CN116376349B - 一种基于高分子交联的印油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及印油技术领域，具体公开了一种基于高分子交联的印油及其制备方法。基于高分子交联的印油主要由以下重量份的原料制成：溶剂55‑60份、聚丙烯酰胺8‑12份、羧甲基纤维素3‑8份、有机物预聚体7‑11份、己二酸二肼3‑5份、有机螯合金属钒2.5‑3.5份、颜料8‑12份、抗氧化剂0.5‑1.5份；所述有机物预聚体为乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯共聚获得。本申请的印油，通过原料之间的协同增效，使其具有速干、高附着力强度、印文清晰、无渗色、无渗油、高耐水性，能够推动印油行业的进步，满足市场需求。
Description
技术领域
本申请涉及印油技术领域，更具体地说，它涉及一种基于高分子交联的印油及其制备方法。
背景技术
印油是人们生活中不可或缺的物品，具有悠久的历史。好的印油红而不燥，印文清晰。传统的印油主要采用乙醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、颜料、抗氧化剂加工制成。待使用时，将印油垂直盖印在铜版纸表面，印油和基材结合，形成印层，经过静置干燥，形成涂层。对于大批量盖印印油而言，例如，盖印录取通知书、门票等。由于印油表干时间较长，此时，每次盖印完印油后，需要长时间等待印油干燥。如果不等待印油干燥，很容易引起相邻印层粘接透色而导致印文模糊不清的情况。因此，急需研究一种表干时间短、速干的印油，以推动印油行业的进步，满足市场需求。
发明内容
为了降低印油表干时间，提高印文清晰度，本申请提供一种基于高分子交联的印油及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种基于高分子交联的印油，采用如下的技术方案：
一种基于高分子交联的印油，其主要由以下重量份的原料制成：溶剂55-60份、聚丙烯酰胺8-12份、羧甲基纤维素3-8份、有机物预聚体7-11份、己二酸二肼3-5份、有机螯合金属钒2.5-3.5份、颜料8-12份、抗氧化剂0.5-1.5份；
所述有机物预聚体为乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯共聚获得。
本申请的基于高分子交联的印油，表干时间＜5s、胶带粘除率＜10％，使印油表现出速干、高附着力强度的优点。而且本申请的基于高分子交联的印油，印文清晰，无渗色，无渗油，高耐水性，能够推动印油泥行业的进步，满足市场需求。
在原料中添加有机螯合金属钒，待将印油盖印在基材上时，有机螯合金属钒能够促进原料的吸氧，增加原料和氧气的接触，促进印油的固化速率，降低印油表干时间，使印文清晰，无渗色，无渗油。而且采用有机物对钒离子进行螯合，并获得有机螯合金属钒，使有机螯合金属钒均匀的分布在印油中，增加有机螯合金属钒的使用效果。
乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯中含有双键、酯基、亚甲基、酮羰基。甲基丙烯酸环氧丙酯中含有双键、酯基、亚甲基、环氧基。乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯的双键、甲基丙烯酸环氧丙酯的双键能够发生共聚，形成有机物预聚体，而且，还在有机物预聚体的侧链中引入酯基、亚甲基、酮羰基、环氧基，增强原料的基础之间的分子作用力，降低胶带粘除率，提高涂层附着力强度，同时，也增强涂层耐水性，使印油表现出高附着力强度、高耐水性的优点。
本申请的印油，在原料中同步添加有机物预聚体、己二酸二肼。己二酸二肼中含有两个酰肼基，不仅能够快速渗透到基材内部，而且促进蓖麻油渗入基材内部，促进原料和氧气的接触，降低印油表干时间，增加印油的钤印性。同时，己二酸二肼中的酰肼基还能够和有机物预聚体侧链的酮羰基发生交联，进一步增加原料之间的交联度，还有效的增加涂层和基材的结合强度，提高涂层的附着力强度，增加印油的使用效果。
可选的，所述有机物预聚体主要由以下重量份的原料制成：乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯60-75份、甲基丙烯酸环氧丙酯25-40份、引发剂0.6-1份、链转移剂1-2份、乙二醇单丁醚10-20份。
通过采用上述技术方案，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯在引发剂的作用下发生共聚。进一步的，待印油干燥过程中，酮羰基和己二酸二肼的酰肼基进行交联，使印油表现出更优的使用效果。
可选的，所述引发剂为叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种。
叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯都具有氧化性，且分解自由基。且，引发剂在叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯中进行选择时，均能够引发单体发生共聚的效果。
可选的，所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中的一种或几种。
链转移剂在巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中进行选择时，均能够达到降低单体爆聚的效果。
可选的，所述有机物预聚体采用以下方法制备：
将乙二醇单丁醚、链转移剂混合，获得预混液；
在温度为40-60℃下，将乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯混合，然后加入引发剂，保温搅拌处理5-15min，之后滴加预混液，待滴加完毕，保温搅拌处理3-5h，冷却降温，获得有机物预聚体。
由于链转移剂的添加量较少，不便于链转移剂的滴加。此时，将乙二醇单丁醚、链转移剂混合，便于预混液的滴加，也便于链转移剂的滴加，使有机物预聚体的制备简便以及容易控制，增加有机物预聚体制备稳定性。
可选的，所述预混液的滴加时间为0.5-1.5h。
引发剂能够分解自由基，且出现初始分解缓慢后快速分解的情况，进一步的，随着引发剂的不断分解，引发剂的量不断减少，后续会出现分解缓慢的情况。即，引发剂的分解为先缓慢后增加再缓慢的趋势。在此基础上，预先让引发剂进行分解，然后滴加链转移剂，降低引发剂的分解速率，有效的降低单体共聚时发生爆聚的情况，同时，待滴加链转移剂结束后，继续使单体发生共聚。此时，对预混液的滴加时间进行限定，也就是对链转移剂的滴加时间进行限定，不仅能够保持单体发生共聚，而且还能够增强有机物预聚体制备的稳定性。
可选的，所述有机螯合金属钒为异辛酸钒、环烷酸钒、草酸钒、丁基乙基乙酸钒中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，对有机螯合金属钒进行优化，便于有机螯合金属钒的选择。且，有机螯合金属钒在异辛酸钒、环烷酸钒、草酸钒、丁基乙基乙酸钒中进行选择时，均能够达到降低印油表干时间的效果。
可选的，所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、甘油、乙二醇单丁醚中的一种或几种。
可选的，所述颜料为胭脂红；所述抗氧化剂为抗环血酸。
通过采用上述技术方案，对溶剂、颜料、抗氧化剂进行优化，便于溶剂、颜料、抗氧化剂的选择。
进一步的，溶剂为乙醇、甘油、乙二醇单丁醚三种，且乙醇、甘油、乙二醇单丁醚的重量配比为(4-6):(1-3):(1-3)。优选的，乙醇、甘油、乙二醇单丁醚的重量配比为5:2:2。
第二方面，本申请提供一种上述所述的基于高分子交联的印油的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述所述的基于高分子交联的印油的制备方法，包括如下步骤：在温度为60-70℃下，于溶剂中加入颜料混合，然后加入聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、有机物预聚体、己二酸二肼、有机螯合金属钒混合，降温，然后加入抗氧化剂混合，获得印油。
通过采用上述技术方案，便于印油的制备，增加印油生产稳定性。
综上所述，本申请至少具有以下有益效果：本申请的基于高分子交联的印油，在原料中添加有机螯合金属钒，促进印油的固化速率，降低印油表干时间，表干时间＜5s，使印文清晰，无渗色，无渗油。在原料中添加有机物预聚体、己二酸二肼，且利用两者之间的协同增效，保持印油速干的基础上，显著降低胶带粘除率，胶带粘除率＜10％，使印油表现出高附着力强度的优点，而且还增加了钤印性、耐水性，提高印油的综合使用效果。
具体实施方式
为使本申请更加容易理解，下面将结合实施例来进一步详细说明本申请，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本申请的应用范围。本申请中所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
制备例
制备例1
一种有机物预聚体，其由以下原料制备而成：67g的乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、33g的甲基丙烯酸环氧丙酯、0.8g的引发剂、1.5g的链转移剂、15g的乙二醇单丁醚。
其中，引发剂为叔丁基过氧化氢；链转移剂为巯基乙酸。
一种有机物预聚体的制备方法，包括如下步骤：
在转速为100r/min下，于预混罐中加入乙二醇单丁醚、链转移剂，搅拌处理10min，获得预混液。
在温度为50℃、转速为300r/min下，于反应罐中加入乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯，保温搅拌处理10min。然后加入引发剂，保温搅拌处理10min。之后滴加预混液，预混液的滴加时间为1h。待滴加完毕，保温搅拌处理4h，冷却降温至25℃，出料，获得有机物预聚体。
制备例2
一种有机物预聚体，其和制备例1的区别之处在于，有机物预聚体原料中，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯的添加量为75g、甲基丙烯酸环氧丙酯的添加量为25g。
制备例3
一种有机物预聚体，其和制备例1的区别之处在于，有机物预聚体原料中，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯的添加量为60g、甲基丙烯酸环氧丙酯的添加量为40g。
实施例
表1印油各原料含量(单位:g)
实施例1
一种基于高分子交联的印油，其原料配比见表1所示。
其中，聚丙烯酰胺的平均分子量为3.5万；有机螯合金属钒为异辛酸钒；颜料为胭脂红；抗氧化剂为抗环血酸；有机物预聚体采用制备例1制备获得；溶剂为乙醇、甘油、乙二醇单丁醚三种，且乙醇、甘油、乙二醇单丁醚的重量配比为5:2:2。
一种基于高分子交联的印油的制备方法，包括如下步骤：
在温度为65℃、转速为300r/min下，于搅拌罐中加入溶剂，保温搅拌处理10min。然后加入颜料，保温搅拌处理30min。然后加入聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、有机物预聚体、己二酸二肼、有机螯合金属钒，保温搅拌处理20min。降温至25℃，然后加入抗氧化剂，搅拌处理10min，获得印油。
实施例2
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料配比不同，且，印油原料配比见表1所示。
实施例3
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料配比不同，且，印油原料配比见表1所示。
实施例4
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，有机物预聚体来源不同，且，有机物预聚体采用制备例2制备获得。
实施例5
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，有机物预聚体来源不同，且，有机物预聚体采用制备例3制备获得。
对比例
对比例1
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，用等量的溶剂替换有机螯合金属钒。
对比例2
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，用等量的聚丙烯酰胺替换有机物预聚体、己二酸二肼。
对比例3
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，用等量的有机物预聚体替换己二酸二肼。
对比例4
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，印油原料中，用等量的己二酸二肼替换有机物预聚体。
对比例5
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，有机物预聚体原料中，用等量的乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯替换甲基丙烯酸环氧丙酯。
对比例6
一种基于高分子交联的印油，其和实施例1的区别之处在于，有机物预聚体原料中，用等量的甲基丙烯酸环氧丙酯替换乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯。
性能检测
分别取实施例1-5、对比例1-6获得的印油作为试样，并对试样进行以下性能检测，检测结果如表2所示。
其中，表干时间采用以下方法：在温度为25℃下，于铜版纸表面垂直盖印印油，形成印层。然后静置，且每镉1s用手指按压印层，观察印层是否出现指纹。如果印层出现指纹，则表示未干，继续静置，直至印层不出现指纹。且记录按压无指纹的时间，即，表干时间。表干时间越短，表明干燥速率越快。
附着力强度采用以下方法：在铜版纸表面垂直盖印印油，静置1min，印油形成涂层。然后用界刀在涂层上界出1.5mm×1.5mm的方格，方格数量为百个，形成百格。用NICHIBAN胶带紧粘在百格上，且停留60s，然后以45度角方向拉起胶带，计算胶带粘除率。胶带粘除率越小，表明附着力强度越高。
胶带粘除率＝粘除涂层面积/涂层总面积×100％。
钤印性采用以下方法：在铜版纸表面垂直盖印印油，静置1min，印油形成涂层，观察印文是否清晰，是否渗色，是否渗油。
耐水性采用以下方法：在铜版纸表面垂直盖印印油，静置1min，印油形成涂层，然后浸泡在水中4h，观察印文是否脱色。
表2检测结果
| 检测项目 | 表干时间/(s) | 胶带粘除率/(％) | 钤印性 | 耐水性 |
| 实施例1 | 2 | 2 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 实施例2 | 3 | 4 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 实施例3 | 4 | 3 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 实施例4 | 2 | 6 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 实施例5 | 2 | 5 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 对比例1 | 8 | 4 | 印文稍模糊，无渗色，稍渗油 | 不脱色 |
| 对比例2 | 3 | 19 | 印文稍模糊，稍渗色，稍渗油 | 稍有褪色 |
| 对比例3 | 6 | 11 | 印文稍模糊，无渗色，稍渗油 | 不脱色 |
| 对比例4 | 2 | 17 | 印文清晰，稍渗色，无渗油 | 稍有褪色 |
| 对比例5 | 2 | 8 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
| 对比例6 | 2 | 8 | 印文清晰，无渗色，无渗油 | 不脱色 |
从表2中可以看出，本申请的基于高分子交联的印油，印文清晰，无渗色，无渗油，耐水性优良的优点。而且，其表干时间为2-4s，表现出表干时间短、速干的特点。同时，胶带粘除率为3-6％，表现出更高的附着力强度。本申请的基于高分子交联的印油，通过原料之间的协同增效，使其具有速干、高附着力强度、高钤印性、高耐水性的特点，能够推动印油行业的进步，满足市场需求。
将对比例1和实施例1进行比较。实施例1相较于对比例1而言，在印油的原料中添加了有机螯合金属钒。由此可以看出，在原料中添加有机螯合金属钒，显著降低表干时间，提高钤印性，使印油表现出速干、印文清晰的优点。
将对比例2-4和实施例1进行比较，且以对比例2为基础。对比例3相较于对比例2而言，在印油的原料中添加了有机物预聚体；对比例4相较于对比例2而言，在印油的原料中添加了己二酸二肼；对比例3相较于对比例2而言，在印油的原料中添加了有机物预聚体、己二酸二肼。由此可以看出，在原料中同时添加有机物预聚体、己二酸二肼，显著降低了表干时间以及胶带粘除率，并增加了钤印性和耐水性，这主要是由于己二酸二肼具有良好的渗透性，且有机物预聚体侧链中含有多种基团，同时有机物预聚体侧链的酮羰基能够和己二酸二肼的酰肼基发生交联，增加涂层和基材的结合强度，提高印油的使用效果。
将对比例5-6和实施例1进行比较，对比例5的有机物预聚体为乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯共聚获得；对比例6的有机物预聚体为甲基丙烯酸环氧丙酯共聚获得；实施例1的有机物预聚体为乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯共聚获得。由此可以看出，通过乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯共聚，能够进一步降低胶带粘除率，使印油表现出更优的附着力强度。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本申请，并不构成对本申请的任何限制。通过参照典型实施例对本申请进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本申请权利要求的范围内对本申请作出修改，以及在不背离本申请的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本申请涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本申请限于其中公开的特定例，相反，本申请可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (7)
1.一种基于高分子交联的印油，其特征在于：其主要由以下重量份的原料制成：溶剂55-60份、聚丙烯酰胺8-12份、羧甲基纤维素3-8份、有机物预聚体7-11份、己二酸二肼3-5份、有机螯合金属钒2.5-3.5份、颜料8-12份、抗氧化剂0.5-1.5份；
所述有机物预聚体为乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯共聚获得；所述有机物预聚体主要由以下重量份的原料制成：乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯60-75份、甲基丙烯酸环氧丙酯25-40份、引发剂0.6-1份、链转移剂1-2份、乙二醇单丁醚10-20份；
所述有机物预聚体采用以下方法制备：
将乙二醇单丁醚、链转移剂混合，获得预混液；
在温度为40-60℃下，将乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸环氧丙酯混合，然后加入引发剂，保温搅拌处理5-15min，之后滴加预混液，待滴加完毕，保温搅拌处理3-5h，冷却降温，获得有机物预聚体；
所述预混液的滴加时间为0.5-1.5h。
2.根据权利要求1所述的一种基于高分子交联的印油，其特征在于：所述引发剂为叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种基于高分子交联的印油，其特征在于：所述链转移剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种基于高分子交联的印油，其特征在于：所述有机螯合金属钒为异辛酸钒、环烷酸钒、草酸钒、丁基乙基乙酸钒中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种基于高分子交联的印油，其特征在于：所述溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、甘油、乙二醇单丁醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种基于高分子交联的印油，其特征在于：所述颜料为胭脂红；所述抗氧化剂为抗环血酸。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的基于高分子交联的印油的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在温度为60-70℃下，于溶剂中加入颜料混合，然后加入聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、有机物预聚体、己二酸二肼、有机螯合金属钒混合，降温，然后加入抗氧化剂混合，获得印油。
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