CN104194482B - 环境友好型胶印油墨及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境友好型胶印油墨及其制造方法，旨在提供一种溶解性优、渗透干燥性好、储存稳定性好和满足卷筒纸轮转胶印适性要求的环境友好型胶印油墨。本发明的胶印油墨由下述质量份数的物质组成：连结料60‑70份、植物油脂肪酸酯2‑5份、二元酸酯2‑5份、颜料15‑18份、填料5‑8份、增稠流变剂0.2‑1份、耐磨剂0.4‑2份和催干剂0.3‑1份。本发明的环境友好型胶印油墨，节能环保，易于降解再生。油墨印刷后固着干燥速度快，光泽度高，适合高速胶印轮转印刷，印刷适性优良，可以达到与传统矿物油型卷筒纸胶印轮转油墨同样的印刷效果。
Description
技术领域
本发明涉及油墨制造技术领域，尤其是一种环境友好型胶印油墨及其制造方法。
背景技术
目前，卷筒纸胶印轮转油墨，其干燥方式是以渗透干燥为主，氧化结膜干燥为辅。一般传统的卷筒纸胶印轮转油墨，使用的溶剂为石油溶剂油，其中含有大量的挥发性有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯等低沸点、高挥发性的溶剂，不利于环保、健康和安全。
在胶印油墨生产行业，为了改善对环境和人体健康的危害，已有许多油墨企业逐渐用所谓的无芳烃溶剂油代替石油溶剂油用于油墨生产。这种无芳烃溶剂油的芳烃含量一般在1％以下，无芳烃溶剂油具有低气味、低皮肤刺激性、易分解等优点，而且其溶解性也和石油溶剂油不相上下。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于克服植物油及其脂肪酸酯的溶解性和渗透性不足的缺点，提供一种溶解性优，渗透干燥性好、储存稳定性好、满足卷筒纸轮转胶印适性要求的环境友好型胶印油墨。本发明的另一个目的在于提供上述环境友好型胶印油墨的制造方法。
为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：
环境友好型胶印油墨，由下述质量份数的物质组成：环境友好型胶印油墨连结料60-70份、植物油及其脂肪酸酯2-5份、二元酸酯2-5份、颜料15-18份、填料5-8份、增稠流变剂0.2-1份、耐磨剂0.4-2份和催干剂0.3-1份。
所述环境友好型胶印油墨所用植物油优选为精制大豆油、棉籽油中一种或其混合物；植物油脂肪酸酯优选为大豆油酸甲酯、大豆油酸乙酯、油酸丁酯中的一种或其混合物。
所述环境友好型胶印油墨所用的二元酸酯优选为癸二酸二丁酯、癸二酸二异辛酯中的一种或其混合物。
所述环境友好型胶印油墨所用的颜料，其黄色颜料优选为颜料黄13、颜料黄17的一种或其混合物；其红色颜料优选为洋红6B、洋红8B中的一种或其混合物；其蓝色颜料优选为酞菁蓝BGS、酞菁蓝B的一种或其混合物；其黑色颜料优选为中色素炭黑。
所述环境友好型胶印油墨所用的填料优选为纳米级胶质碳酸钙、超细透明碳酸钙中的一种或其混合物。
所述环境友好型胶印油墨所用的增稠流变剂优选为中国杭州产FRGEL150、FRGEL200、HY-758、HY-758B、BS-1C有机膨润土的一种或其混合物。
所述环境友好型胶印油墨所用的耐磨剂优选为熔点≥110℃的聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或其混合物。
所述环境友好型胶印油墨所用的催干剂优选为异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸锆的一种或其混合物。
环境友好型胶印油墨的制造方法，包括如下步骤：
(1)按配比分别取部分连结料、颜料、填料，于400-600rpm转速下分散1-2小时；(2)然后用三辊研磨机研磨至细度≤20μm，研磨时物料温度不得超过55℃；(3)加入预留的连结料、助剂、植物油脂肪酸酯等，调整至油墨达到技术指标要求。
所述胶印油墨连结料通过如下步骤制备：
步骤(1)将软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂或软化点≥163℃、酸价≤25mg/g、粘度(11000-15000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(7-15)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性辛基酚酚醛树脂25-32份、软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度(1000-3000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(30-35)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的聚合松香季戊四醇酯9-13份、精制大豆油26-32份、大豆油脂肪酸酯或油酸丁酯8-12份加入反应烧瓶内，加热至170℃至树脂完全熔融，在氮气保护、65-80rpm转速的条件下，继续升温至220℃，保温1h，得到树脂溶液A；A溶液中聚合松香季戊四醇酯的优选含量为10-11％。
步骤(2)将上述A溶液降温至140℃，加入0.3-1.0份铝凝胶剂，升温至160℃，保温0.5h，测粘度，若粘度低于8000mPa·s/25℃，继续保温并每隔15min测一次粘度，至粘度达到(8000-12000)mPa·s/25℃；若粘度高于标准值，则用预留3-8份的大豆油脂肪酸酯调整粘度至合格。得到溶液B即是环境友好型胶印油墨连结料。B溶液中铝凝胶剂的优选含量为0.5-0.8％。
上述步骤(1)中所述的聚合松香季戊四醇酯优选为中国产150M型聚合松香季戊四醇酯。步骤(2)中的铝凝胶剂优选为异辛酸铝或铝含量为8.8±0.2％的液体聚铝氧凝胶剂中的一种或其混合物。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明以植物油、植物油脂肪酸酯、松香改性酚醛树脂、聚合松香季戊四醇酯为主要原料，生产环境友好型胶印油墨连结料，配之于颜料、填料、流变增稠剂、植物油脂肪酸酯稀释剂、催干剂、耐磨剂等。经过充分分散研磨后，得到的环境友好型胶印油墨，固着速度快，光泽度高，储存稳定性好，具有不逊色于传统胶印油墨的质量性能指标和良好的印刷适性。本发明的环境友好型胶印油墨由于不使用石油溶剂油等矿物油溶剂，无毒、无害、环保、易降解再生，可广泛应用于对环保无害有严格要求的卷筒纸胶版印刷。
具体实施方式
本发明环境友好型胶印油墨，是将传统胶印油墨中的石油溶剂油完全用特定的脂肪酸酯和碳原子数8个以上的二元酸酯代替，该脂肪酸酯与长碳链二元酸酯组成的溶剂，其溶解性和对颜料的润湿性能够满足胶印油墨技术要求，制得的胶印油墨和传统胶印油墨具有同等的性能指标和印刷适性，且油墨的固着速度和光泽度明显优于传统胶印油墨。由于该环境友好型胶印油墨不含矿物油类石油溶剂油，因此，VOC排放低，对环境和人体健康无危害，既利于节能环保，又可降解再生，推广应用前景较好。
所述胶印油墨由下述质量份数的物质组成：胶印油墨连结料60-70份、植物油及其脂肪酸酯2-5份、二元酸酯2-5份、颜料15-18份、填料5-8份、增稠流变剂0.2-1份、耐磨剂0.4-2份和催干剂0.3-1份。
本发明通过下列非限制的实施实例进一步加以说明，但非用以限制本发明的保护范围。
连结料制造实施例1：
给四口烧瓶中加入软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂28份，软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度(1000-3000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(30-35)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的聚合松香季戊四醇酯12份，精制大豆油30份，豆油酸甲酯15份，升温至170℃，至瓶内物熔化均匀无固体块状物时，开搅拌并通氮气保护，继续升温至220℃，在220℃±2℃保温1小时；停止加热，加入油酸丁酯9.4份，降温至140℃，加入凝胶剂0.5份，BHT0.1份，缓慢加热升温至160℃，在160℃±2℃保温0.5小时，测粘度，若粘度在8000mPa·s/25℃-12000mPa·s/25℃范围内，则用200目不锈钢网过滤出料，若粘度小于8000mPa·s/25℃，则继续保温并每隔15分钟测一次粘度，直至合格为止；若粘度大于12000mPa·s/25℃，用预留的5份豆油酸甲酯兑稀至粘度合格后，用200目不锈钢网过滤出料。得到色泽≤14(加氏)、正庚烷容纳度≥5ml/2g·25℃的连结料1。
连结料制造实施例2：
给四口烧瓶中加入软化点≥163℃、酸价≤25mg/g、粘度(11000-15000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(7-15)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性辛基酚酚醛树脂28份，软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度(1000-3000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(30-35)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的聚合松香季戊四醇酯10份，精制大豆油32份，豆油酸甲酯14.8份，升温至170℃，至瓶内物熔化均匀无固体块状物时，开搅拌并通氮气保护，继续升温至220℃，在220℃±2℃保温1小时；停止加热，加入豆油酸甲酯9份，降温至140℃，加入凝胶剂0.7份，BHT0.1份，缓慢加热升温至160℃，在160℃±2℃保温0.5小时，测粘度，若粘度在8000mPa·s/25℃-12000mPa·s/25℃范围内，则用200目不锈钢网过滤出料；若粘度小于8000mPa·s/25℃，则继续保温并每隔15分钟测一次粘度，直至合格为止；若粘度大于12000mPa·s/25℃，用预留的5.4份豆油酸甲酯兑稀至粘度合格后，用200目不锈钢网过滤出料。得到色泽≤14(加氏)、正庚烷容纳度≥5ml/2g·25℃的连结料2。
连结料制造实施例3：
给四口烧瓶中加入软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂30份，软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度(1000-3000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(30-35)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的聚合松香季戊四醇酯10份，精制大豆油30份，豆油酸甲酯10份，升温至170℃，至瓶内物熔化均匀无固体块状物时，开搅拌并通氮气保护，继续升温至220℃，在220℃±2℃保温1小时；停止加热，加入豆油酸甲酯4.8份，癸二酸二异辛酯9.4份，降温至140℃，加入凝胶剂0.7份，BHT0.1份，缓慢加热升温至160℃，在160℃±2℃保温0.5小时，测粘度，若粘度在8000mPa·s/25℃-12000mPa·s/25℃范围内，则用200目不锈钢网过滤出料；若粘度小于8000mPa·s/25℃，则继续保温并每隔15分钟测一次粘度，直至合格为止；若粘度大于12000mPa·s/25℃，用预留的5份豆油酸甲酯兑稀至粘度合格后，用200目不锈钢网过滤出料。得到色泽≤14(加氏)、正庚烷容纳度≥5ml/2g·25℃的连结料3。
连结料制造实施例4：
给四口烧瓶中加入软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂30份，软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度(1000-3000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(30-35)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的聚合松香季戊四醇酯10份，精制大豆油30份，豆油酸甲酯14.8份，升温至170℃，至瓶内物熔化均匀无固体块状物时，开搅拌并通氮气保护，继续升温至220℃，在220℃±2℃保温1小时；停止加热，加入豆油酸甲酯9.4份，降温至140℃，加入凝胶剂0.7份，BHT0.1份，缓慢加热升温至160℃，在160℃±2℃保温0.5小时，测粘度，若粘度在8000mPa·s/25℃-12000mPa·s/25℃范围内，则用200目不锈钢网过滤出料；若粘度小于8000mPa·s/25℃，则继续保温并每隔15分钟测一次粘度，直至合格为止；若粘度大于12000mPa·s/25℃，用预留的5份豆油酸甲酯兑稀至粘度合格后，用200目不锈钢网过滤出料。得到色泽≤14(加氏)、正庚烷容纳度≥5ml/2g·25℃的连结料4。
比较连结料制造实施例1：
(1)将精制豆油26份加入四口烧瓶中，开加热升温至180℃，开搅拌、通氮气保护并缓慢加入软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂12.8份，加入软化点≥163℃、酸价≤25mg/g、粘度(11000-15000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(7-15)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性辛基酚酚醛树脂17.2份，软化点≥120℃、粘度(450-600)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥8ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、色泽≤8(加氏)的石油树脂5.7份，保持加料过程中温度不低于160℃，加完固体料后继续升温至210±5℃，在此温度下保温1小时。
(2)、停止加热，加入270石油溶剂油28份，此时温度会自然下降。
(3)、当温度降至140℃时，加入凝胶剂(用270石油溶剂油2.5份和凝胶剂原液0.5份提前兑稀好)、BHT1.8份，开启加热，升温至160℃，保温0.5小时后取样检测粘度，若粘度小于7500mPas/25℃则继续保温，每隔半小时取样检测；若粘度在7500-11000mPas/25℃范围时，用200目不锈钢网过滤出料；若粘度大于11000mPas/25℃，则用270石油溶剂油0-5.5份调整粘度至合格后用200目不锈钢网过滤出料。得到比较连结料1。
比较连结料制造实施例2：
(1)将精制豆油25.5份加入四口烧瓶中，升温至180℃，开搅拌、通氮气保护并缓慢加入软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度(8000-12000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性叔丁酚酚醛树脂13.13份，加入软化点≥163℃、酸价≤25mg/g、粘度(11000-15000)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度(7-15)ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)的松香改性辛基酚酚醛树脂22.33份，保持加料过程中温度不低于160℃，加完后继续升温至220±2℃，在此温度下保温1小时。
(2)、降温至180℃，加入270石油溶剂油30.18份，搅拌均匀后降温至140℃。
(3)、加入凝胶剂(用270石油溶剂油5.4份和凝胶剂原液1.66份提前兑稀好)、BHT1.8份，搅拌升温至160℃，保温1小时后取样检测粘度，若粘度小于18000mPas/25℃则继续保温，每隔半小时取样检测；若粘度在18000-20000mPas/25℃范围时，用200目不锈钢网过滤出料；若粘度大于20000mPas/25℃，则用270石油溶剂油(0-5.5)份调整粘度至合格后用200目不锈钢网过滤出料。得到比较连结料2。
比较连结料制造实施例3：
(1)、将精豆油20份、浅色石油溶剂油30份加入四口烧瓶中，升温至150℃，开搅拌并缓慢加入软化点≥120℃、粘度(450-600)mPa·s/25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、正庚烷容纳度≥8ml/2g·25℃(树脂：亚麻油＝1:2的亚麻油树脂溶液)、色泽≤8(加氏)的石油树脂45份，保持加料过程中温度不低于130℃，加完后继续升温至150±5℃，在此温度下保温1小时，并注意严格控制温度不要超高。
(2)、取样检测粘度，若粘度低于4500mPas/25℃则继续保温，每隔半小时取样检测；若粘度在4500-5500mPas/25℃范围时，用200目不锈钢网过滤出料；若粘度大于5500mPas/25℃，用270石油溶剂油(0-5份)调整粘度至4500-5500mPas/25℃范围，用200目不锈钢网过滤出料。得到比较连结料3。
环境友好型胶印油墨的制造方法：
将上述实施例连结料1-4、比较连结料1-3与颜料、填料、增稠流变剂、植物油脂肪酸酯、二元酸酯按下述表1比例(质量份数)混合，经高速分散机于400-600rpm转速下充分预分散，再经三辊研磨剂研磨至细度≤20μm，即得到实施例1-4、比较例1-2的胶印轮转油墨。
表1
环境友好型胶印油墨的技术性能指标
所得环境友好型胶印油墨放置7天测试的性能指标如表2所示：
表2
| 序号 | 粘性 | 流动度(mm) | 乳化率(％) | 固着速度(分) | 光泽度(60°) |
| 实施例1 | 4 | 41 | 29 | 6 | 50.5 |
| 实施例2 | 4 | 40 | 26.5 | 5 | 53 |
| 实施例3 | 4.2 | 42 | 31 | 7 | 50 |
| 实施例4 | 4.1 | 41 | 30 | 7 | 48 |
| 比较例1 | 3.9 | 41 | 30 | 7 | 45.6 |
| 比较例2 | 4 | 40 | 30 | 7 | 46 |
所得环境友好型胶印油墨放置90天测试的性能指标如表3所示：
表3
| 序号 | 粘性 | 流动度(mm) | 乳化率(％) | 固着速度(分) | 光泽度(60°) |
| 实施例1 | 4.1 | 40 | 31 | 5 | 53 |
| 实施例2 | 4 | 39 | 28 | 5 | 56 |
| 实施例3 | 4.3 | 40 | 34 | 6 | 53 |
| 实施例4 | 4.2 | 40 | 33 | 7 | 52 |
| 比较例1 | 4.1 | 40 | 34 | 6 | 48.5 |
| 比较例2 | 4.1 | 39 | 35 | 7 | 49.3 |
Claims (6)
1.一种环境友好型胶印油墨，其特征是所述胶印油墨由下述质量份数的物质组成：胶印油墨连结料60-70份、植物油脂肪酸酯2-5份、二元酸酯2-5份、颜料15-18份、填料5-8份、增稠流变剂0.2-1份、耐磨剂0.4-2份和催干剂0.3-1份；
所述胶印油墨连结料通过如下步骤制备：
步骤(1)将软化点≥160℃、酸价≤25mg/g、粘度8000-12000mPa·s/25℃、正庚烷容纳度≥4ml/2g·25℃的松香改性叔丁酚酚醛树脂或软化点≥163℃、酸价≤25mg/g、粘度11000-15000mPa·s/25℃、正庚烷容纳度7-15ml/2g·25℃的松香改性辛基酚酚醛树脂25-32份；软化点≥150℃、酸价≤15mg/g、粘度1000-3000mPa·s/25℃、正庚烷容纳度30-35ml/2g·25℃的聚合松香季戊四醇酯9-13份、精制大豆油26-32份、大豆油脂肪酸酯或油酸丁酯8-12份加入反应烧瓶内，加热至170℃至树脂完全熔融，在氮气保护、65-80rpm转速的条件下，继续升温至220℃，保温1h，得到树脂溶液A；A溶液中聚合松香季戊四醇酯的含量为10-11％；
步骤(2)将上述A溶液降温至140℃，加入0.3-1.0份铝凝胶剂，升温至160℃，保温0.5h，测粘度，若粘度低于8000mPa·s/25℃，继续保温并每隔15min测一次粘度，至粘度达到8000-12000mPa·s/25℃；若粘度高于标准值，则用预留3-8份的大豆油脂肪酸酯调整粘度至合格；得到溶液B即是环境友好型胶印油墨连结料；B溶液中铝凝胶剂的含量为0.5-0.8％；
所述植物油脂肪酸酯为大豆油酸甲酯、大豆油脂肪酸乙酯、大豆油脂肪酸异丁酯、油酸丁酯的一种或其混合物。
2.根据权利要求1所述的胶印油墨，其特征是：所述颜料是黄、红、蓝和黑色颜料，其黄色颜料为颜料黄12、颜料黄13、颜料黄17的一种或其混合物；其红色颜料为洋红4B、洋红6B、洋红8B的一种或其混合物；其蓝色颜料为酞菁蓝BGS、酞菁蓝B的一种或其混合物；其黑色颜料为色素炭黑。
3.根据权利要求1所述的胶印油墨，其特征是：所述填料为胶质碳酸钙、滑石粉中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的胶印油墨，其特征是：所述增稠流变剂为有机膨润土。
5.根据权利要求1所述的胶印油墨，其特征是：所述耐磨剂为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的胶印油墨，其特征是：所述催干剂为异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸锆、异辛酸钙、异辛酸锶的一种或其混合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170118 Termination date: 20180815 |