CN112126277A - 无voc低色浓度水性色墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工领域，公开了一种无VOC低色浓度水性色墨及其制备方法，由以下重量份的组分配制而成：颜料：5~10份，水性连接料：30~50份，溶剂：30~50份，表面活性剂：1‑5份，pH调节剂：1‑3份，助剂：2‑5份；其中，所述水性连接料为甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物。本申请中，通过使用甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物作为水性连接料，其中的氯乙烯作为内部交联剂，能够有效促进甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯形成共聚物的水性连接料；通过使用表面活性剂调整颜料、溶剂和树脂间的张力，使得水性色墨内部各组分的张力匹配，得到印刷性能优异的水性色墨。
Description
技术领域
本发明涉及印刷油墨领域，特别涉及一种适宜于高速印刷的无VOC低色浓度水性色墨及其制备方法。
背景技术
目前凹印普遍采用有机溶剂型油墨印刷，使得使用的接装纸表面含有不少有机挥发性残留物质，如苯系物、酯类、醚类、酮类等物质，以上物质会接触人体，产生一定的潜在危害。同时由于使用溶剂型油墨印刷过程中不可避免会带来有机溶剂的大量挥发，从而对环境以及周围大气产生大量VOC的排放，造成一定的环境污染，而水性油墨的应用可以大幅度降低挥发性有机化合物的释放。
颜料赋予了油墨颜色特征，满足了印刷对色彩的要求。一般的有机颜料和无机颜料都可用于水性油墨。由于水性油墨的树脂大多为碱溶性的，所以选用颜料时，须使用能耐碱性的颜料。但是，水墨中颜料的分布密度较溶剂型油墨要大得多，而水的表面张力及极性都与溶剂差别大，使得颜料分散较为困难，直接影响到油墨的稳定性、粘度和pH值，在凹版印刷过程中，水性色墨经常由于色浆混合不均匀出现色絮、色点等问题。对于水性色墨而言，当色浓度比较低时，色浆是否完全分散开来是判断水性色墨优劣的关键。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适宜于高速印刷的无VOC低色浓度水性色墨及其制备方法。制备工艺简单、性能优异、能够有效避免在高速印刷时出现色絮、色点等问题。
技术方案：本发明提供了一种无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，由以下组分按照重量百分含量配制而成：
颜料：5~10份
水性连接料：30~50份
溶剂：30~50份
表面活性剂： 1-5份
pH调节剂：1-3份
助剂：2-5份；
其中，所述水性连接料为甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物。
优选地，所述的水性连接料通过以下方法制成：按质量分数向温度为70-90℃的中和反应罐中添加10-50份甲基丙烯酸酯和5-10份的聚合物多元醇，搅拌均匀得到中和液；向所述中和液中添加氯乙烯搅拌均匀，得到树脂料液；对所述树脂料液进行雾化、干燥得到甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物，即所述水性连接料。
优选地，在所述S1中，甲基丙烯酸酯为10-50份、聚合物多元醇为5-10份；在所述S2中，氯乙烯占所述无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量的2%。
优选地，所述聚合物多元醇为聚碳酸酯二元醇或聚醚二元醇。
优选地，所述助剂由以下重量份数的组分组成：润湿剂0.5-2份，消泡剂0.5-1.5份，流平剂0.5-2份，蜡粉0.5-2份，分散剂1-3份，抗刮剂0.5-1.5份。
优选地，所述抗刮剂为蜡乳液、所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、所述分散剂为油酸酰胺、所述流平剂为羧甲基纤维素。
优选地，所述溶剂为体积比为1~4:1的酒精和去离子水的混合溶液。
优选地，所述的pH调节剂为浓度为5% g/ml的稀氨水。
本发明还提供了一种无VOC低色浓度水性色墨的制备方法，包括以下步骤：S1：颜料溶解：将颜料和溶剂按照3:7的比例混合均匀，在常温下高速搅拌2h左右，转速1200转/min-1500转/min，得到化开的色浆，200目过滤网过滤，得到细度较低的色浆；S2：配料预分散：取所述色浆与水性连接料混合，高速搅拌均匀，再加入表面活性剂、消泡剂和流平剂，混合均匀后，研磨至细度<10μm，制得色墨半成品；S3：色墨再处理，将所述色墨半成品分散后，加入分散剂、抗刮剂、润湿剂和蜡粉，然后加入剩余的溶剂后搅拌均匀，再加入pH调节剂调节pH值至8-9，搅拌分散，过滤，即得到所述的无VOC低色浓度的水性色墨。
有益效果：本申请中，通过使用甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物作为水性连接料，其中的氯乙烯主要是作为内部交联剂，能够有效促进甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯形成共聚物的水性连接料；通过使用表面活性剂调整颜料、溶剂和树脂间的张力，使得水性色墨内部各组分的张力匹配，得到印刷性能优异的水性色墨。
与现有技术相比，本产品具有优良的干燥性能，120℃的情况下即可以完全干燥，且干燥速度较快。无VOC（《YC 263-2008 卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的限量》）是的本水性色墨更加的环保。本水性色墨颜色分布均匀，色墨颗粒粗细一致，颜料和树脂结合良好，流平较好，色相准确（《GB T 13217.1-2009 液体油墨颜色检验方法 》）。适用范围广，光泽度（《GB/T13217.2-2009液体油墨光泽度检验方法》）、耐候性、耐热性（150-200℃高温下无明显变色问题）、耐水性（常温水浴浸泡24h无明显褪色）、耐化学性和耐污染性（《GBT 26461-2011 纸张凹印油墨》）等方面均具有显著的优势，其印刷速度达到170-200m/min时，仍不会出现色絮、色点（可以正常生产印刷）等问题。本产品生产工艺简单，易于操作，生产成本低，可用于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的介绍。
实施方式1：
本实施方式提供了一种无VOC低色浓度水性色墨，由以下重量份的组分配制而成：
颜料：5份
水性连接料：45份
体积比为1:1的酒精和去离子水的混合溶液：40份
表面活性剂： 3份
浓度为5% g/ml的稀氨水：2份
助剂：5份
上述水性连接料为30份甲基丙烯酸酯、7份聚碳酸酯二元醇和占无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量2%的氯乙烯的共聚物，其的制备方法如下：
向温度为70-90℃的中和反应罐中添加30份甲基丙烯酸酯，7份聚碳酸酯二元醇，搅拌均匀得到中和液，再向中和液中添加占无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量2%的氯乙烯作为内部交联剂，搅拌均匀，得到树脂料液，对料液进行雾化、干燥得到甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物，即上述水性连接料。
上述助剂由以下重量份的组分组成：润湿剂0.5份，消泡剂1份，流平剂1份，蜡粉0.5份，分散剂1份，抗刮剂1份。
上述水性色墨的制备方法包括以下步骤：
A 颜料溶解，将颜料和溶剂（体积比为1:1的酒精和去离子水的混合溶液）按照3:7的比例混合均匀，在常温下高速搅拌2h左右，转速1200转/min，得到化开的色浆，200目过滤网过滤，得到细度较低的色浆。
B配料预分散：取色浆和水性连接料混合，高速搅拌均匀，再加入表面活性剂、消泡剂和流平剂，混合均匀后，研磨至细度<10μm，制得；制得色墨半成品。
C色墨再处理，将色墨半成品分散后，加入分散剂、抗刮剂、润湿剂和蜡粉，然后加入剩余的溶剂，搅拌均匀后再加入浓度为5% g/ml的稀氨水调节pH值至8-9，搅拌分散，过滤，即得到无VOC低色浓度的水性色墨。
实施方式2：
本实施方式提供了一种无VOC低色浓度水性色墨，由以下重量份的组分配制而成：
颜料：5份
水性连接料：45份
体积比为4:1的酒精和去离子水的混合溶液：30份
表面活性剂： 3份
浓度为5% g/ml的稀氨水：1份
助剂：5份
上述水性连接料为50份甲基丙烯酸酯、10份聚合物多元醇和占无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量2%的氯乙烯的共聚物，其的制备方法如下：
向温度为70-90℃的中和反应罐中添加30份甲基丙烯酸酯，7份聚醚二元醇，搅拌均匀得到中和液，再向中和液中添加占无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量2%的氯乙烯作为内部交联剂，搅拌均匀，得到树脂料液，对料液进行雾化、干燥得到甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物，即上述水性连接料。
上述助剂由以下重量份的组分组成：润湿剂0.5份，消泡剂1份，流平剂1份，蜡粉0.5份，分散剂1份，抗刮剂1份。
上述水性色墨的制备方法包括以下步骤：
A 颜料溶解，将颜料和溶剂（体积比为4:1的酒精和去离子水的混合溶液）按照3:7的比例混合均匀，在常温下高速搅拌2h左右，转速1200转/min，得到化开的色浆，200目过滤网过滤，得到细度较低的色浆。
B配料预分散：取色浆和水性连接料混合，高速搅拌均匀，再加入表面活性剂、消泡剂和流平剂，混合均匀后，研磨至细度<10μm，制得；制得色墨半成品。
C色墨再处理，将色墨半成品分散后，加入分散剂、抗刮剂、润湿剂和蜡粉，然后加入剩余的溶剂，搅拌均匀后，再加入浓度为5% g/ml的稀氨水调节pH值至8-9，搅拌分散，过滤，即得到无VOC低色浓度的水性色墨。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1. 一种无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，由以下重量份的组分配制而成：
颜料：5~10份
水性连接料：30~50份
溶剂：30~50份
表面活性剂： 1-5份
pH调节剂：1-3份
助剂：2-5份；
其中，所述水性连接料为甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物。
2.根据权利要求1所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述的水性连接料由通过以下方法制成：
S1：向温度为70-90℃的中和反应罐中添加甲基丙烯酸酯和聚合物多元醇，搅拌均匀得到中和液；
S2：向所述中和液中添加氯乙烯搅拌均匀，得到树脂料液；
S3：对所述树脂料液进行雾化、干燥得到甲基丙烯酸酯、聚合物多元醇和氯乙烯的共聚物，即所述水性连接料。
3.根据权利要求2所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，在所述S1中，甲基丙烯酸酯为10-50份、聚合物多元醇为5-10份；在所述S2中，氯乙烯占所述无VOC低色浓度水性色墨所有组分总质量的2%。
4.根据权利要求1所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述聚合物多元醇为聚碳酸酯二元醇或聚醚二元醇。
5.根据权利要求1所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述助剂由以下重量份的组分组成：润湿剂0.5-2份，消泡剂0.5-1.5份，流平剂0.5-2份，蜡粉0.5-2份，分散剂1-3份，抗刮剂0.5-1.5份。
6.根据权利要求5所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述抗刮剂为蜡乳液、所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、所述分散剂为油酸酰胺和/或所述流平剂为羧甲基纤维素。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述溶剂为体积比为1~4:1的酒精和去离子水的混合溶液。
8. 根据权利要求1至6中任一项所述的无VOC低色浓度水性色墨，其特征在于，所述的pH调节剂为浓度为5% g/ml的稀氨水。
9.一种无VOC低色浓度水性色墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：颜料溶解：将颜料和溶剂按3:7的比例混合均匀，在常温下高速搅拌2h左右，转速1200转/min-1500转/min，得到化开的色浆，200目过滤网过滤，得到细度较低的色浆；
S2：配料预分散：取所述色浆与水性连接料混合，高速搅拌均匀，再加入表面活性剂、消泡剂和流平剂，混合均匀后，研磨至细度<10μm，制得色墨半成品；
S3：色墨再处理，将所述色墨半成品分散后，加入分散剂、抗刮剂、润湿剂和蜡粉，然后加入剩余的溶剂后搅拌均匀，再加入pH调节剂调节pH值至8-9，搅拌分散，过滤，即得到所述的无VOC低色浓度的水性色墨。
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