CN110903699A - 一种水性凹印塑料油墨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油墨领域，具体涉及一种水性凹印塑料油墨。本发明公开了一种水性凹印塑料油墨，包括如下重量份的原料：连结料30‑40份，溶剂30‑40份，色浆8‑30份，植物挥发油1‑2份，水玻璃6‑8份，增稠剂0.5‑2份，精油2‑3份，助剂8‑10份。本发明采用分步混合的方法将上述原料进行混合，并控制混合过程的温度和混合时间，制备得凹印塑料油墨。本发明制备的水性凹印塑料油墨附着能力强，干燥速度快，耐磨性能好，环境友好，具有防菌抑菌的效果，且带有芳香气味。本发明制备的凹印塑料油墨综合性能显著提高。

Description

一种水性凹印塑料油墨
技术领域
本发明涉及油墨领域，具体涉及一种水性凹印塑料油墨。
背景技术
传统的凹印塑料油墨基本为溶剂型油墨，传统的溶剂型油墨大多由有机溶剂组成，溶剂型油墨中含有大量的苯，甲醛，二甲苯等有机物，这些有机物易燃，易爆，有毒，有强烈的刺激性气味。溶剂型油墨在使用过程中严重影响着人们的身体健康。随着人们对环保的重视，与溶剂型油墨相比更加健康环保的水性油墨应用领域越来越广了。
然而，现有技术中的水性凹印塑料油墨在凹版印刷的过程中也存在着附着能力差以及干燥速度慢，耐磨性、显色性、光泽度差等问题，影响印刷效果。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种水性凹印塑料油墨。本发明中提供的一种水性凹印油墨对塑料制品中大部分的基材都有很好的附着力。
本发明采用如下技术方案：
一种水性凹印塑料油墨，包括如下重量份的原料：连结料30-40份，溶剂30-40份，色浆8-30份，植物挥发油1-2份，水玻璃6-8份，增稠剂0.5-2份，精油2-3份，助剂8-10份。
进一步的，连结料由水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、脂肪族水性聚氨酯树脂按照质量比为(5-6):(3-4):(0.8-1.2)组成。
进一步的，连结料由水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、脂肪族聚氨酯树脂按照质量比为5:4:1组成。
进一步的，水性丙烯酸树脂可选用本领域常用的水性丙烯酸树脂，如环氧改性水性丙烯酸树脂、QCAS-202水性丙烯酸树脂、WRS-1水性丙烯酸树脂、APA系列水性丙烯酸树脂中的一种或几种。
进一步的，水性氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酰胺多胺环氧氯丙烷中的一种或者几种。
进一步的，脂肪族水性聚氨酯是以水为介质，具有阻燃，不污染环境，加工方便等优点。
进一步的，色浆选自耐晒黄色浆、永固红色浆、酞青蓝色浆、酞青绿色浆、永固橙色浆、耐晒紫色浆、碳黑色浆和钛白色浆中的一种。
进一步的，耐晒黄色浆、永固红色浆、酞青蓝色浆、酞青绿色浆、永固橙色浆、耐晒紫色浆和碳黑色浆中色粉所占质量比为30％-40％；钛白色浆中色粉所占比例为70％。
进一步的，溶剂由去离子水、乙醇、乙二醇丁醚按照质量比为(3-8)：(1-2)：(1-2)混合组成。
进一步的，溶剂由去离子水、乙醇、乙二醇丁醚按照质量比为3：1：1混合组成。相比于水作为溶剂，本发明的几种混合物组成的溶剂对粘结料具有很强的溶解力；相比于有机物作为溶剂，本发明将大部分有机挥发溶剂替代为去离子水，从而使制备的油墨更加环保。
进一步的，增稠剂为海藻酸钠。
进一步的，植物挥发油为金丝桃挥发油、花椒挥发油、青木香挥发油、胡柚皮挥发油、山苍子叶挥发油、香芝麻蒿挥发油、川桂叶挥发油、胡椒挥发油、川椒挥发油、天竺葵挥发油、牛至挥发油、香薷挥发油、紫苏挥发油、鱼腥草挥发油、大蒜挥发油中的一种或者几种混合，这种植物挥发油成分含有萜类、醇类、酚类、醛类及其酮类、醚类、有机酸类中的几种。它们是从芳香植物或者草本的根、树皮、茎叶、花、果实、或者种子中提取的油脂状物质。不同来源的植物挥发油具有不同的抗菌谱，对细菌、真菌、病毒、原核生物、昆虫都具有一定的抑制作用。
进一步的，植物挥发油的组成成分、结构及功能性基团决定了它们的抗菌能力的大小。挥发油中含有萜类、醇类、酚类赋予了挥发油具有较强的抗菌抑菌的能力。
进一步的，精油为薰衣草精油、玫瑰精油、洋甘菊精油中的一种，本发明在油墨中添加植物精油，使油墨具有清香气味，油墨在印刷到制品上后可以使制品散发出植物的清香气味，增加印刷制品的使用效果，吸引消费者。
进一步的，助剂为分散剂、表面活性剂、消泡剂、耐磨剂和流平剂组成的混合物；分散剂、表面活性剂、消泡剂、耐磨剂和流平剂的重量比为(2-4):(4-8):(2-4):(1-2):(1-2)。
进一步的，分散剂、表面活性剂、消泡剂、流平剂和耐磨剂的重量比为2:4:2:1:1。
进一步的，分散剂为二异丙醇胺或一乙醇胺。
进一步的，表面活性剂为OP-10(聚氧乙烯辛基苯酚醚-10)或吐温60(聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯)，本发明中的表面活性剂可增加凹印塑料油墨的柔软性。
进一步的，消泡剂为SPA102或SPA202，本发明中的消泡剂是用来抑制油墨生产及印刷机高速运转时油墨回流时所冲击出的泡沫，提高油墨的稳定性。
进一步的，流平剂为乙二醇或丙二醇，本发明中的流平剂是用来改善油墨印刷到承印物上时起到湿润基材，改善油墨出现晕色，出现颜色不均匀露白的现象。
进一步的，耐磨剂为纳米三氧化铝耐磨乳液或聚四氟乙烯微粉蜡，本发明中通过添加耐磨剂使所制备的凹印塑料油墨具有耐磨功能。
一种水性凹印塑料油墨，采用如下方法制备：
(1)按质量份数称取连结料，溶剂，色浆，植物挥发油，水玻璃，增稠剂，精油，助剂；
(2)将溶剂在80℃-100℃的恒温水浴的条件下溶解水性丙烯酸树脂和水性氨基树脂，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和表面活性剂，在温度20℃-25℃的条件下反应1.5-2.5小时，然后依次加入水玻璃、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂和耐磨剂，再持续搅拌20-30分钟；
(4)在温度20-25℃，加入色浆继续搅拌15-25分钟，再加入植物挥发油和精油搅拌5-10分钟，收料即得油墨。
与现有技术相比本发明有如下有益效果：
本发明制备的水性凹印塑料油墨对塑料制品中的大部分基材如双向聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)、流延聚丙烯(CPP)等都有很好的附着力，在生产过程中只需加水作为溶剂。本发明的一种水性凹印塑料油墨对多种基材的附着力较强，可减少印刷机台经常换产品造成油墨浪费，且印刷后的制品油墨附着能力强，颜色鲜艳度、光泽度、伸缩性好，耐磨性也接近油性油墨。本发明中的连结料主要由水性丙烯酸树脂和水性氨基树脂组成，还有少量的脂肪族水性聚氨酯树脂。其中水性丙烯酸树脂的成本较低且可在水中溶解，水性氨基树脂是为数不多水性低分子树脂，用它作连结料无溶剂挥发；脂肪族水性聚氨酯树脂作为改性剂对水性氨基树脂进行改性，利用水性聚氨酯的优点，改善水性氨基树脂的干燥速度，增强附着力，改善水性氨基树脂高温固比，降低干燥时间。本发明制备凹印塑料油墨中添加增稠剂和水玻璃，通过水玻璃和增稠剂的配合，大大提高了凹印塑料油墨的粘结能力、伸缩性，从而保证油墨在印刷后能够牢牢的附着在制品上，不易脱落。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
(1)称取QCAS-202水性丙烯酸树脂15kg、脲醛树脂12kg、脂肪族聚氨酯树脂3kg，去离子水19.2kg、乙醇6.4kg、乙二醇丁醚6.4kg，永固红色浆18kg，大蒜挥发油原液1kg，水玻璃6kg，海藻酸钠0.7kg，薰衣草精油2.2kg，二异丙醇胺1.8kg、OP-10 3.6kg、SPA102 1.8kg、乙二醇0.9kg、纳米三氧化铝耐磨乳液0.9kg；
(2)将溶剂在90℃的恒温水浴的条件下溶解QCAS-202水性丙烯酸树脂和脲醛树脂，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和OP-10，在温度22℃的条件下反应2小时，然后依次加入水玻璃、海藻酸钠、二异丙醇胺、SPA102、乙二醇和纳米三氧化铝耐磨乳液，再持续搅拌24分钟；
(4)在温度20℃，加入永固红色浆继续搅拌20分钟，再加入大蒜挥发油原液和薰衣草精油搅拌8分钟，收料即得油墨。
实施例2
(1)称取环氧改性水性丙烯酸树脂17.5kg、三聚氰胺甲醛树脂14kg、脂肪族聚氨酯树脂3.5kg，去离子水19.8kg、乙醇6.6kg、乙二醇丁醚6.6kg，耐晒黄色浆25kg，香薷挥发油原液1.2kg，水玻璃7kg，海藻酸钠1.2kg，玫瑰精油2kg，一乙醇胺1.7kg、吐温60 3.4kg、SPA202 1.7kg、丙二醇0.85kg、聚四氟乙烯微粉蜡0.85kg；
(2)将溶剂在95℃的恒温水浴的条件下溶解环氧改性水性丙烯酸树脂和三聚氰胺甲醛树脂，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和吐温60，在温度23℃的条件下反应1.8小时，然后依次加入水玻璃、海藻酸钠、一乙醇胺、SPA202、丙二醇和聚四氟乙烯微粉蜡，再持续搅拌25分钟；
(4)在温度22℃，加入耐晒黄色浆继续搅拌23分钟，再加入香薷挥发油原液和玫瑰精油搅拌7分钟，收料即得油墨。
实施例3
(1)称取WRS-1水性丙烯酸树脂18kg、聚酰胺多胺环氧氯丙烷14.4kg、脂肪族聚氨酯树脂3.6kg，去离子水21.6kg、乙醇7.2kg、乙二醇丁醚7.2kg，永固橙色浆15kg，川椒挥发油原液1.5kg，水玻璃7.2kg，海藻酸钠1.8kg，薰衣草精油3kg，二异丙醇胺2kg、吐温60 4kg、SPA202 2kg、乙二醇1kg、纳米三氧化铝耐磨乳液1kg；
(2)将溶剂在85℃的恒温水浴的条件下溶解WRS-1水性丙烯酸树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和吐温60，在温度20℃的条件下反应2.5小时，然后依次加入水玻璃、海藻酸钠、二异丙醇胺2kg、SPA202、乙二醇和纳米三氧化铝耐磨乳液，再持续搅拌20分钟；
(4)在温度21℃，加入永固橙色浆继续搅拌15分钟，再加入川椒挥发油原液和薰衣草精油搅拌8分钟，收料即得油墨。
实施例4
(1)称取环氧改性水性丙烯酸树脂16kg、脲醛树脂12.8kg、脂肪族聚氨酯树脂3.2kg，去离子水24kg、乙醇8kg、乙二醇丁醚8kg，酞青绿色浆8kg，香薷挥发油原液2kg，水玻璃8kg，海藻酸钠0.5kg，洋甘菊精油2.4kg，一乙醇胺1.6kg、OP-10 3.2kg、SPA102 1.6kg、丙二醇0.8kg、聚四氟乙烯微粉蜡0.8kg；
(2)将溶剂在100℃的恒温水浴的条件下溶解环氧改性水性丙烯酸树脂和脲醛树脂，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和OP-10，在温度24℃的条件下反应2.3小时，然后依次加入水玻璃、海藻酸钠、一乙醇胺、SPA102、丙二醇和聚四氟乙烯微粉蜡，再持续搅拌30分钟；
(4)在温度25℃，加入酞青绿色浆继续搅拌25分钟，再加入香薷挥发油原液和洋甘菊精油搅拌5分钟，收料即得油墨。
实施例5
(1)称取环氧改性水性丙烯酸树脂20kg、脲醛树脂16kg、脂肪族聚氨酯树脂4kg，去离子水18kg、乙醇6kg、乙二醇丁醚6kg，钛白色浆30kg，大蒜挥发油原液1.7kg，水玻璃6.5kg，海藻酸钠2kg，薰衣草精油2.8kg，二异丙醇胺1.86kg、OP-10 3.72kg、SPA1021.86kg、丙二醇0.93kg、纳米三氧化铝耐磨乳液0.93kg；
(2)将溶剂在80℃的恒温水浴的条件下溶解环氧改性水性丙烯酸树脂和脲醛树脂，得到混合物A；
(3)将混合物A置于反应器中，向反应器中依次加入脂肪族聚胺酯树脂和OP-10，在温度25℃的条件下反应1.5小时，然后依次加入水玻璃、海藻酸钠、二异丙醇胺、SPA102、丙二醇和纳米三氧化铝耐磨乳液，再持续搅拌25分钟；
(4)在温度25℃，加入钛白色浆继续搅拌19分钟，再加入大蒜挥发油原液和薰衣草精油搅拌10分钟，收料即得油墨。
对比例1
对比例1为在实施例1的基础上进行设置。对比例1与实施例1的区别在于对比例1中的连结料中不加入脂肪族聚氨酯树脂，其他条件与实施例1相同。
对比例2
对比例2为在实施例2的基础上进行设置。对比例2与实施例2的区别在于不加入水玻璃与海藻酸钠，其他条件与实施例2相同。
对比例3
对比例3为在实施例2的基础上进行设置。对比例3与实施例2的区别在于不加入水玻璃，其他条件与实施例2相同。
对比例4
对比例4为在实施例2的基础上进行设置。对比例4与实施例2的区别在于不加海藻酸钠，其他条件与实施例2相同。
对比例5
对比例5为在实施例3的基础上进行设置，对比例5与实施例3的区别在于，不加入耐磨剂，其他条件与实施例3相同。
对按照实施例1中的配方所制备的油墨进行检测，检测标准和结果如表1所示。
表1油墨检测标准及结果
检测项目 检测标准 质量指标性能要求 检验结果
颜色/级 GB/T13217.1-2009 ≥4 5
细度(μm) GB/T13217.3-2008 ≤20 7
光泽度(％) GB/T13217.2-2009 —— 93
粘度(s) GB/T13217.4-2008 13-50 40
着色力(％) GB/T13217.6-2008 100±5 105
耐光/级 GB/T22771-2009 ≥4 6-7
由测试结果可知，本发明中制备的水性凹印塑料油墨，颜色、细度、光泽度、粘度、着色力和耐光等性能均较好。
对实施例1-5和对比例1-5进行性能测试，初干测试采用刮板仪；附着牢度测试使用胶带法；耐磨性测试用油墨耐磨测试仪进行测试，选择2磅砝码，计数器记录摩擦系数。按照国标GB/T 26395-2011和标准EN71-3测试油墨的VOC和重金属量。按照抑菌圈实验测试，通过测试大肠杆菌抑菌圈直径来表征本发明制备的凹印塑料油墨的防菌、抑菌性能。测试结果如表2所示。
表2本发明制备的凹印塑料油墨的测试数据
Figure BDA0002331308240000071
Figure BDA0002331308240000081
本发明制备的凹印塑料油墨的干燥速度快，附着力强、耐磨性能好，且安全环保，安全指标VOC检测符合国标GB/T 26395-2011，重金属检测符合EN71-3。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (8)

1.一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，包括如下重量份的原料：连结料30-40份，溶剂30-40份，色浆8-30份，植物挥发油1-2份，水玻璃6-8份，增稠剂0.5-2份，精油2-3份，助剂8-10份。
2.根据权利要求1所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述连结料由水性丙烯酸树脂、水性氨基树脂、脂肪族水性聚氨酯树脂按照质量比为(5-6):(3-4):(0.8-1.2)组成。
3.根据权利要求2所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述水性氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述精油为薰衣草精油、玫瑰精油、洋甘菊精油中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述溶剂由去离子水、乙醇、乙二醇丁醚按照质量比为(3-8)：(1-2)：(1-2)混合组成。
6.根据权利要求1所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述植物挥发油的成分包含萜类、醇类、酚类、醛类、酮类、醚类、有机酸类中的几种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，所述助剂为分散剂、表面活性剂、消泡剂、耐磨剂和流平剂组成的混合物；所述分散剂、所述表面活性剂、所述消泡剂、所述流平剂和所述耐磨剂的重量比为(2-4):(4-8):(2-4):(1-2):(1-2)。
8.根据权利要求7所述的一种水性凹印塑料油墨，其特征在于，采用如下制备方法所制备：
(1)按质量份数称取所述连结料，所述溶剂，所述色浆，所述植物挥发油，所述水玻璃，所述增稠剂，所述精油，所述助剂；
(2)将所述溶剂在80℃-100℃的恒温水浴的条件下溶解所述水性丙烯酸树脂和所述水性氨基树脂，得到混合物A；
(3)将所述混合物A置于反应器中，向所述反应器中依次加入所述脂肪族水性聚胺酯树脂和表面活性剂，在温度20℃-25℃的条件下反应1.5-2.5小时，然后依次加入所述水玻璃、所述增稠剂、所述分散剂、所述消泡剂、所述流平剂和所述耐磨剂，再持续搅拌20-30分钟；
(4)在温度20-25℃，加入所述色浆继续搅拌15-25分钟，再加入所述植物挥发油和所述精油搅拌5-10分钟，收料即得所述油墨。
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