CN114196257A - 一种水性丝印金属颜料油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种水性丝印金属颜料油墨及其制备方法,按重量百分比计,由水性聚酯树脂65‑66%、二甘醇4‑5%、铜金粉24‑26%、水性分散剂1‑1.5%、水性润湿剂0.3‑0.5%、水性流平剂0.5‑0.8%、水性消泡剂1‑1.5%和水性增稠剂1‑1.5%组成,采用水性体系制作丝印金属油墨,通过合理的配方比例,并且生产过程中不添加任何对人体有害的溶剂,从而大大减少VOC的排放,也降低产品的气味,本发明的金属油墨在纸张和塑料胶片等材料表面印刷,具有高光泽、金属感强、柔韧性高、干燥快、残留气味低、印刷于产品上,满足印刷要求的同时,且提升了环保程度,也能持续稳定保存。
Description
技术领域
本发明属于高分子油墨技术领域,具体涉及一种水性丝印金属颜料油墨及其制备方法。
背景技术
传统的丝印金属颜料油墨主要以溶剂型为主,溶剂型金属油墨由于树脂分子量大且含有较多溶剂,故而对金属颜料的包裹性较大,展色性也较好,金属感也好。但是其缺点是溶剂挥发物含量较高,对环境污染较大,同时施工环境也比较差,对工人危害大。后续发展起来的UV金属油墨虽然不含VOCs,但是由于UV油墨酸性强,所以金属颜料(一般是铝粉铜粉)很容易与其反应而发生胶化,继而保质期很短,另一方面,UV金属颜料油墨金属感也差。
水性金属颜料油墨是一个较好的思路来解决这些问题,但是也面临如下问题:第一,水性油墨是碱性体系,金属颜料在这个体系里容易氧化变黑;第二,水性金属颜料在水性树脂体系里包裹性不强,故而影响色泽度和金属感。基于这些原因,水性金属颜料油墨的研发使用一直受限制。
发明内容
本发明为了解决传统的丝网溶剂型金属油墨导致的挥化性有机化合物(VOCs)排放污染环境的问题,及其UV金属颜料油墨的金属感差保质期短的问题,提供一种水性丝印金属颜料油墨,实现无溶剂低VOCs排放的绿色印刷,同时保证金属颜料油墨的金属感。
本发明的另一个目的是提供一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法。
本申请是通过以下技术方案实现的:
一种水性丝印金属颜料油墨,按重量百分比计,由以下组分组成:
优选的,所述水性聚酯树脂为东洋纺MD-1200,pH 4-7,粘度20-80dPa·s,Tg 67℃,该树脂具有金属颜料分散润湿性好、干燥快、光泽高、成膜性能佳、且释放水分较快等优点,为高度聚合化的水分散型高分子聚酯树脂,具有良好的分散性和分散稳定性,能够很好包裹铜金粉,提高油墨金属感。
优选的,所述二甘醇采用济南正康化工生产,纯度大于99.5%,优选纯度为99.9%,是一种无毒的优良溶剂,该醇具有浓度高,释放VOCs低,稀释性好,干燥快等优点,可实现无溶剂低VOcs排放的绿色印刷,能够很好地溶解水性聚酯树脂和铜金粉。
优选的,金属铜金粉采用爱卡53841红金粉,1000-1200目,优选为1200目,粒径13μm,细度好,金属感强,与所选择水性聚酯相容性极好,不易氧化变黑,由于铜金粉属于油性,需用二甘醇稀释开油才能使用,且使用铜金粉时切勿高速搅拌,高速搅拌会导致铜金粉鳞片结构破裂,破坏表面效果。
优选的,所述水性分散剂采用迪高760W,具有金属颜料排列性好,能很好的降低研磨粘度,并且有的着色力,可以降低粘度和增强着色强度,降粘防沉淀等优点。
优选的,所述水性润湿剂采用BYK-346,化学组分为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液,其为水性系统用有机硅表面活性剂,具备强烈的降低表面张力、明显提高基材润湿性能。
优选的,所述水性流平剂采用BYK-310,化学组成:聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液,具有流平快,光泽高的优点,强烈降低表面张力。
优选的,所述水性消泡剂采用迪高825,其为有机硅消泡剂,不含VOC,该助剂消泡性能好,且不影响透明度。
优选的,所述水性增稠剂采用明凌PUR44,其为缔合型增稠剂型的非离子型的特殊聚氨酯分散体,通过聚氨酯分散体行程粘合剂和颜料颗粒分子之间的网络稳定粘度,具有增稠效果好,且有一定防沉淀作用,持续效果好。
一种上述的水性丝印金属颜料油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂、水性流平剂、金属铜金粉,搅拌混合均匀;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,即得。
优选的,步骤S1中,搅拌时间为18-20分钟、搅拌速率为1500-1800转/分,搅拌条件为55-65℃,压力为常压。
优选的,步骤S2中,搅拌时间为5-6分钟,搅拌速率为500-800转/分,搅拌条件为55-65℃,压力常压,使用铜金粉时切勿高速搅拌,高速搅拌会导致铜金粉鳞片结构破裂,破坏表面效果。
优选的,步骤S3中,研磨压力为2-2.5MPa,研磨时间为1小时以内,避免过度积压造成金属铜金粉外表面受损,影响金属感。
本发明相对于现有技术,有以下优点:
本申请提供一种水性丝印金属颜料油墨,按重量百分比计,由水性聚酯树脂65-66%、二甘醇4-5%、铜金粉24-26%、水性分散剂1-1.5%、水性润湿剂0.3-0.5%、水性流平剂0.5-0.8%、水性消泡剂1-1.5%和水性增稠剂1-1.5%组成,采用水性体系制作丝印金属油墨,采用铜金粉作为金属颜料,水性聚酯树脂作为主体连接料,对铜金粉具有很好的包裹性,二甘醇作为溶剂,再结合其他助剂,通过合理的配方比例,并且生产过程中不添加任何对人体有害的溶剂,从而大大减少VOC的排放,也降低产品的气味,代替传统的溶剂型金属油墨产品,也解决了UV金属油墨稳定性差金属感差的问题,本发明的金属油墨在纸张和塑料胶片等材料表面印刷,具有高光泽、金属感强、柔韧性高、干燥快、残留气味低、印刷于产品上,满足印刷要求的同时,且提升了环保程度,也能持续稳定保存。
本申请的一种提供了一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法,该方法步骤简单、易合成,对现有金属颜料油墨进行性能升级,解决传统的丝网溶剂型金属油墨导致的挥化性有机化合物(VOCs)排放污染环境的问题,及其UV金属颜料油墨的金属感差保质期短的问题,提供一种水性丝印金属颜料油墨,实现无溶剂低VOCs排放的绿色印刷,同时保证金属颜料油墨的金属感。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-4和对比例说明本发明的具体技术方案:
实施例1:
一种水性丝印金属颜料油墨,按表1重量百分比准备各原料。
一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为1600转/分,搅拌条件为摄氏60℃,搅拌时间为20分钟,压力为常压;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂,水性流平剂,金属铜金粉搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为600转/分,搅拌条件为60℃,搅拌时间为6分钟,压力为常压;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,研磨压力2MPa,研磨时间40min,即得。测试合格后包装。
实施例2:
一种水性丝印金属颜料油墨,按表1重量百分比准备各原料。
一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为1500转/分,搅拌条件为摄氏65℃,搅拌时间为19分钟,压力为常压;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂,水性流平剂,金属铜金粉搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为500转/分,搅拌条件为65℃,搅拌时间为6分钟,压力为常压;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,研磨压力2.5MPa,研磨时间50min,即得。测试合格后包装。
实施例3:
一种水性丝印金属颜料油墨,按表1重量百分比准备各原料。
一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为1800转/分,搅拌条件为摄氏55℃,搅拌时间为18分钟,压力为常压;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂,水性流平剂,金属铜金粉搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为800转/分,搅拌条件为55℃,搅拌时间为6分钟,压力为常压;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,研磨压力2MPa,研磨时间45min,即得。测试合格后包装。
实施例4:
一种水性丝印金属颜料油墨,按表1重量百分比准备各原料。
一种水性丝印金属颜料油墨的制备方法,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为1700转/分,搅拌条件为摄氏60℃,搅拌时间为20分钟,压力为常压;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂,水性流平剂,金属铜金粉搅拌混合均匀,所述搅拌器的搅拌速率为700转/分,搅拌条件为60℃,搅拌时间为6分钟,压力为常压;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,研磨压力2.5MPa,研磨时间50min,即得。测试合格后包装。
表1:实施例1~4的水性丝印金属颜料油墨的重量配比
组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
水性聚酯树脂MD-1200 | 66.00% | 65.00% | 65.30% | 65.80% |
二甘醇 | 5.00% | 4.00% | 4.70% | 4.50% |
铜金粉爱卡53841 | 25.00% | 26.00% | 25.20% | 24.00% |
水性分散剂迪高760W | 1.00% | 1.40% | 1.20% | 1.50% |
水性润湿剂BYK-346 | 0.50% | 0.30% | 0.40% | 0.50% |
水性流平剂BYK-310 | 0.50% | 0.70% | 0.60% | 0.80% |
水性消泡剂迪高825 | 1.00% | 1.40% | 1.50% | 1.40% |
水性增稠剂明凌PUR44 | 1.00% | 1.20% | 1.10% | 1.50% |
上述水性丝印金属颜料油墨的应用,在实施例所制得的丝印金属颜料油墨采用丝网印刷150目施工于基材纸张、ABS、PC和PE上,固化速度≥50M/min(红外干燥固化,60-70℃),然后进行性能测试,测试项目和测试结果如表2所示:
表2:性能测试结果:
从表2测试结果可知,本发明实施例所得的水性丝印金属颜料油墨具有金属感强且持久性好、柔韧性高、干燥快、残留气味低、附着力好,可以替代传统的溶剂型丝印金属油墨和UV金属油墨。
上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的水性丝印金属颜料油墨,其特征在于:所述水性聚酯树脂为东洋纺MD-1200,pH 4-7,粘度20-80dPa·s,Tg 67℃。
3.根据权利要求1所述的水性丝印金属颜料油墨,其特征在于:所述二甘醇纯度大于99.5%。
4.根据权利要求1所述的水性丝印金属颜料油墨,其特征在于:所述铜金粉采用爱卡53841红金粉,1000-1200目。
5.根据权利要求1所述的水性丝印金属颜料油墨,其特征在于:所述水性分散剂为迪高760W,所述水性增稠剂为明凌PUR44。
6.根据权利要求1所述的水性丝印金属颜料油墨,其特征在于:所述水性润湿剂为BYK-346,所述水性流平剂为BYK-310,所述消泡剂为迪高825。
7.一种权利要求1-6任一项所述的水性丝印金属颜料油墨的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:将水性树脂、二甘醇、水性分散剂、水性增稠剂放入容器中,搅拌混合均匀;
S2:再加入水性润湿剂、水性消泡剂、水性流平剂、铜金粉,搅拌混合均匀;
S3:搅拌完成后,采用三辊机研磨一次,即得。
8.根据权利要求7所述的水性丝印金属颜料油墨的制备方法,其特征在于:步骤S1中,搅拌时间为18-20分钟、搅拌速率为1500-1800转/分,搅拌条件为55-65℃,压力为常压。
9.根据权利要求7所述的水性丝印金属颜料油墨的制备方法,其特征在于:步骤S2中,搅拌时间为5-6分钟,搅拌速率为500-800转/分,搅拌条件为55-65℃,压力常压。
10.根据权利要求7所述的水性丝印金属颜料油墨的制备方法,其特征在于:步骤S3中,研磨压力为2-2.5MPa,研磨时间为1小时以内。
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