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Abstract

本发明的一种可进行微波干燥的水性油墨及其微波干燥方法，包括水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、颜料、助剂和溶剂水。将水性油墨放置在微波干燥设备中，启动微波干燥设备进行微波加热进行烘干，控制设备的微波磁控管频率是915MHz或2450MHz，控制设备的功率是5kW或10kW或20kW或25kW或30kW。通过加入对人体无害的金属离子化合物，增加了溶剂水的介电系数和介损耗，介电损耗越大，微波吸收能力越强，水性油墨干燥速率越快，解决了目前困扰水性油墨干燥速率的难题。

Description

一种可进行微波干燥的水性油墨及其微波干燥方法
技术领域
本发明属于油墨制备技术领域，具体来说是一种可进行微波干燥的水性油墨及其微波干燥方法。
背景技术
油墨是印刷技术中的重要材料，如今的印刷行业多使用溶剂型油墨，苯、甲苯、二甲苯之类的有机溶剂使用量较大，印刷过后溶剂挥发进入大气，对空气造成严重污染；另外，有机溶剂本身是易燃液体，挥发后与空气形成混合气体，达到爆炸极限浓度后遇明火会发生爆炸，生产作业环境的火灾爆炸危险性很高；其次，有机溶剂的毒性对于生产人员的健康极为不利。
水性油墨是以水为溶剂制成的油墨，大大减少或避免了有机溶剂的使用量，使得油墨的环保性能、安全性能以及对操作人员的健康保障性得到大幅提升。但是水性油墨中，水墨的固含一般是30-40％，水的含量就是60-70％，含量很高，并且水的沸点高，蒸发热大(2,573kJ/kg，常压，25℃)，导致水墨干燥偏慢，对印刷设备的烘道及风量要求更高，这些无疑限制了水性油墨的进一步发展。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有的水性油墨的干燥过程复杂且难以控制的问题。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种可进行微波干燥的水性油墨，包括水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、颜料、助剂和溶剂水。
优选的，所述助剂包括中和剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、防霉剂和对人体无害的金属离子化合物。
优选的，各组分的含量为(以重量100份计)：所述水溶性丙烯酸树脂溶液为10-40份、所述水性丙烯酸乳液为10-35份、所述颜料为6-20份、所述中和剂1-10份、所述润湿剂0.1-2份、所述分散剂0.1–5份、所述消泡剂0.05-0.5份、所述增稠剂0-5份、所述防霉剂0-0.3份、所述水为5-30份、所述金属离子化合物0-5份。
优选的，所述金属离子化合物为碱金属或过渡金属中的至少一种。
优选的，所述中和剂为氢氧化钠、氨水、N，N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、一乙醇胺中的至少一种，所述润湿剂为氟碳化合物；所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酸钠聚合物、甲基戊醇、多元磷酸酯中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂，具体为二甲硅油、聚乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、OP系、吐温系中的至少一种，所述增稠剂为硝化纤维素、碱胀型丙烯酸乳液、水性聚氨酯增稠剂中的至少一种，所述防霉剂为五氯酚。
优选的，所述溶剂水选自蒸馏水，去离子水，自来水中的一种或多种。
一种水性油墨的微波干燥方法，所述水性油墨为上述所述的水性油墨，所述方法为将水性油墨放置在微波干燥设备中，启动微波干燥设备进行微波加热进行烘干，控制设备的微波磁控管频率是915MHz或2450MHz，控制设备的功率是5kW或10kW或20kW或25kW或30kW。
优选的，所述微波干燥设备在微波加热进行烘干的过程中需要控制微波泄露量低于1mW/cm2。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的一种可进行微波干燥的水性油墨，包括水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、颜料、助剂和溶剂水。通过加入对人体无害的金属离子化合物，增加了溶剂水的介电系数和介损耗，介电损耗越大，微波吸收能力越强，水性油墨干燥速率越快，解决了目前困扰水性油墨干燥速率的难题。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合实施例对本发明进行更全面的描述，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例的一种可进行微波干燥的水性油墨，包括水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、颜料、助剂和溶剂水。通过加入对人体无害的金属离子化合物，增加了溶剂水的介电系数和介损耗，介电损耗越大，微波吸收能力越强，水性油墨干燥速率越快，可以将水性油墨中的水分完全的干燥出去，解决了目前困扰水性油墨干燥速率的难题。
其中，助剂包括中和剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、防霉剂和对人体无害的金属离子化合物。各组分的含量为(以重量100份计)：所述水溶性丙烯酸树脂溶液为10-40份、所述水性丙烯酸乳液为10-35份、所述颜料为6-20份、所述中和剂1-10份、所述润湿剂0.1-2份、所述分散剂0.1–5份、所述消泡剂0.05-0.5份、所述增稠剂0-5份、所述防霉剂0-0.3份、所述水为5-30份、所述金属离子化合物0-5份。
金属离子化合物为碱金属或过渡金属中的至少一种，增加了溶剂水的介电系数和介损耗，介电损耗越大，微波吸收能力越强，水性油墨干燥速率越快。金属离子是Na+，K+，Mg2 +，Ca2+等。
其中，中和剂为氢氧化钠、氨水、N，N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、一乙醇胺中的至少一种，所述润湿剂为氟碳化合物；所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酸钠聚合物、甲基戊醇、多元磷酸酯中的至少一种。消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂，具体为二甲硅油、聚乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、OP系、吐温系中的至少一种，所述增稠剂为硝化纤维素、碱胀型丙烯酸乳液、水性聚氨酯增稠剂中的至少一种，所述防霉剂为五氯酚。溶剂水选自蒸馏水，去离子水，自来水中的一种或多种。
本实施例采用的具体配方为水性丙烯酸乳液为30份；钛白粉19份；中和剂1份；润湿剂0.1份；分散剂0.5份，消泡剂0.2份；增稠剂0.1份；防霉剂0.15份，水15.95份，下表为在加入3份氯化钠之后，微波频率在915MHz的介电常数和介电损耗：
Figure BDA0002538924420000041
Figure BDA0002538924420000051
下表为在加入3份氯化钠之后，微波频率在2450MHz的介电常数和介电损耗：
温度℃ 介电常数 介电损耗
0 50.8013 33.4913
10 52.277 34.1527
20 51.9604 36.4581
30 50.7245 39.4409
40 46.7058 41.5304
50 43.8849 42.9685
55 43.1832 44.0673
57 43.01 44.3354
70 42.0535 49.0919
80 41.3849 53.1992
85 41.2102 57.9103
90 41.2104 59.3628
94 41.1898 60.6556
100 41.1852 62.6021
实施例2
一种水性油墨的微波干燥方法，所述水性油墨为上述权述的水性油墨，所述方法为将水性油墨放置在微波干燥设备中，启动微波干燥设备进行微波加热进行烘干，控制设备的微波磁控管频率是915MHz或2450MHz，控制设备的功率是5kW或10kW或20kW或25kW或30kW。微波干燥设备在微波加热进行烘干的过程中需要控制微波泄露量低于1mW/cm2。
对比例1
本对比例所制备的水性油墨采用的基本配方与实施例完全相同，其不同之处在于未加金属离子化合物。
下表为未加金属离子化合物的水性油墨，微波频率在915MHz的原液介电常数和介电损耗：
温度℃ 介电常数 介电损耗
0 51.5407 9.6799
6 51.157 7.8513
12 50.4153 6.7155
22 49.2448 5.8626
26 48.5913 5.5494
30 48.0565 5.3463
40 46.338 5.0568
50 44.9106 5.0411
55 43.9235 5.1165
60 43.626 5.2107
71 41.7395 5.544
83 40.0098 5.9519
86 39.5042 6.0823
90 39.1489 6.1794
95 38.142 6.3945
100 39.8352 7.1464
下表为未加金属离子化合物的水性油墨，微波频率在2450MHz的原液介电常数和介电损耗：
Figure BDA0002538924420000061
Figure BDA0002538924420000071
由上述实施例和对比例可知，加入氯化钠之后，微波频率在915和2450MHz的介电常数和介电损耗都增加了，而介电损耗增加，微波吸收能力增强，水性油墨干燥速率增快。
以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于，包括水溶性丙烯酸树脂、水性丙烯酸乳液、颜料、助剂和溶剂水。
2.根据权利要求1所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于：所述助剂包括中和剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂、防霉剂和对人体无害的金属离子化合物。
3.根据权利要求2所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于，各组分的含量为(以重量100份计)：所述水溶性丙烯酸树脂溶液为10-40份、所述水性丙烯酸乳液为10-35份、所述颜料为6-20份、所述中和剂1-10份、所述润湿剂0.1-2份、所述分散剂0.1–5份、所述消泡剂0.05-0.5份、所述增稠剂0-5份、所述防霉剂0-0.3份、所述水为5-30份、所述金属离子化合物0-5份。
4.根据权利要求2所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于：所述金属离子化合物为碱金属或过渡金属中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于：所述中和剂为氢氧化钠、氨水、N，N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺、一乙醇胺中的至少一种，所述润湿剂为氟碳化合物；所述分散剂选自十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸/丙烯酸钠聚合物、甲基戊醇、多元磷酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂或聚醚类消泡剂，具体为二甲硅油、聚乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、OP系、吐温系中的至少一种，所述增稠剂为硝化纤维素、碱胀型丙烯酸乳液、水性聚氨酯增稠剂中的至少一种，所述防霉剂为五氯酚。
7.根据权利要求2所述的一种可进行微波干燥的水性油墨，其特征在于：所述溶剂水选自蒸馏水，去离子水，自来水中的一种或多种。
8.一种水性油墨的微波干燥方法，其特征在于：所述水性油墨为上述权利要求1-7任一项所述的水性油墨，所述方法为将水性油墨放置在微波干燥设备中，启动微波干燥设备进行微波加热进行烘干，控制设备的微波磁控管频率是915MHz或2450MHz，控制设备的功率是5kW或10kW或20kW或25kW或30kW。
9.根据权利要求8所述的一种水性油墨的微波干燥方法，其特征在于：所述微波干燥设备在微波加热进行烘干的过程中需要控制微波泄露量低于1mW/cm2。
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