CN109777199A

CN109777199A - 一种耐酸性的印刷用水性油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN109777199A
Application number: CN201910138041.XA
Authority: CN
Inventors: 陈丽娟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种耐酸性的印刷用水性油墨及其制备方法。所述耐酸性的印刷用水性油墨的原料由水溶性丙烯酸树脂、改性聚酯乳液、聚二甲基硅氧烷、双酚A二缩水甘油醚、色粉、分散剂、消泡剂等组成。同时公开了相应的制备方法，即将色粉与分散剂、双酚A二缩水甘油醚、去离子水经搅拌制成水性色浆，再加入水溶性丙烯酸树脂、改性聚酯乳液搅拌，最后加入聚二甲基硅氧烷、消泡剂进行超声分散和球磨，添加适量乙醇后得到成品。上述耐酸性的印刷用水性油墨，通过加入经特定方法制备而成的改性聚酯乳液，与油墨中的水溶性丙烯酸树脂、色粉共同形成了更为稳定的分散体系，提高了耐酸性，同时洗版性较好，适于实际应用。

Description

一种耐酸性的印刷用水性油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷用水性油墨技术领域，特别是涉及一种耐酸性的印刷用水性油墨及其制备方法。

背景技术

近年来，中国包装协会已经提高了各类包装物的有机溶剂限量标准，对其中的16种挥发性有机化合物(VOCs)进行了控制，大大提高了包装行业中印刷油墨的环保要求，各地方政府也先后出台针对工业有机废物废气的处理处罚，范围将覆盖全国，包括各种中小型企业，这将促使相关的包装行业集中精力研发水性凹版油墨，以便彻底解决溶剂残留问题。由于包装行业在工业领域处于领先地位，因此印刷包装行业对推动凹版印刷水性化有着决定性的作用。水性油墨是以水为溶剂制成的油墨，主要由水溶性树脂、有机染料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。树脂为水性油墨中最重要的成分，通常使用水容易丙烯酸树脂，连结料成分直接影响油墨的附着功能、干燥速度、防粘脏性能等。相比油性和有机溶剂型油墨，水性油墨不会造成大量有机溶剂挥发，毒性低，对生产工人的身体健康影响小。但是，水性油墨也存在性能上的不足，如耐酸性差，针对这一问题，现有技术大多停留在水性油墨的配方方面，而鲜有从聚酯乳液制备方面提高耐酸性。

发明内容

基于当前印刷用水性油墨在耐酸性等方面尚不能满足消费者需求的问题，本发明提供一种耐酸性的印刷用水性油墨及其制备方法。

一种耐酸性的印刷用水性油墨，由以下重量百分比的原料组成：

水溶性丙烯酸树脂35～45％

改性聚酯乳液20～30％

聚二甲基硅氧烷6～8％

双酚A二缩水甘油醚4～6％

色粉3～4％

分散剂0.8～1.2％

消泡剂0.5～1.5％

去离子水余量；

其中，所述改性聚酯乳液的制备方法为：向反应釜中加入不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸，将反应釜温度升高至120～130℃，按照500～600转/分钟的速率搅拌反应2～3小时，随后降至室温，再向反应釜内投入乳化剂，低速搅拌均匀后，向反应釜内加入适量蒸馏水，在室温下按照1800～2200转/分钟的速率高速搅拌速度，乳化反应3～4小时，得到改性聚酯乳液。

上述耐酸性的印刷用水性油墨，相比于传统印刷用水性油墨更加健康、环保。并且通过加入经特定方法制备而成的改性聚酯乳液，与油墨中的水溶性丙烯酸树脂、色粉共同形成了更为稳定的分散体系，提高了耐酸性，同时洗版性较好，适于实际应用。

在其中一个实施例中，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为3000～5000。

在其中一个实施例中，所述不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸的摩尔比为9:4:1。

在其中一个实施例中，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯。

在其中一个实施例中，所述分散剂为吐温-20、高级脂肪醇、和聚乙烯蜡中的任意一种。

在其中一个实施例中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

本申请还提供了上述耐酸性的印刷用水性油墨的制备方法，包括以下步骤：

(1)将色粉、分散剂、双酚A二缩水甘油醚、去离子水加入高速搅拌机，按照600～800转/分钟的速率搅拌15～20分钟，得到水性色浆，将水性色浆经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm；

(2)将水溶性丙烯酸树脂、改性聚酯乳液加入到研磨好的水性色浆中，搅拌均匀，得到中间混合液；

(3)向中间混合液中加入聚二甲基硅氧烷、消泡剂，超声分散15～20分钟，并放置球磨机中，高速研磨30～40分钟，得到原始印刷用水性油墨；

(4)向原始印刷用水性油墨中添加适量的浓度为95％的乙醇，在室温下搅拌35～45分钟，得到成品印刷用水性油墨。

上述印刷用水性油墨的制备方法的原料易得、工艺简单，适用于大规模工业化生产。

在其中一个实施例中，所述超声分散的频率为60～62KHz，、超声分散的功率为1300～1500W。

在其中一个实施例中，所述球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为4500～5500转/分钟。

本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明克服了现有技术中印刷用水性油墨溶剂易挥发造成环境污染的问题，产品绿色环保，不会对环境产生不利影响。

(2)本发明通过向印刷用水性油墨原料中添加改性聚酯乳液，使其与油墨中的水溶性丙烯酸树脂、色粉共同形成了更为稳定的分散体系，提高了油墨的耐酸性，同时洗版性较好，适于实际应用。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下实施例中所用原料和试剂均为市售普通原料和试剂。

水溶性丙烯酸树脂35～45％

改性聚酯乳液20～30％

聚二甲基硅氧烷6～8％

双酚A二缩水甘油醚4～6％

色粉3～4％

分散剂0.8～1.2％

消泡剂0.5～1.5％

去离子水余量；

经上述方法制备而成的改性聚酯乳液，能够很好包裹颜料颗粒，成膜效果优异，并且能够协同水溶性丙烯酸树脂在成膜时可以发生交联反应，帮助成膜，提高印刷品的耐酸性，同时提高油墨的洗版性。

在一优选的实施方式中，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为3000～5000。

在一优选的实施方式中，所述不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸的摩尔比为9:4:1。

在一优选的实施方式中，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯。

在一优选的实施方式中，所述分散剂为吐温-20、高级脂肪醇、和聚乙烯蜡中的任意一种。

在一优选的实施方式中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

在一优选的实施方式中，所述超声分散的频率为60～62KHz，、超声分散的功率为1300～1500W。

在一优选的实施方式中，所述球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为4500～5500转/分钟。

下面通过实施例进一步阐明本发明。需要指出的是，本发明并非仅局限于所述实施例。

实施例1

制备改性聚酯乳液：

向反应釜中加入不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸，将反应釜温度升高至120℃，按照500转/分钟的速率搅拌反应2小时，随后降至室温，再向反应釜内投入乳化剂，低速搅拌均匀后，向反应釜内加入适量蒸馏水，在室温下按照1800转/分钟的速率高速搅拌速度，乳化反应3小时，得到改性聚酯乳液。

原料配比关系如下：

水溶性丙烯酸树脂35％

改性聚酯乳液20％

聚二甲基硅氧烷6％

双酚A二缩水甘油醚4％

色粉3％

分散剂0.8％

消泡剂0.5％

去离子水余量。

制备耐酸性的印刷用水性油墨：

(1)将色粉、分散剂、双酚A二缩水甘油醚、去离子水加入高速搅拌机，按照600转/分钟的速率搅拌15分钟，得到水性色浆，将水性色浆经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm；

(3)向中间混合液中加入聚二甲基硅氧烷、消泡剂，超声分散15分钟，所述超声分散的频率为60KHz，、超声分散的功率为1300W，并放置球磨机中，高速研磨30分钟，球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为4500转/分钟，得到原始印刷用水性油墨；

(4)向原始印刷用水性油墨中添加适量的浓度为95％的乙醇，在室温下搅拌35分钟，得到成品印刷用水性油墨。

实施例2

制备改性聚酯乳液：

向反应釜中加入不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸，将反应釜温度升高至125℃，按照550转/分钟的速率搅拌反应2.5小时，随后降至室温，再向反应釜内投入乳化剂，低速搅拌均匀后，向反应釜内加入适量蒸馏水，在室温下按照2000转/分钟的速率高速搅拌速度，乳化反应3.5小时，得到改性聚酯乳液。

原料配比关系如下：

水溶性丙烯酸树脂40％

改性聚酯乳液25％

聚二甲基硅氧烷7％

双酚A二缩水甘油醚5％

色粉3.5％

分散剂1.0％

消泡剂1.0％

去离子水余量。

制备耐酸性的印刷用水性油墨：

(1)将色粉、分散剂、双酚A二缩水甘油醚、去离子水加入高速搅拌机，按照700转/分钟的速率搅拌17.5分钟，得到水性色浆，将水性色浆经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm；

(3)向中间混合液中加入聚二甲基硅氧烷、消泡剂，超声分散17.5分钟，所述超声分散的频率为61KHz，、超声分散的功率为1400W，并放置球磨机中，高速研磨35分钟，球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为5000转/分钟，得到原始印刷用水性油墨；

(4)向原始印刷用水性油墨中添加适量的浓度为95％的乙醇，在室温下搅拌40分钟，得到成品印刷用水性油墨。

实施例3

制备改性聚酯乳液：

向反应釜中加入不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸，将反应釜温度升高至130℃，按照600转/分钟的速率搅拌反应3小时，随后降至室温，再向反应釜内投入乳化剂，低速搅拌均匀后，向反应釜内加入适量蒸馏水，在室温下按照2200转/分钟的速率高速搅拌速度，乳化反应4小时，得到改性聚酯乳液。

原料配比关系如下：

水溶性丙烯酸树脂45％

改性聚酯乳液30％

聚二甲基硅氧烷8％

双酚A二缩水甘油醚6％

色粉4％

分散剂1.2％

消泡剂1.5％

去离子水余量。

制备耐酸性的印刷用水性油墨：

(1)将色粉、分散剂、双酚A二缩水甘油醚、去离子水加入高速搅拌机，按照800转/分钟的速率搅拌20分钟，得到水性色浆，将水性色浆经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm；

(3)向中间混合液中加入聚二甲基硅氧烷、消泡剂，超声分散20分钟，所述超声分散的频率为62KHz，、超声分散的功率为1500W，并放置球磨机中，高速研磨40分钟，球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为5500转/分钟，得到原始印刷用水性油墨；

(4)向原始印刷用水性油墨中添加适量的浓度为95％的乙醇，在室温下搅拌45分钟，得到成品印刷用水性油墨。

对比例1

原料配比关系如下：

水溶性丙烯酸树脂40％

市售Novoc^TM WS114-30水溶性聚酯25％

聚二甲基硅氧烷7％

双酚A二缩水甘油醚5％

色粉3.5％

分散剂1.0％

消泡剂1.0％

去离子水余量。

制备耐酸性的印刷用水性油墨：

(2)将水溶性丙烯酸树脂、市售Novoc^TM WS114-30水溶性聚酯加入到研磨好的水性色浆中，搅拌均匀，得到中间混合液；

性能测试

对实施例1-3制成的耐酸性的印刷用水性油墨，对比例1制成的印刷用水性油墨进行使用性能测试，并以市售普通印刷用水性油墨(购自烟台恒兴油墨有限公司)作为对照例。其中，耐酸性测试按照GB/T 18724-2002执行；洗版性为打完稿样后，用酒精和水按照等比例配比清洗印刷版，观察清洗难易度，测试结果见表1。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对照例
						耐酸性(24h)	5级	5级	5级	4级	4级
洗版性	极易清洗	极易清洗	极易清洗	较易清洗	较易清洗

从表1可以看出，本发明实施例所制备的耐酸性的印刷用水性油墨与对比例制备的印刷用水性油墨相比，在耐酸性和洗版性两方面均有显著提高，也显著好于市售普通水性印刷油墨。能够证明添加由本发明特定方法制备的改性聚酯乳液的对油墨整体性能的提升是具有实质性功效的。可见本发明的耐酸性的印刷用水性油墨取得了预期的技术效果，具有良好的应用前景。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：

水溶性丙烯酸树脂 35～45％

改性聚酯乳液 20～30％

聚二甲基硅氧烷 6～8％

双酚A二缩水甘油醚 4～6％

色粉 3～4％

分散剂 0.8～1.2％

消泡剂 0.5～1.5％

去离子水余量；

2.根据权利要求1所述的耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为3000～5000。

3.根据权利要求1所述的耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂、乙烯基脂肪酸酯、二壬基萘二磺酸的摩尔比为9:4:1。

4.根据权利要求1所述的耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯。

5.根据权利要求1所述的耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，所述分散剂为吐温-20、高级脂肪醇、和聚乙烯蜡中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的耐酸性的印刷用水性油墨，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的耐酸性的印刷用水性油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的耐酸性的印刷用水性油墨的制备方法，其特征在于，所述超声分散的频率为60～62KHz，、超声分散的功率为1300～1500W。

9.根据权利要求7所述的耐酸性的印刷用水性油墨的制备方法，其特征在于，所述球磨机的球料比为20:1，球磨机的转速为4500～5500转/分钟。