CN111187536A - 一种生物降解塑料印刷用疏水油墨及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及印刷油墨技术领域,具体涉及到一种生物降解塑料印刷用疏水油墨及制备方法。该油墨在水中容易崩解碎裂,便于实现生物降解。该疏水油墨的制备原料,以重量份计,包括复合连结树脂100、助成膜剂5~40、色料5~40、色料分散剂1~30和溶剂;所述复合连结树脂由PVA树脂和疏水性树脂组成。通过对助成膜剂、色料分散剂、功能助剂,以及复合连结树脂的成分和比例的调控,使油墨具有优良的附着牢度、好的抗粘连性能和耐磨性的同时,还能具备优良的高低温存放稳定性和优良的印刷效果,不会因为附着牢度、抗粘连性而牺牲油墨的印刷效果和综合性能。

Description

一种生物降解塑料印刷用疏水油墨及制备方法
技术领域
本发明涉及印刷油墨技术领域,具体涉及到一种生物降解塑料印刷用疏水油墨及制备方法。
背景技术
随着环保要求的日益严格,可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料优势凸显,相较于普通塑料,可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料具有良好的透明度、抗静电性、耐油性、耐有机溶剂性和印刷性,更重要的是可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料能够生物降解且对环境友好,因此,可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品被广泛地应用在食品包装、建材、医药等行业中。
可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的主要材料或改性填充物是含有亲水基长链的高分子化合物,使得可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料整体具有较高的亲水性,该塑料的印刷制品表面极其容易吸收空气环境中的水分,导致材料表面致密度松弛,出现表面微膨胀现象,当该塑料的印刷制品在高湿度(90~98%RH)的环境中会吸收过多水分,将引起塑化剂在表面的微量析出。而常规印刷油墨的连结材料一般是由硝酸纤维素、乙基纤维素、松香酯、醇酸树脂、聚酰胺树脂、氯化聚丙烯和氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂等一种或多种疏水性树脂组成,对空气中的水分吸收极少,不会出现微膨胀现象。当可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品中塑料和油墨两种材料的膨胀现象不同步时,会降低或破坏塑料与油墨的结合界面,特别是在高湿度(90~98%RH)的环境中,塑化剂在塑料表面的微量析出会进一步破坏塑料与油墨的结合界面。当常规印刷油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的表面印刷后,在常温高湿度(15~30℃,90~98%RH)的环境中放置4~24小时后油墨的附着力降低,导致该塑料印刷制品在受到外物或外力的摩擦和剥离时容易出现油墨脱落,严重影响塑料印刷制品的正常使用,因此,提高油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面附着力的研究具有重要意义。
CN106397815A公开了一种提高塑料印刷品中油墨附着力的方法,但是该发明的油墨并不适用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品。CN100575434C公开了一种塑料凹版印刷复合油墨,该发明中有机溶剂占油墨质量的65~83%,有机溶剂挥发后不仅污染大气环境,对人体也会造成损害。CN108753034A公开了一种聚乙烯醇水性凹印UV油墨及其制备方法,但是在油墨存在重铬酸铵,作为光敏剂的六价铬重金属元素在干态墨层中的质量占比为1.5~4.6%,重金属铬的存在对人体和环境都会造成极大危害,此外该油墨利用亲水性的PVA作为连结树脂,在高湿度条件下,印刷后的油墨层外表面会吸收空气中的水分,造成油墨层发粘的现象,影响印刷品的正常使用。
综上所述,现有技术中没有可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的专用印刷油墨,已有的常规印刷油墨对可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的附着力差、表面易发粘,且常规印刷油墨存在重金属污染、有机溶剂污染和难以生物降解等缺陷,因此,当前亟需解决的技术问题是如何制备一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的新型环保印刷油墨。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的第一方面提供了一种生物降解塑料印刷用疏水油墨,其制备原料,以重量份计,包括复合连结树脂100、助成膜剂5~40、色料5~40、色料分散剂1~30和溶剂;所述复合连结树脂由PVA树脂和疏水性树脂组成。
作为一种优选的技术方案,所述PVA树脂的重量至少占所述复合连结树脂重量的55wt%。
作为一种优选的技术方案,所述PVA树脂和疏水性树脂的重量比为(3~4):1.5。
作为一种优选的技术方案,所述疏水性树脂选自聚酰胺树脂、硝基纤维树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案,所述助成膜剂选自多元醇、含硫化合物、多聚物、含氮化合物、酯类化合物中的一种或多种。
作为一种优选的技术方案,所述助成膜剂选自丙三醇、聚丙二醇、聚二氧化碳、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、丁氧基磷酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种;优选的,所述助成膜剂选用N,N-二甲基甲酰胺、N-乙基吡咯烷酮、聚丙二醇中两种的组合。
作为一种优选的技术方案,色料分散剂为聚丙烯酸钠树脂和/或改性聚丙烯酸树脂。
作为一种优选的技术方案,其制备原料还包括功能助剂;所述功能助剂选自消泡剂、防霉杀菌剂、哑光剂、填充料、表面活性剂中的一种或多种。
本发明的第二个方面提供了如上所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨的制备方法,包括如下步骤:
(1)溶解釜中加入水,在搅拌状态下加入配方量的助成膜剂和PVA树脂,并在90~100℃下搅拌溶解,得到溶液A;
(2)溶解釜中加入有机溶剂,在搅拌状态下加入配方量的疏水性树脂,并在40~50℃下搅拌溶解,得到溶液B;
(3)在溶液A中加入色料分散剂和其余成分搅拌混合,并将所得混合物用分散机进行预分散混合,得到混合液C;
(4)将混合液C置于砂磨机中,加入有机溶剂砂磨,所得混合液过滤后得到的滤液为溶液D,然后将溶液D和溶液B分散并乳化即得所述生物降解塑料印刷用疏水油墨。
本发明的第三个方面提供了如上所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨在生物降解塑料和生物基改性塑料的凹版印刷、丝网印刷、凸版印刷中的应用。
有益效果:1、本发明的油墨为可生物降解的塑料和生物基改性塑料的专用印刷油墨,适用于凹版印刷、丝网印刷和凸版印刷,本发明油墨的应用范围广,具有推广应用价值。
2、针对现有技术中常规印刷油墨对可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料在高湿度条件下附着力差(附着牢度为0~35%)和表面容易发粘的技术问题,本发明的油墨采用PVA树脂和疏水性树脂混合后的复合连结树脂,加入合适配比的助成膜剂、色料、色料分散剂和溶剂,一方面该油墨与可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料具有接近的相容性和近似的吸水性,可以降低或者消除因为塑料表面吸水引起的微膨胀或者塑化剂微量析出对塑料-油墨界面产生的影响,保证塑料与油墨之间结合牢固,另一方面该油墨具有一定的疏水性,即使在极端潮湿(90~98%RH)的环境中,本发明的油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面的附着牢度为90~100%并且不粘连,油墨层耐磨不易脱落。
3、本发明中的印刷油墨通过对助成膜剂、色料分散剂、功能助剂,以及复合连结树脂的成分和比例的调控,使油墨具有优良的附着牢度、好的抗粘连性能和耐磨性的同时,还能具备优良的高低温存放稳定性和优良的印刷效果,不会因为附着牢度、抗粘连性而牺牲油墨的印刷效果和服用性能。
4、针对现有技术的常规印刷油墨中含有大量有机溶剂或重金属元素的技术问题,本发明的油墨中溶剂为水基溶剂,水在溶剂中的质量百分比为70~95%,油墨中水的质量为油墨中连接树脂的质量的3~7.5倍,本发明的油墨中不含或者仅有极少量的芳烃类化合物和完全不含重金属元素,对环境友好且无二次污染,制备方法简单易操作且成本低,是一种新型的绿色环保型印刷油墨。此外,本发明的油墨具有可生物降解性,为制造全物料生物降解的塑料制品提供了一种新途径。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述。本发明中的词语“优选的”、“进一步地”等是指,在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案,但并不暗示其他实施方案不可用,也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。此外,若没有特殊说明,本发明中的实验步骤可以调换顺序,其中,如“步骤(1)”、“步骤(2)”等并非旨在限定操作顺序。
本发明的第一方面提供了一种生物降解塑料印刷用疏水油墨,其制备原料,以重量份计,包括复合连结树脂100、助成膜剂5~40、色料5~40、色料分散剂1~30和溶剂;所述复合连结树脂由PVA树脂和疏水性树脂组成。
本发明中的疏水油墨主要用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷。其中的可生物降解PVA塑料包括但不限于纯PVA树脂塑料、淀粉改性PVA塑料、纤维素改性PVA塑料等。生物基改性塑料包括但不限于淀粉改性塑料、纤维素改性塑料等。进一步地,以所述生物基改性塑料为百分比基准,所述生物基改性塑料中淀粉或纤维素的填充质量百分比大于18%。
PVA树脂:不同于常规PE、PP等塑料制品,生物降解塑料是含有羟基等亲水性较强基团的长链高分子化合物,使得可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料整体具有较高的亲水性,因此其塑料的印刷制品表面极其容易吸收空气环境中的水分,导致材料表面致密度松弛,出现表面微膨胀现象,甚至由于上述原因导致制品中的塑化剂、抗氧剂等助剂析出在制品表面,从而影响油墨在制品表面的润湿和铺展,而且由于生物降解塑料分子链中的羟基等基团极性较强,若油墨中的连结树脂为非极性或极性较弱时,其不能很好的渗透甚至铺展到制品表面,从而影响其对制品表面的附着力。
针对上述技术问题,申请人在本发明中以PVA树脂为主连接树脂,利用PVA树脂中的分子链结构与被印刷生物降解塑料分子链结构之间的相似性,使油墨可以降低或者消除因为塑料表面吸水引起的微膨胀或者塑化剂微量析出对塑料-油墨界面产生的影响,保证塑料与专用油墨之间结合牢固,即使在极端潮湿(90~98%RH)的环境中,专用油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面也可以维持良好的附着牢度。
在一些实施方式中,所述PVA树脂的重量至少占所述复合连结树脂重量的55wt%。若连结树脂(即连接树脂)中的PVA树脂含量不足,其对塑料表面的铺展和渗透性不够显著,不能很好的利用PVA树脂与塑料表面之间的相似相容性和近似的吸水性。
本发明中对PVA树脂不做特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类PVA树脂材料。在一些实施方式中,所述PVA树脂的粘度为2.0~65mPa·S;进一步地,所述PVA树脂的醇解度为80~100%。其中所述醇解度是指PVA树脂醇解之后,得到的产物中羟基的摩尔质量占PVA树脂中原有基团摩尔质量的百分数。
具体的,所述PVA树脂包括但不限于GBT 12010.3-2010规定的086-03、088-04、088-05、088-08、088-20、088-35、088-50、092-20、092-35、094-27、096-27、098-04、098-05、098-08、098-27、098-35、100-27、100-35、100-60、100-27H、100-31H、100-37H、100-50H和100-60H等中的一种或多种。
疏水性树脂:申请人在完成本发明的过程中发现,当在油墨中以PVA树脂为主要连接树脂时,确实可以显著改善油墨与塑料纸片表面的粘结力,提高油墨的附着力。然而,由于PVA树脂分子链结构上的特点,其极易吸水,延长油墨印刷后的干燥时间。特别地,仅仅由纯PVA树脂制得的单树脂组份油墨,当其应用于高增塑剂含量PVA塑料薄膜表面印刷时(比如增塑剂含量大于20wt%),容易引起油墨表面粘连,尤其是在较高湿度环境下严重影响油墨的正常使用。
针对上述问题,申请人在本发明中以PVA树脂为主要连接树脂的同时,复配使用少量的疏水性树脂,利用此类疏水性树脂的疏水作用和对湿度的不敏感性,以及与PVA树脂的非相容性能促进其已于覆盖于油墨表面形成疏水保护层,有效避免油墨层的粘连问题。
在一些实施方式中,所述疏水性树脂选自聚酰胺树脂、硝基纤维树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。
本发明中的聚酰胺树脂是由二聚酸与二元胺经缩聚反应而成的树脂材料。进一步地,所述聚酰胺树脂为醇溶聚酰胺树脂和/或酯溶聚酰胺树脂。进一步地,所述醇溶聚酰胺树脂为中性醇溶聚酰胺树脂。进一步地,所述醇溶聚酰胺树脂的数均分子量为2000~10000。进一步的,所述醇溶聚酰胺树脂的软化点110~125℃,黏度为70~180mPa·s,25℃。
本发明中对所述硝基纤维树脂的种类不做特殊限定,包括但不限于满足WJ9028-2005中规定的硝基纤维树脂。在一些实施方式中,硝基纤维树脂的质量为百分比基准,所述硝基纤维素树脂优选氮元素的质量百分比为10.2~12.2%;进一步地,所述硝基纤维树脂优选硝化棉DLX3/5(1/16秒)、硝化棉L型1/8、硝化棉H型1/32或硝化棉H型1/16等。
本发明中的丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物经过聚合之后所得聚合物的总称。在一些实施方式中,所述丙烯酸树脂选用改性丙烯酸乳液树脂。进一步地,所述改性丙烯酸乳液树脂优选纯丙乳液树脂、乙丙乳液树脂、苯丙乳液树脂或丙烯酸胺-丙烯酸酯共聚乳液树脂。
助成膜剂:本发明中的助成膜剂主要为易成膜的低挥发性物质。
在一些实施方式中,所述助成膜剂选自多元醇、含硫化合物、多聚物、含氮化合物、酯类化合物中的一种或多种。
作为多元醇对其成分不做特殊限定,包括但不限于乙二醇、丙二醇或丙三醇等。作为含硫化合物对其成分不做特殊限定,包括但不限于二甲基亚砜、二硫化碳等。作为多聚物对其成分不做特殊限定,包括但不限于聚乙二醇、聚丙二醇或聚二氧化碳等。作为含氮化合物对其成分不做特殊限定,包括但不限于N-甲基二乙醇胺、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、甲基吡啶、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮或N-丁基吡咯烷酮等。作为酯类化合物对其成分不做特殊限定,包括但不限于丁氧基磷酸三乙酯、柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯等。
在一些优选的实施方式中,所述助成膜剂选自丙三醇、聚丙二醇、聚二氧化碳、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、丁氧基磷酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种;优选的,所述助成膜剂选用N,N-二甲基甲酰胺、N-乙基吡咯烷酮、聚丙二醇中两种的组合。
进一步地,所述N,N-二甲基甲酰胺和N-乙基吡咯烷酮的质量比例为1:(4~5)。进一步地,所述N,N-二甲基甲酰胺和聚丙二醇的质量比为3:(1~2)。进一步地,所述聚丙二醇的数均分子量为180~800;优选,三聚体(即PPG200)和六聚体(即PPG400)。
色料:本发明中的色料是为油墨层着色的成分,对其具体组分不做特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类颜料和色料,包括但不限于有机颜料例如永固红、甲苯胺红、永固桔黄G、永固桔黄GA、永固黄HR6、酞青蓝BGS、酞青绿G或酞青蓝BGNCF(15:4)等;无机颜料,例如钛白、炭黑、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、氧化铁红、氧化铁黄、铝粉或铜粉等。进一步地,所述色料优选非水溶性的色料,以减少油墨层在塑料表面上的迁移。
溶剂:本发明中的所述溶剂为水和有机溶剂的混合物,其用量根据具体需求可以调节。在一些实施方式中,以油墨的总质量为百分比基准,所述溶剂的质量百分比为60~88%。优选的,所述水:有机溶剂的质量比为100:(5~35)。优选的,所述连结树脂:所述水的质量比为1:(3~7.5)。
在不影响复合连结树脂、助成膜剂、色料、色料分散剂、功能助剂等成分的溶解性和挥发性的前提下,所述有机溶剂可以选用本领域技术人员所熟知的任何有机溶剂,包括但不限于醇(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲-丁醇、叔-丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苯甲醇)、多元醇(如乙二醇、二甘醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫二甘醇)、二醇衍生物(如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、二醋酸乙二醇酯、乙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙醚、乙二醇单苯醚)、胺类(如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺)以及其它极性溶剂(如甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、乙腈、丙酮),还包括甲苯、二甲苯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸异戊酯、丁二酸二乙酯等。另外,这些水混溶有机溶剂可以以两种或更多种混合使用。优选地,所述有机溶剂采用二甲苯、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮或丁酮中的一种或多种的组合。
色料分散剂:本发明中的色料分散剂为有助于将色料分散在油墨体系中的成分。在一些实施方式中,色料分散剂为聚丙烯酸钠树脂和/或改性聚丙烯酸树脂。
优选的,所述聚丙烯酸钠树脂优选分子量为1000~2500。进一步地,所述改性聚丙烯酸树脂优选分子量为5000~17000;优选,分子量为5000~8000。进一步地,所述改性聚丙烯酸树脂的酸值为180~250mg KOH/g。进一步地,所述改性聚丙烯酸树脂选用苯乙烯-改性丙烯酸共聚水性树脂,例如上海凯茵化工有限公司的S-70、S-90、S-120或S-160的等。
功能助剂:在一些实施方式中,其制备原料还包括功能助剂;所述功能助剂选自消泡剂、防霉杀菌剂、哑光剂、填充料、表面活性剂中的一种或多种。
作为消泡剂,其成分不做特殊限定,包括但不限于辛醇、磷酸三丁酯、甲基硅油、有机硅、硬脂酸酯或矿物油等。作为防霉杀菌剂其成分不做特殊限定,包括但不限于异噻唑啉酮等。作为哑光剂,其成分不做特殊限定,包括但不限于二氧化硅、淀粉等。作为填充料,其成分不做特殊限定,包括但不限于滑石粉、硅灰石、碳酸钙、沸石、淀粉或改性淀粉等。作为表面活性剂优选使用阴离子表面活性剂,对阴离子表活性剂成分不做特殊限定,包括但不限于十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯。
申请人在完成本发明的过程中发现油墨中以PVA树脂为主要连接树脂时,能够通过PVA树脂与可生物降解PVA塑料之间的分子链结构相容性和近似的亲水性,促进油墨往塑料表面的渗透和铺展,增强油墨与可降解PVA塑料界面的粘结力。然而,同样由于PVA树脂的上述特点,导致油墨对环境的湿度非常敏感,在较高湿度的环境下容易吸收水分,印刷时容易出现粘连的情况。特别地,仅仅由纯PVA树脂制得的单树脂组份油墨,当其应用于高增塑剂含量PVA塑料薄膜表面印刷时(比如增塑剂含量大于20wt%),容易引起油墨表面粘连。为了改善上述情况,申请人在PVA树脂为主体的油墨体系中少量加入上述疏水性树脂,由于疏水性树脂的疏水作用,可以在一定程度上改善油墨的粘连性,尤其在较高湿度环境下依然能够保证较好的印刷效果。
然而,申请人预料不到的发现并非通过简单的将PVA树脂和醇溶聚酰胺树脂等疏水性树脂之间的复配就能得到综合性能优异的油墨材料。申请人发现,若对疏水性树脂的种类,以及油墨中的助成膜剂、色料分散剂等成分的选择不当,容易导致油墨稳定性显著下降,存放过程中凝胶倾向严重,甚至影响印刷时的色泽一致性、光泽度等性能。可能是由于,本发明中的疏水性树脂促使油墨具有较好的抗粘连性能主要依靠的是疏水性树脂中的非极性分子链结构,在印刷过程中由于这些非极性的分子链结构与油墨体系中的PVA分子链上的羟基等极性基团之间存在较大的差异,其间的相互扩散和相容性受阻,而PVA树脂又与塑料表面的可降解PVA成分有很好的相容性,促使疏水性树脂的非极性分子链结构被迫往油墨表面迁移,使得油墨的表面附着一层疏水层,从而避免油墨的粘连。然而,同样是因为PVA和疏水性树脂之间较大极性差异,导致两者之间的分散和乳化效果不佳。尤其是,当选用由油酸、亚麻酸、桐油酸妥尔油脂酸等长碳链有机酸制备得到的,疏水效果更好的醇溶聚酰胺树脂,或者采用稳定性好、软化点高的醇溶聚酰胺树脂时,所得油墨在防止一段时间后容易出现分层、胶凝等问题,影响正常使用。
在一些优选的实施方式中,所述PVA树脂和疏水性树脂的重量比为4:1;优选的,所述助成膜剂由十二碳醇酯、N,N-二甲基甲酰胺和聚丙二醇组成,其重量比例为1:3:2。优选的,所述功能助剂为十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的混合物,其重量比例为1:1.2。优选的,所述色料分散剂为苯乙烯-丙烯酸树脂和芥酸酰胺,其质量比例为(2~3):1。
申请人发现通过对上述PVA树脂和疏水性树脂的重量比的调控,成膜助剂成分、比例,以及功能助剂、色料分散剂成分及比例的调控能够在使油墨同时具备较高的附着牢度和好的抗粘连性的同时,避免稳定性变差,避免印刷时出现色泽不均匀,色泽不一致等问题的出现。可能是由于成膜助剂中在N,N-二甲基甲酰胺和聚丙二醇的基础上加入一定量的十二碳醇酯时,利用十二碳醇酯分子上的较长的碳链和醇羟基分别对疏水性树脂非极性分子链和PVA树脂上的极性基团之间的相互作用力,使PVA树脂和疏水性较高的醇溶性聚酰胺树脂之间搭建较紧密分子间作用力,使其相互扩散和分散能力得到提升。
此外,十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的混合物同样由于其分子链结构上的亲水性离子基团和疏水性烷基链对PVA树脂和醇溶聚酰胺树脂分子链的选择性化学作用力,增强两者间的相互分散,而且同时改善助成膜剂在PVA树脂和醇溶聚酰胺树脂中的分散,使其均匀的干燥固化,避免油墨中溶剂的残留。与此同时,选用苯乙烯-丙烯酸树脂和芥酸酰胺的混合物作为色料分散剂,将色料均匀分散在油墨中进行均匀印刷。同时也能避免,当选用较高软化点、较高疏水性疏水树脂时,由于疏水性树脂分子链的内聚能密度与常规色料分散剂之间较大差异,色料在PVA树脂和疏水性树脂之间分散不均匀,油墨表面的疏水性树脂色料含量少,从而造成的印刷色泽不一致、光泽低的问题。
本发明的第二个方面提供了如上所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨的制备方法,包括如下步骤:
(1)溶解釜中加入水,在搅拌状态下加入配方量的助成膜剂和PVA树脂,并在90~100℃下搅拌溶解,得到溶液A;
(2)溶解釜中加入有机溶剂,在搅拌状态下加入配方量的疏水性树脂,并在40~50℃下搅拌溶解,得到溶液B;
(3)在溶液A中加入色料分散剂和其余成分搅拌混合,并将所得混合物用分散机进行预分散混合,得到混合液C;
(4)将混合液C置于砂磨机中,加入有机溶剂砂磨,所得混合液过滤后得到的滤液为溶液D,然后将溶液D和溶液B分散并乳化即得所述生物降解塑料印刷用疏水油墨。
在本发明的一些实施方式中,对于丙烯酸树脂类乳液,无需作溶解处理,直接以其原乳液标记为“溶液B”,直接使用即可。
进一步的,包括如下步骤:
(1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入水,在搅拌状态下加入助成膜剂和PVA树脂,持续搅拌并加热升温,在恒温下高速搅拌后,再在恒温下中速搅拌,至所述助成膜剂和PVA树脂完全溶解,将所得混合溶液冷却后出料,过滤后所得的滤液经自然冷却后得到溶液A;
(2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入有机溶剂,在搅拌状态下加入疏水性树脂,加热升温,保持溶剂冷却回流,在恒温下高速搅拌后,再在恒温下中速搅拌,至所述疏水性树脂完全溶解,将所得混合溶液冷却后出料,过滤后所得的滤液经自然冷却后得到溶液B;
(3)混合:在溶液A中加入色料分散剂、色料和功能助剂,将所得混合物用分散机进行预分散混合,得到混合液C;
(4)砂磨:将混合液C置于砂磨机中,加入有机溶剂,砂磨至颗粒细度合格,所得混合液过滤后得到的滤液为溶液D。
(5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机中,在循环冷却下进行高速分散并乳化,得到疏水型环保印刷油墨。
进一步地,步骤(1)中,加入所述助成膜剂和所述PVA树脂时的搅拌转速为250~450rpm,加入后的持续搅拌转速为250~450rpm,搅拌时间为15~30min;高速搅拌的转速为650~900rpm,搅拌时间为20~30min;中速搅拌的转速为350~450rpm,搅拌时间为1.5~3.5h,其中助成膜剂和PVA树脂完全溶解是指通过刮板目视检查没有固体颗粒,刮板是指在平滑钢板上用玻璃棒将所述混合溶液刮成厚度为10~20μm的薄层。其中的加热升温的方式为在溶解釜外的夹套内用热油、热水或蒸汽进行加热,其加热升温的升温速率为0.8~1.5℃/min;所述混合溶液冷却的方式为用溶解釜外的夹套内的循环冷却水系统进行冷却;所述混合溶液出料的温度小于40℃;所述过滤是用隔膜泵、转子泵或齿轮泵,滤时的滤膜的孔径为40~60μm。进一步地,当所述疏水性树脂为改性丙烯酸乳液树脂时,不需要进行所述步骤(2),直接在所述步骤(5)中与溶液A混合后进行分散乳化。
进一步地,步骤(2)中,加入有机溶剂的质量为有机溶剂总质量的三分之二;加入所述疏水性树脂的搅拌速率和持续搅拌速率均为150~450rpm;所述加热升温的方式为在溶解釜外的夹套内用热油、热水或蒸汽进行加热;所述恒温是指温度保持在40~45℃范围内;所述高速搅拌的转速为650~900rpm,搅拌时间为20~30min;所述中速搅拌的转速为350~450rpm,搅拌时间为1.5~3.5h;其中所述疏水性树脂完全溶解是指通过刮板目视检查没有固体颗粒;所述混合溶液冷却的方式为用溶解釜外的夹套内的循环冷却水系统进行冷却;所述混合溶液出料的温度小于35℃;所述过滤是用隔膜泵、转子泵或齿轮泵,过滤时的滤膜的孔径为40~60μm。
进一步地,步骤(3)中,所述分散机的分散盘转速为1000~3000rpm;所述预混合的时间为8~15min。进一步地,步骤(4)中,所述混合液C通过隔膜泵或齿轮泵进入所述砂磨机中;所述砂磨机的砂珠直径小于1.8mm,优选1.2~1.6mm;所述砂珠的材质为玻璃或锆石;加入有机溶剂的质量为有机溶剂总质量的三分之一;所述加入有机溶剂后砂磨的时间为1.5~6.5h;所述颗粒细度合格是指刮板上的颗粒细度小于10μm;所述混合液过滤是用隔膜泵、转子泵或齿轮泵;所述过滤的滤膜孔径为5~15μm。进一步地,步骤(5)中,所述分散机的分散盘转速大于2000rpm;所述循环冷却是用分散机的分散桶外夹套内的循环冷却水系统;所述高速分散的时间为30~45min。
本发明的第三个方面提供了如上所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨在生物降解塑料和生物基改性塑料的凹版印刷、丝网印刷、凸版印刷中的应用。
本发明中的疏水油墨用于所述可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的凹版印刷时,以所述油墨的总质量作为百分比基准,所述油墨的含固量的百分比为15~35%(其中油墨中复合连结树脂、助成膜剂、色料和色料分散剂的总质量为油墨的含固量);优选的,其粘度为50~2200mPa·S。
本发明中的疏水油墨用于所述可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的丝网印刷时,以所述油墨的总质量作为百分比基准,所述油墨的含固量的百分比大于35%;所述油墨的粘度为2200~12000mPa·S。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。其中所用原料都是市售。
实施例1
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入480g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入15g的N,N-二甲基甲酰胺和5g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入60g的PVA树脂(规格088-05)、10g的PVA树脂(规格088-08)和10g的PVA树脂(规格088-20),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入30g的乙醇、30g的异丙醇和60g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的中性醇溶聚酰胺树脂,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持65℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70和30g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品1,样品1的性质见表1;
6)印刷:将样品1在常低温PVA水溶膜上印刷,常低温PVA水溶膜为卷膜,常低温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例2
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入325g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入5g的N,N-二甲基甲酰胺和25g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入75g的PVA树脂(规格088-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入100g的二甲苯、25g的异丙醇和50g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入25g的硝基纤维树脂DLX3/5,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持40℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和15g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品2,样品2的性质见表1;
6)印刷:将样品2在常低温PVA水溶膜上印刷,常低温PVA水溶膜为卷膜,常低温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例3
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入325g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入5g的N,N-二甲基甲酰胺和25g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入65g的PVA树脂(规格088-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂:取100g的苯丙乳液树脂备用,记为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和15g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,同时在砂磨机中加入75g的二甲苯、25g的异丙醇和25g的乙酸乙酯后砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品3,样品3的性质见表1;
6)印刷:将样品3在常低温PVA水溶膜上印刷,常低温PVA水溶膜为卷膜,常低温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例4
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入480g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入15g的N,N-二甲基甲酰胺和5g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入50g的PVA树脂(规格088-05)、20g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格092-20)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的中性醇溶聚酰胺树脂,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70和20g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品4,样品4的性质见表1;
6)印刷:将样品4在中温PVA水溶膜上印刷,中温PVA水溶膜为卷膜,中温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例5
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入450g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入5g的N,N-二甲基甲酰胺和25g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入35g的PVA树脂(规格088-08)和40g的PVA树脂(规格098-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入66.7g的二甲苯、50g的异丙醇和50g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入25g的硝基纤维树脂DLX3/5,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持40℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和15g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,同时在砂磨机中加入33.3g的二甲苯、25g的异丙醇和25g的乙酸乙酯后砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品5,样品5的性质见表1;
6)印刷:将样品5在中温PVA水溶膜上印刷,中温PVA水溶膜为卷膜,中温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例6
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入400g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,加入5g的N,N-二甲基甲酰胺和25g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入30g的PVA树脂(规格088-08)和35g的PVA树脂(规格098-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂:取100g的苯丙乳液树脂备用,记为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和15g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,同时在砂磨机中加入100g的二甲苯、75g的异丙醇和75g的乙酸乙酯后砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品6,样品6的性质见表1;
6)印刷:将样品6在中温PVA水溶膜上印刷,中温PVA水溶膜为卷膜,中温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例7
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺和10g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的中性醇溶聚酰胺树脂,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品7,样品7的性质见表1;
6)印刷:将样品7在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例8
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入400g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,5g的N,N-二甲基甲酰胺和20g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入75g的PVA树脂(规格098-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入100g的二甲苯、50g的异丙醇和50g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入25g的硝基纤维树脂DLX3/5,在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和20g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品8,样品8的性质见表1;
6)印刷:将样品8在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例9
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入375g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,5g的N,N-二甲基甲酰胺和20g的N-乙基吡咯烷酮,然后加入65g的PVA树脂(规格098-05),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂:取100g的苯丙乳液树脂备用,记为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的聚丙烯酸钠和20g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,同时在砂磨机中加入75g的二甲苯、50g的异丙醇和50g的乙酸乙酯后砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品9,样品9的性质见表1;
6)印刷:将样品9在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
实施例10
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺、10g的聚丙二醇(分子量为200)和5g十二碳醇酯,然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的醇溶聚酰胺树脂(虹泰新材料HY-545,软化点为140~160℃),在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70、2.5g芥酸酰胺、2g十二烷基苯磺酸钠、2.4g脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品10;
6)印刷:将样品10在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表3。
实施例11
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺和10g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的醇溶聚酰胺树脂(虹泰新材料HY-545,软化点为140~160℃),在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品11;
6)印刷:将样品10在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表3。
实施例12
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺、10g的聚丙二醇(分子量为200)和5g十二碳醇酯,然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的醇溶聚酰胺树脂(虹泰新材料HY-545,软化点为140~160℃),在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70、2.5g芥酸酰胺和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品12;
6)印刷:将样品12在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表3。
实施例13
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺、10g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的醇溶聚酰胺树脂(虹泰新材料HY-545,软化点为140~160℃),在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70、2g十二烷基苯磺酸钠、2.4g脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品13;
6)印刷:将样品13在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表3。
实施例14
一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的疏水型环保印刷油墨
1)助成膜剂和PVA树脂的混合溶解:在溶解釜中加入440g的水,在转速为350rpm的搅拌状态下,15g的N,N-二甲基甲酰胺、10g的聚丙二醇(分子量为200),然后加入60g的PVA树脂(规格098-05)、10g的PVA树脂(规格098-08)、5g的PVA树脂(规格088-27)和5g的PVA树脂(规格098-27),在转速为400rpm下持续搅拌30min后,在溶解釜的夹套内用热油对所得混合物加热升温,保持95℃恒温,在转速为800rpm下搅拌30min后,在转速为350rpm下搅拌3h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液A;
2)疏水性树脂的溶解:在溶解釜中加入80g的异丙醇和80g的乙酸乙酯,在转速为300rpm的搅拌状态下,加入20g的醇溶聚酰胺树脂(虹泰新材料HY-545,软化点为140~160℃),在溶解釜的夹套内用热水对所得混合物加热升温,保持45℃恒温,在转速为850rpm下搅拌30min后,在转速为400rpm下搅拌3.5h,通过刮板取样并目视检查没有固体颗粒,立即关闭夹套的加热系统,打开夹套的循环冷却水系统,将所得混合溶液降温至30℃后进入隔膜泵,在隔膜泵内用孔径为40μm的滤膜过滤后,所得滤液为溶液B;
3)混合:在溶液A中加入5g的苯乙烯-丙烯酸树脂S70、2.5g芥酸酰胺和25g的酞青蓝BGS,将所得混合物用高速分散机进行预分散混合,分散机的分散盘转速为3000rpm,预分散混合15min后得到混合液C;
4)砂磨:砂磨机通入循环冷却水,将混合液C通过齿轮泵加入砂磨机中,砂磨机的锆石砂珠直径为1.2mm,砂磨3h,所得混合溶液的颗粒细度为9μm,所得混合溶液用隔膜泵过滤,滤膜孔径为10μm,所得滤液为溶液D;
5)分散乳化:将溶液D和溶液B投入分散机的分散桶中,打开分散桶外夹套内的循环冷却水系统,保持分散盘的转速为3000rpm,高速分散并乳化30min,得到疏水型环保印刷油墨,为样品14;
6)印刷:将样品14在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表3。
对比例1
普通硝化棉油墨(商品号P1540)对比样品1
将对比样品1在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
对比例2
普通聚酰胺油墨(商品号296U)对比样品2
将对比样品2在高温PVA水溶膜上印刷,高温PVA水溶膜为卷膜,高温PVA水溶膜的厚度为30μm、宽度为145mm,印刷中用彩邦牌CB100-E-2016凹版打样仪制取印刷样,版辊为打样机的标配版辊,版辊含有40μm、45μm、50μm和55μm四个色块,每个色块的宽度为50mm、长度为80mm,得到的印刷品上油墨层的性能检测见表2。
表1油墨的性质
样品 含固量/% 20~30℃下粘度 油墨类别 适用类别
样品1 20.4 900 常温低温水崩解油墨 凹版印刷
样品2 23.07 700 常温低温水崩解油墨 凹版印刷
样品3 23.07 750 常温低温水崩解油墨 凹版印刷
样品4 18.7 500 中温水崩解油墨 凹版印刷
样品5 17.6 580 中温水崩解油墨 凹版印刷
样品6 17.6 1200 中温水崩解油墨 凹版印刷
样品7 20.5 1300 高温水崩解油墨 凹版印刷
样品8 20 1500 高温水崩解油墨 凹版印刷
样品9 20 480 高温水崩解油墨 凹版印刷
表1中的常温低温是指温度在5~35℃范围内,中温是指温度在35~48℃范围内,高温是指温度大于48℃,黏度是20~30℃测试。可知,样品1~3是常温低温水崩解油墨,样品4~6是中温水崩解油墨,样品7~9是高温水崩解油墨,说明样品1~9在水中的崩解,是疏水性的油墨,适用的印刷温度范围较宽。
表2印刷品油墨层的性能检测
Figure BDA0002404729070000281
Figure BDA0002404729070000291
表2中的附着牢度1是按照《GBT 13217.7-2009液体油墨附着牢度检验方法》,在温度为(23±2)℃、相对湿度为60-70%RH的条件下,采用3M-600号胶粘带测试。表2中的附着牢度2是将印刷品经过36小时自然风干后,置于恒温恒湿试验箱内,在温度为(26±2)℃、相对湿度为90~98%RH的条件下,处理24小时,之后按照《GBT 13217.7-2009液体油墨附着牢度检验方法》,并保持在温度为(26±2)℃、相对湿度为90~98%RH的条件下进行测试。
表2中的耐磨性是将印刷品经过36小时自然风干后,置于恒温恒湿试验箱内,在温度为(26±2)℃、相对湿度为90~98%RH的条件下,处理24小时,之后保持在温度为(26±2)℃、相对湿度为90~98%RH的条件下,将印刷品水平铺在平整的橡胶垫上,用直径为27.64mm、重量为200g的砝码压在印刷品的油墨层区域上面,砝码底部包一层润湿的滤纸,润湿度的水量以滤纸不会自由滴落水滴为准,水平拖动砝码,观察油墨层被摩擦后的掉色和掉墨情况,以及砝码底部的滤纸的染色和粘墨情况,来判断油墨的耐磨性。
表2中的粘连性是将印刷品经过36小时自然风干后,置于恒温恒湿试验箱内,在温度为(26±2)℃、相对湿度为90~98%RH的条件下,处理24小时,之后主要采用人工手指触摸的方式,在油墨层表面轻轻移动手指触摸印刷品的油墨层,判断油墨层表面是否有粘性。
表2中的疏水性的检测,是采用滴管在油墨层表面滴加去离子水的小水滴,观察水底高度和水滴底部直径,估算杨氏接触角θ。
由表2可知,对比样品1和对比样品2在高温PVA水溶膜上印刷后油墨层的具有疏水性,在高湿度条件下油墨层不耐磨且不粘连,对比样品1的附着牢度2为0~18%,对比样品2的附着牢度2为0~35%,因此,在高湿度条件下对比样品1和对比样品2在高温PVA水溶膜上附着不牢固易脱落。相较于对比样品1和对比样品2,在高湿度条件下样品1~9具有良好的附着牢度和耐磨性,同时油墨具有疏水性且墨层在高湿度条件下不粘连,适合作为高温PVA水溶膜的印刷油墨。
表3印刷品油墨层的性能检测
样品 稳定性 印刷效果
样品10 1 印刷的图案色泽一致性好,透明度较高,光泽度好
样品11 3 印刷的图案透明度较差,光泽度低,色泽偏淡,图案清晰度低
样品12 2 印刷的图案色泽一致性较好好,透明度和光泽度一般
样品13 3 印刷的图案透明度较差,光泽度低,色泽偏淡,图案清晰度低
样品14 3 印刷的图案透明度较差,光泽度低,色泽偏淡,图案清晰度低
稳定性检测方法:将样品分别装入两铁盒内,每盒内装油墨不少于15克,铁盒内的油墨要排除气泡,再将上玻璃纸标记上标志,把铁盒盖好,然后分别放入75~80℃自控恒温箱和-15~-20℃的冷冻箱内经72小时取出,置室温存放。然后把已置室温存放3小时以上的受试验油墨按照QB560-83流动检验方法做流动度测定与未做加热和冷冻试验的油墨作流动度的对比。试验后的流动度较未试验的,变化不太大,谓之油墨稳定,定稳定度为1级;试验后的流动度较未试验的,变大较多,墨性仍尚好,则此油最变波化的可能性不大,但不够稳定,定稳定度为2级;试验后的流动度较未试验的,变小较多,墨性变“短'立则谓之有胶化倾向,一般此类油墨久放易于胶化,定稳定度为3级。印刷效果的评价:随机选取10名志愿者,每名志愿者逐个对实验样品的印刷效果进行评价。
委托“国家塑料制品质量监督检验中心(北京)”对PVA塑料薄膜的可生物降解性能进行测试,检测结果如表4所示。
表4 PVA塑料薄膜可生物降解性能检测
项目 检测结果(%)
45d生物分解率 73.7
最终生物分解率(72d) 75.5
表4中的PVA塑料薄膜样品的型号为ECO-DW-HF,厚度为23μm,为白色半透明膜,经生物分解率测试,45d生物分解率为73.7%,最终生物分解率(72d)为75.5%,说明PVA塑料薄膜具有良好的可生物降解性,因为PVA塑料薄膜的主要材料为PVA树脂,该测试结果同时证明PVA树脂具有良好的可生物降解性,因此本发明的疏水型环保印刷油墨具有一定的可生物降解性,可用于制备全物料可生物降解的塑料印刷品。
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,其制备原料,以重量份计,包括复合连结树脂100、助成膜剂5~40、色料5~40、色料分散剂1~30和溶剂;所述复合连结树脂由PVA树脂和疏水性树脂组成。
2.根据权利要求1所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,所述PVA树脂的重量至少占所述复合连结树脂重量的55wt%。
3.根据权利要求2所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,所述PVA树脂和疏水性树脂的重量比为(3~4):1.5。
4.根据权利要求1所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,所述疏水性树脂选自聚酰胺树脂、硝基纤维树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,所述助成膜剂选自多元醇、含硫化合物、多聚物、含氮化合物、酯类化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,所述助成膜剂选自丙三醇、聚丙二醇、聚二氧化碳、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、丁氧基磷酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,色料分散剂为聚丙烯酸钠树脂和/或改性聚丙烯酸树脂。
8.如权利要求1~7任意一项所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨,其特征在于,其制备原料还包括功能助剂;所述功能助剂选自消泡剂、防霉杀菌剂、哑光剂、填充料、表面活性剂中的一种或多种。
9.如权利要求1~8任意一项所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)溶解釜中加入水,在搅拌状态下加入配方量的助成膜剂和PVA树脂,并在90~100℃下搅拌溶解,得到溶液A;
(2)溶解釜中加入有机溶剂,在搅拌状态下加入配方量的疏水性树脂,并在40~50℃下搅拌溶解,得到溶液B;
(3)在溶液A中加入色料分散剂和其余成分搅拌混合,并将所得混合物用分散机进行预分散混合,得到混合液C;
(4)将混合液C置于砂磨机中,加入有机溶剂砂磨,所得混合液过滤后得到的滤液为溶液D,然后将溶液D和溶液B分散并乳化即得所述生物降解塑料印刷用疏水油墨。
10.如权利要求1~8任意一项所述的生物降解塑料印刷用疏水油墨在生物降解塑料和生物基改性塑料的凹版印刷、丝网印刷、凸版印刷中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112375425A (zh) * 2020-10-29 2021-02-19 广东佳景科技股份有限公司 一种用于生物降解塑料的可降解的水性油墨及其制备方法和应用

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