CN114806271A - 一种环保型印刷油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及油墨技术领域，具体公开了一种环保型印刷油墨及其制备方法。环保型印刷油墨，包括以下重量份的原料：改性苯乙烯丙烯酸树脂20‑30份、色料8‑15份、去离子水30‑42份、氨水9‑14份、乙二醇3‑6份、蜡浆4‑9份、消泡剂0.5‑2份和增塑剂0.5‑1份；改性苯乙烯丙烯酸树脂通过醋酸丁酸纤维素对苯乙烯丙烯酸树脂改性得到，醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.5%‑3.25%。按本申请的配方和制备方法制得的油墨，耐磨性能好，质量稳定，色料分散均匀，印刷质量好，且不会污染环境，安全环保。
Description
技术领域
本申请涉及油墨技术领域，更具体地说，它涉及一种环保型印刷油墨及其制备方法。
背景技术
油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上。油墨由连结料(树脂)、颜料、填料、助剂和溶剂等组成，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体，用于书刊、包装、装潢、建筑装饰及电子线路板材等各种印刷。随着社会需求增大，油墨品种和产量也在快速的扩展和增长。
随着人民的环保意识的增强，油墨、涂料行业作为影响环境的主要产业之一，人们对齐VOCs的排放要求越发严格，因此，研究开发环境友好型产品已成为必然。
水性油墨的溶剂是水，不含各种挥发性芳香烃类有机化合物。水性油墨相对其他油墨无论是在印刷性能还是在环保方面，都有很好的优势：水性油墨中有机物的挥发很少，对操作人员的健康不会造成危害；不易燃，无味无毒，安全性能优异；对环境基本不产生污染；油墨干燥后残留的有害物质也很少。水性油墨具有无毒、低VOC等的特点，属于绿色油墨，满足当前社会对环保的要求，是一种环境友好型的油墨，在油墨领域成为研发热点。
而发明人发现，现有市面的上的水性油墨用于在纸品印刷后耐磨性较差，印刷效果一般。
发明内容
为了改善环保型水性油墨的耐磨性，本申请提供一种环保型印刷油墨及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种环保型印刷油墨，采用如下的技术方案：
一种环保型印刷油墨，包括以下重量份的原料：
改性苯乙烯丙烯酸树脂20-30份、色料8-15份、去离子水30-42份、氨水9-14份、乙二醇3-6份、蜡浆4-9份、消泡剂0.5-2份和增塑剂0.5-1份；
所述改性苯乙烯丙烯酸树脂通过醋酸丁酸纤维素对苯乙烯丙烯酸树脂改性得到，所述醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.5％-3.25％。
通过采用上述技术方案，本申请中，苯乙烯丙烯酸树脂作为基料树脂，醋酸丁酸纤维素作为改性树脂，可增强涂膜表面的抗黏性和牢度，从而增强了涂膜的耐磨性能，且在不改变涂膜硬度的前提情况下，增加了涂膜的柔韧性，使涂膜具有极高的光泽度；而聚乙二醇的加入，可进一步改善涂膜的耐磨性能，此外，还能减缓油墨的干燥速度，减少涂膜表面纹路的出现，改善油墨印刷的美观度；体系中，氨水的存在，提供了一个碱性环境，使该性苯乙烯丙烯酸树脂更好地与去离子水的相容，增强了油墨的稳定性；蜡浆作为色料的载体，可改善油墨的耐磨性和分散性。
优选的，所述醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.75％-3.08％。进一步优选为2.85％、2.95％、3.0％或3.05％。
通过采用上述技术方案，当醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.75％-3.08％时，制得的改性苯乙烯丙烯酸树脂用于制备油墨，可得到的黏度为7000-9000cp的优质油墨。油墨的黏度影响着油墨的印刷质量，若黏度大于9000cp，油墨的转移性差，容易造成糊板，如黏度小于7000cp，得到的油墨过稀，印刷时容易产生透印、迁移或渗色的现象。
优选的，所述改性苯乙烯丙烯酸树脂由包含以下制备方法制得：
将苯乙烯丙烯酸树脂与乙二醇按重量比为1：(7-13)的比例混合，随后加入酸催化剂，将pH调节至4-6，随后加入醋酸丁酸纤维素，在300-350℃下搅拌2-3h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂。
通过采用上述技术方案，制得改性优异的苯乙烯丙烯酸树脂性能优异，且成品率高，可节约成本。本申请中酸催化剂可以醋酸。
优选的，所述氨水的质量浓度为22％-25％。
将氨水质量浓度控制在22％-25％，此时，氨水不仅作为助溶剂，使改性苯乙烯丙烯酸树脂更好地与去离子水的相容，还能调节油墨的黏度，使油墨的黏度不至于过大，且还能调节油墨的干燥速度。
本申请中，通过调节氨水和乙二醇的用量，可调节油墨的干燥速度，当乙二醇的用量占氨水用量的38％-45％时，油墨的干燥速度最适宜，为46′-48′。
优选的，所述蜡浆选自聚乙烯蜡浆或聚酰胺蜡浆。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡浆或聚酰胺蜡浆可作为色料的载体，可改善油墨的耐磨性，且能防沉降，增强油墨的光泽馆和立体感。
优选的，所述蜡浆为聚乙烯蜡浆时，所述聚乙烯蜡浆的质量占所述改性苯乙烯丙烯酸树脂质量的21％-27％，进一步优选为22.5％、23.3％、25.8％或26.4％。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡浆与色料相互配合，能改善色料的耐磨性能和分散性能。
优选的，所述油墨还包括表面活性剂，所述表面活性剂的质量占色料质量的10％-25％，进一步优选为17％、21％或23％，最优选为21.83％。
色料选择在碱性条件下不会与胺或其他胺化试剂反应，且能在水体系中具有出色的分散力的颜料均可，本申请中，色料可以是钛白粉、酞青蓝、联苯胺黄或炭黑中的任意一种或多种。本申请中，色料的粒径为10-15μm，且分布集中，从而更利于色料的分散从而可得到性能稳定的油墨。
表面活性剂可降低色料与水的接触角，增强色料的亲水性，使色料更好的分散在苯乙烯丙烯酸树脂中。
优选的，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、硅烷偶联剂或聚苯乙烯磺酸钠，进一步优选，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂，进一步优选为聚硅氧烷溶液BYK-025。本申请使用聚硅氧烷溶液BYK-025作为体系的消泡剂，消泡能力强，破泡快且挥发性低，不会污染环境。
优选的，所述增塑剂为乙酰基柠檬三丁酯。乙酰基柠檬三丁酯不仅可改善涂膜的性能，且乙酰基柠檬三丁酯对在承印物上的迁移率相对常见的邻苯二甲酯增塑剂更低、更安全和环保。
第二方面，本申请提供一种环保型印刷油墨的制备方法，采用如下的技术方案：一种环保型印刷油墨的制备方法，包括如下步骤：
按配方比例，将去离子水与氨水混合均匀，得到混合液；
将色料、与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、改性苯乙烯丙烯酸树脂、乙二醇、蜡浆、消泡剂和增塑剂混合，以80-100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
通过采用上述技术方案，按本申请的配方和制备方法制得的环保型印刷油墨具有优良的耐磨性能，且干燥速度适宜，油墨的印刷质量好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、苯乙烯丙烯酸树脂作为基料树脂，醋酸丁酸纤维素作为改性树脂，可增强涂膜表面的抗黏性和牢度，从而增强了涂膜的耐磨性能；
2、按本申请的配方和制备方法制得的油墨，质量稳定，色料分散均匀，印刷质量好，且不会污染环境，安全环保。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备例
制备例1
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与7kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至4，随后加入0.025kg醋酸丁酸纤维素，在300℃下搅拌2h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂1。
制备例2
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与13kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至5，随后加入0.0325kg醋酸丁酸纤维素，在350℃下搅拌3h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂2。
制备例3
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与9.5kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至5，随后加入0.03kg醋酸丁酸纤维素，在350℃下搅拌3h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂3。
制备例4
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与9.5kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至5，随后加入0.0275kg醋酸丁酸纤维素，在350℃下搅拌3h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂4。
对比制备例1
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与9.5kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至5，随后加入0.1kg醋酸丁酸纤维素，在350℃下搅拌3h，得到对比改性苯乙烯丙烯酸树脂1。
对比制备例2
一种改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备如下：
将1kg苯乙烯丙烯酸树脂与9.5kg乙二醇混合均匀，随后加入醋酸，将pH调节至5，随后加入0.01kg醋酸丁酸纤维素，在350℃下搅拌3h，得到对比改性苯乙烯丙烯酸树脂2。
实施例
实施例1
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3kg去离子水与1kg氨水混合均匀，得到混合液；
将1.3kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.6kg乙二醇、0.9kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例2
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3kg去离子水与1kg氨水混合均匀，得到混合液；
将1.5kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.85kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.6kg乙二醇、0.9kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例3
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3kg去离子水与1kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.6kg乙二醇、0.9kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例4
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按4.15kg去离子水与1kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.4kg乙二醇、0.9kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例5
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.62kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.9kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例6
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.97kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.55kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例7
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.97kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例8
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.85kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.08kg十二烷基磺酸钠和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例9
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.85kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.08kg硅烷偶联剂和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例10
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.65kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.2kg十二烷基磺酸钠和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂1、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例11
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.77kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.2kg十二烷基磺酸钠和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂2、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例12
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.77kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.2kg十二烷基磺酸钠和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂3、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
实施例13
一种环保型印刷油墨的制备如下：
按3.77kg去离子水与1.4kg氨水混合均匀，得到混合液；
将0.8kg酞青蓝、0.2kg十二烷基磺酸钠和混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、2.6kg改性苯乙烯丙烯酸树脂4、0.53kg乙二醇、0.67kg聚乙烯蜡浆、0.05kg聚硅氧烷溶液BYK-025和0.1kg乙酰基柠檬三丁酯混合，以100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
对比例
对比例1
对比例1与实施例13的区别仅在于，对比例1中，用对比改性苯乙烯丙烯酸树脂1等量代替改性苯乙烯丙烯酸树脂4，其余均与实施例13保持一致。
对比例2
对比例2与实施例13的区别仅在于，对比例2中，用对比改性苯乙烯丙烯酸树脂2等量代替改性苯乙烯丙烯酸树脂4，其余均与实施例13保持一致。
对比例3
对比例2与实施例13的区别仅在于，对比例2中，用苯乙烯丙烯酸树脂等量代替改性苯乙烯丙烯酸树脂4，其余均与实施例13保持一致。
性能检测试验
检测实施例1-13和对比例1-3中各油墨样品的性能，检测指标如下：
黏度：GB/T 18723-2002；
干燥速度：GB/T 13217.5-2008；
耐磨性：GB/T 1768-1979；
实施例1-13和对比例1-3中各油墨样品的性能具体如下表1所示。
表1
结合实施例1-3并结合表1可以看出，色料和改性苯乙烯丙烯酸树脂的用量比例主要影响油墨的黏度；结合实施例8、11-14并结合表1可以看出，改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备也影响着油墨的黏度。
结合实施例3-5并结合表1可以看出，氨水和乙二醇的用量比例主要影响油墨的干燥速度。
结合实施例14和对比例1-3并结合表1可以看出，改性苯乙烯丙烯酸树脂的制备影响着油墨的耐磨性能，本申请中，油墨中的树脂采用占苯乙烯丙烯酸树脂重量2.5％-3.25％的醋酸丁酸纤维素改性苯乙烯丙烯酸树脂后得到的改性苯乙烯丙烯酸树脂，可改善油墨的耐磨性能，还能改善油墨的黏性和干燥速度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种环保型印刷油墨，其特征在于：包括以下重量份的原料：
改性苯乙烯丙烯酸树脂20-30份、色料8-15份、去离子水30-42份、氨水9-14份、乙二醇3-6份、蜡浆4-9份、消泡剂0.5-2份和增塑剂0.5-1份；
所述改性苯乙烯丙烯酸树脂通过醋酸丁酸纤维素对苯乙烯丙烯酸树脂改性得到，所述醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.5%-3.25%。
2.根据权利要求1所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述醋酸丁酸纤维素的质量占苯乙烯丙烯酸树脂质量的2.75%-3.08%。
3.根据权利要求1所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述改性苯乙烯丙烯酸树脂由包含以下制备方法制得：
将苯乙烯丙烯酸树脂与乙二醇按重量比为1：（7-13）的比例混合，随后加入酸催化剂，将pH调节至4-6，随后加入醋酸丁酸纤维素，在300-350℃下搅拌2-3h，得到改性苯乙烯丙烯酸树脂。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述氨水的质量浓度为22%-25%。
5.根据权利要求1所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述蜡浆选自聚乙烯蜡浆或聚酰胺蜡浆。
6.根据权利要求5所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述蜡浆为聚乙烯蜡浆时，所述聚乙烯蜡浆的质量占所述改性苯乙烯丙烯酸树脂质量的21%-27%。
7.根据权利要求1所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述油墨还包括表面活性剂，所述表面活性剂的质量占色料质量的10%-25%。
8.根据权利要求7所述的环保型印刷油墨，其特征在于：所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、硅烷偶联剂聚苯乙烯磺酸钠。
9.如权利要求1-8中任一项所述的环保型印刷油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
按配方比例，将去离子水与氨水混合均匀，得到混合液；
将色料、与混合液搅拌均匀，研磨，得到色浆；
将色浆、改性苯乙烯丙烯酸树脂、乙二醇、蜡浆、消泡剂和增塑剂混合，以80-100转/min的速度搅拌均匀，过滤，制得油墨。
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