CN114196258B - 一种pvc用水性油墨组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PVC用水性油墨组合物及其制备方法和应用。该水性油墨组合物包括如下按重量份计算的组分：水性丙烯酸树脂：30～50份；颜料：6～10份；水：35～50份；水性快干剂：0.5～3份；聚乙二醇：0.3～1份；无机抗菌剂：0.05～0.5份；无机抗菌剂为纳米铝硅载银抗菌剂。本发明通过加入聚乙二醇、快干剂和无机抗菌剂制备得到的水性油墨组合物在具有较高的干燥速度前提下还具有高的抗菌效果、附着牢度高和较好的初干性能。水性油墨组合物可以用于制备PVC包装印刷品。

Description

一种PVC用水性油墨组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于印刷材料技术领域，尤其涉及一种PVC用水性油墨组合物及其制备方法和应用。
背景技术
PVC基材应用于多种装饰材料，主要有PVC墙板、PVC地板、PVC地板革或PVC膜等。现在用于PVC装饰材料印刷的油墨主要分为水性油墨和溶剂油墨，溶剂油墨以有机溶剂(甲苯、二甲苯和工业酒精等)为溶剂，溶剂的沸点低，而溶剂油墨在干燥的过程中释放出大量的VOCs，严重污染大气环境，且在印刷完后其表面也有残留的有毒物质，对工人的身体有一定的危害，因此，溶剂油墨已经逐渐被水性油墨替代。越来越多的学者对水性油墨进行大量研究和使用。
水性油墨与溶剂型油墨的最大区别，水性油墨以水为溶剂，VOCs含量极低，对环境污染小，水性油墨的使用，可以大大降低VOCs的排放。但是水性油墨及其印刷品更易滋生细菌，储存时容易霉变，给人体健康带来潜在危害，尤其是当适用于食品、饮料和药品等PVC包装印刷品时，该现象更为突出，因此，具有抗菌性能的水性油墨已成为研发人们关注的热点。
而目前的抗菌油墨都没有针对PVC包装印刷品进行涉及研发，现有的抗菌剂主要包括无机抗菌剂和有机抗菌剂，无机抗菌剂在体系中相容性差，分散性不好，既影响油墨质量又影响抗菌效果。另外由于现在的水性油墨中存在快干剂提升干燥速度，进一步劣化了无机抗菌剂的相容性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种PVC用水性油墨组合物。
本发明还提供了一种PVC用水性油墨组合物的制备方法。
本发明还提供了一种PVC用水性油墨组合物的应用。
本发明的第一方面提供了一种PVC用水性油墨组合物，所述PVC用水性油墨组合物包括如下按重量份计算的组分：
水性丙烯酸树脂：30～50份；颜料：6～10份；水：35～50份；水性快干剂：0.5～3份；聚乙二醇：0.3～1份；无机抗菌剂：0.05～0.5份；所述无机抗菌剂为纳米铝硅载银抗菌剂。
本发明通过在水性油墨体系中引入了聚乙二醇和纳米铝硅载银抗菌剂大大提升了其抗菌效果。一方面这是因为聚乙二醇的加入能够降低催干剂的干燥速度，使得无机抗菌剂与体系充分分散，另一方面，纳米铝硅载银抗菌剂本身具有很好的水分散性，聚乙二醇的引入也能进一步提升纳米铝硅载银抗菌剂与水性丙烯酸酯的相容性。
本发明关于PVC用水性油墨组合物的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
本发明通过加入聚乙二醇、快干剂和无机抗菌剂制备得到的水性油墨组合物在具有较高的干燥速度前提下还具有高的抗菌效果、附着牢度高和较好的初干性能。所述水性油墨组合物能够用于PVC包装印刷品中。
根据本发明的一些实施方式，所述聚乙二醇与所述快干剂的质量比为1：(2～3)。
聚乙二醇和快干剂之间的质量比对纳米铝硅载银抗菌剂的分散性有影响，当聚乙二醇的含量比较低时，分散性就会降低，当聚乙二醇含量较高时，干燥速度降低，干燥时间长。因此，所述聚乙二醇与所述快干剂的质量比为1：(2～3)时效果好。
根据本发明的一些实施方式，水性丙烯酸树脂色浅、水白透明、涂膜性能优异、耐光、耐候性佳、耐热、耐过度烘烤、耐化学品性及耐腐蚀等性能都极好。
根据本发明的一些实施方式，所述PVC用水性油墨还包括0.5～1份消泡剂。
根据本发明的一些实施方式，所述纳米铝硅载银抗菌剂为0.1～0.2份。
根据本发明的一些实施方式，所述纳米铝硅载银抗菌剂通过如下方法制备得到：
在醇类溶剂中加入铝盐、硅盐和银盐共混后加热100～250℃，固液分离即得。
根据本发明的一些实施方式，所述铝盐在溶剂中的浓度为0.01～2.5mol/L；所述硅盐在溶剂中的浓度为0.01～1mol/L；所述银盐在溶剂中的浓度为0.01～0.5mol/L。
根据本发明的一些实施方式，所述铝盐为三氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵或异丙醇铝中至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述硅盐为四氯化硅。
根据本发明的一些实施方式，所述银盐为硝酸银。
根据本发明的一些实施方式，所述醇类溶剂中的醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、戊醇、乙二醇、丙二醇或苯甲醇中的一种。
根据本发明的一些实施方式，所述水性快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液。
根据本发明的一些实施方式，所述颜料包括炭黑、联苯胺黄、永固红或酞菁蓝中至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中至少一种。
本发明的第二方面提供了一种PVC用水性油墨的制备方法，包括如下步骤：
将水性丙烯酸树脂、颜料、水、消泡剂、水性快干剂、聚乙二醇和无机抗菌剂混合均匀即得。
本发明的第三方面提供一种PVC用水性油墨组合物制备PVC包装印刷品中的应用。
根据本发明的一些实施方式，所述PVC包装印刷品为食品、饮料或者药品包装印刷品。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
以下实施例及对比例中采用的原料如下：
水性快干剂：型号GS-A006，福建格林春天新材料有限公司；
无机抗菌剂：纳米铝硅载银抗菌剂自制，通过如下方法制备：
S1.在无水乙醇溶剂中加入无水三氯化铝、无水四氯化硅、硝酸银，配制成铝盐的量为2mol/L、硅盐的量为0.3mol/L、银盐的量为0.07mol/L。
S2.将上述混合液在150℃下进行加热反应24h，用无水乙醇洗涤，产物在100℃空气中干燥12h，即得到纳米铝硅载银抗菌剂。
水性丙烯酸树脂：SK6460水性丙烯酸树脂，帅科化工；
颜料：炭黑，卡博特430，卡博特；
消泡剂：聚二甲基硅氧烷，0506水性消泡剂，中国台湾地区的德谦公司；
聚乙二醇：购自国药。
实施例1
实施例1提供一种PVC用水性油墨组合物，其组分含量见表1，制备方法如下：
将水性丙烯酸树脂、颜料、水、消泡剂、水性快干剂、聚乙二醇和无机抗菌剂混合后在3000rmp转速下搅拌50min即得。
实施例2～5
实施例2～5提供一系列PVC用水性油墨组合物，其组分含量见表1，制备方法同实施例1。
表1实施例1～5的组分含量(份)
Figure SMS_1
Figure SMS_2
实施例6～12
实施例6～12提供一系列PVC用水性油墨组合物，其组分含量见表2，制备方法同实施例1。
表2实施例6～12的组分含量(份)
Figure SMS_3
对比例1～3
对比例1～3提供一系列PVC用水性油墨组合物，其组分含量见表3，制备方法同实施例1。
表3对比例1～3的组分含量(份)
Figure SMS_4
Figure SMS_5
性能测试
为验证本发明水性抗菌油墨的性能，对上述实施例1～12以及对比例1～3中的水性油墨的附着牢度、初干性和抗菌性能进行了测试，其中附着牢度测试方法参照GB/T13217.7-2009，抗菌性能测试方法参照GB/T 21866-2008，初干性：按照GB/T13217.5-2008《液体油墨初干性检验方法》中规定的方法，测试样品的初干性；测试结果如下表4所示：
表4实施例和对比例的试验结果
附着牢度(％) 初干性/mm 抗细菌性能(％)
实施例1 99％ 22 99％
实施例2 99％ 26 98％
实施例3 99％ 20 99％
实施例4 98％ 19 93％
实施例5 98％ 18 90％
实施例6 99％ 22 90％
实施例7 99％ 22 99％
实施例8 99％ 22 99％
实施例9 96％ 22 98％
实施例10 94％ 22 97％
实施例11 98％ 24 93％
实施例12 92％ 26 95％
对比例1 98％ 13 85％
对比例2 98％ 30 87％
对比例3 85％ 35 96％
从实施例1～5可以看出，当聚乙二醇与快干剂的质量比为1：(2～3)时，具有好的初干性和抗菌性能。
从实施例6～10可以看出，当无机抗菌剂的含量降低时也具有较好的抗菌效果，当含量较大时，水性油墨的附着牢度会降低，抗菌性能也会略有降低。
从对比例1～3看，当不加入聚乙二醇，初干速率很快，导致无机抗菌剂分散不均匀，抗菌性能急剧下降，若加入的聚乙二醇过低或过量，过低达不到降低初干速度，抗菌效果不好，过高导致初干速度太慢，附着牢度降低太快。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PVC用水性油墨组合物，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
水性丙烯酸树脂：30～50份；颜料：6～10份；水：35～50份；水性快干剂：0.5～3份；聚乙二醇：0.3～1份；无机抗菌剂：0.05～0.5份；所述无机抗菌剂为纳米铝硅载银抗菌剂；
所述纳米铝硅载银抗菌剂通过如下方法制备得到：
在醇类溶剂中加入铝盐、硅盐和银盐共混后加热100～250℃，固液分离即得；
所述铝盐在溶剂中的浓度为0.01～2.5mol/L；所述硅盐在溶剂中的浓度为0.01～1mol/L；所述银盐在溶剂中的浓度为0.01～0.5mol/L；
所述铝盐为三氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝铵或异丙醇铝中至少一种；
所述硅盐为四氯化硅；
所述银盐为硝酸银。
2.根据权利要求1所述PVC用水性油墨组合物，其特征在于，所述聚乙二醇与所述水性快干剂的质量比为1：(2～3)。
3.根据权利要求1所述PVC用水性油墨组合物，其特征在于，所述纳米铝硅载银抗菌剂为0.1～0.2份。
4.根据权利要求1所述PVC用水性油墨组合物，其特征在于，所述水性快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液。
5.根据权利要求1所述PVC用水性油墨组合物，其特征在于，所述颜料包括炭黑、联苯胺黄、永固红或酞菁蓝中至少一种。
6.根据权利要求1所述PVC用水性油墨组合物，其特征在于，所述PVC用水性油墨还包括0.5～1份消泡剂。
7.根据权利要求1～6任一项所述PVC用水性油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
混合均匀即得。
8.根据权利要求1～6任一项所述PVC用水性油墨组合物制备PVC包装印刷品中的应用。
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