树脂进行25%的稀释处理，制得连接料半成品；

第二步、将去离子水、水性固化剂液、乙醇和异丙醇以20%：60%：10%：10%的重量配比投入在混合釜中进行稀释加工，制得水性固化剂半成品；

第三步、将连接料半成品、水性固化剂半成品、色粉、组合溶剂依次投入到混合釜中，使其充分混合，制成色浆；

第四步：将色浆投入砂磨机中进行研磨，控制出机温低于55℃；

第五步：把经过研磨并达到质量标准的色浆根据客户的颜色要求进行调色，经品质检验合格后再过滤、包装，制成产品。

应用范围为：由于本油墨印刷具有良好的连贯性，连贯施工速度可达100～120m/min，主要应用于雪碧、可乐等饮料金属包装铝材表面印刷。

将实施例1的自干型水性醇酸油墨进行性能检测，结果如表1所示：

表1 性能测试结果：

1:耐晒测试:紫外线照射144小时，色差小于1.5%.

2:耐盐雾测试:盐雾喷射72小时不变色.

3:干燥测试:在实验室封闭环境状态下自干时间7-10秒.在印刷生产状态下自干速率为每分钟120-140米。

4；铅笔硬度测试；大于1H

5：附着力：百格法大于95%不脱落

实施例5

白色油墨成品配方为：

水性醇酸树脂 50%

金红石钛白粉 20%

胶质纳米钙 5%

水性分散剂 0.5%

水性固化剂 5%

乙醇 5%

异丙醇 2.5%

去离子水 12%

实施例6：

彩色油墨的成品配方为：

水性醇酸树脂 60%

水性色粉 12%

水性分散剂 2%

去离子水 15%

乙醇 5%

异丙醇 5%

水性固化剂 6%

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种自干型水性醇酸油墨，其特征在于，包括以下重量百分数的组分：

水性醇酸树脂液 50～60%；

色粉 12～25%；

胶质纳米钙 0～5%；

水性分散剂 0.5～2%；

去离子水 12～15%；

乙醇 5%；

异丙醇 2.5～5%；

水性固化剂液 5～6%。

2.根据权利要求1所述的一种自干型水性醇酸油墨，其特征在于：所述水性醇酸树脂具有自干性能，其分子量要求在60000～70000，pH值控制在7.2～9.2，铅笔硬度值要求不小于1H；产品来源于高明同德化工科技有限公司，型号为：1AA0431Y水性自干醇酸树脂。

3.根据权利要求1所述的一种自干型水性醇酸油墨，其特征在于：所述水性分散剂来源于东莞齐岭化工有限公司，型号:BYK-180水油两用分散剂，主要成分为含酸性基团的嵌段共聚体的烷羟基铵盐。

4.根据权利要求1所述的一种自干型水性醇酸油墨，其特征在于：所述水性固化剂为开放型，开放温度为65～70℃，只有当油墨受热温度达到或者超过65-70℃时，才能引发固化剂的固化性能，产品来源于上海市水集化工材料有限分司，产品名称:SJ-1801水性非离子型交联剂。

5.根据权利要求1所述的一种自干型水性醇酸油墨的制备方法，其特征在于：

第一步、将水性醇酸树脂原液投入分散机，在1500r/min的转速下高速分散35～40分钟，待其从大分子凝结状态分散开，继续加入水性分散剂、去离子水，乙醇和异丙醇对水性醇酸树脂进行稀释处理制得浓度为25%的水性醇酸树脂溶液；

第四步、将以重量百分比计:

水性醇酸树脂溶液50%

色粉25%

组合溶剂25%

投入到混合釜中，使其充分混合，制成色浆；

第五步：将色浆投入砂磨机中进行研磨；

6.根据权利要求5所述一种自干型水性醇酸油墨的制备方法，其特征在于：在所述第三步中组合溶剂的组分及重量百分比为去离子水75%，乙醇20%，异丙醇5%。

7.根据权利要求5所述一种自干型水性醇酸油墨的制备方法，其特征在于：在第五步中研磨温度不高于50℃，研磨粒径要求小于5μm，且控制出机温低于55℃。

8.根据权利要求5所述一种自干型水性醇酸油墨的制备方法，其特征在于：所述第六步加入水性固化剂液时控制混合釜中的混合物温度小于55℃，加入水性固化剂液之后分散速度控制在500转/min，分散时间控制在15～20分钟，待混合物完全分散均匀、温度不升高时停止分散。

9.根据权利要求1所述的一种自干型水性醇酸油墨的应用，其特征在于：所述油墨具有良好的连贯性，施工一体化，其连贯施工速度可以达到100～120m/min，主要应用于雪碧、可乐饮料金属包装铝材表面印刷。