CN116606567B - 一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法，所述高流平性的水性浅色油墨由包括以下重量份的原料制成：水性自交联丙烯酸乳液20‑40份、颜料4‑5份、聚乙烯蜡0.3‑0.7份、乙醇胺0.3‑0.7份、乙醇11‑15份、改性纳米碳酸钙20‑30份、二甲基硅油0.1‑1份、聚醚改性聚硅氧烷0.1‑1份、去离子水20‑40份。所述改性纳米碳酸钙是在碳酸钙表面引入了季铵盐和甘油醚。本发明提供的水性浅色油墨具有高流平性和较好的光泽，其印品细腻、网点完整。

Description

一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法。

背景技术

无毒、环保是当今印刷行业发展热点，水性油墨是用水作为反应溶剂，其组成是由水性连接料、各种助剂以及色浆复配。其中水性油墨连接料是油墨复配的核心，影响油墨印刷的主要性能，为了提高油墨的性能，其配方中会加入各类助剂如流平剂、干燥剂等。

水性油墨因工艺中含水量大，对颜料及配方工艺整体要求较高，在颜料含量高的情况下，流平效果基本能满足要求，但在调配浅色油墨时，油墨颜料含量较少，颜料含量从常规16％下降至小于5％，油墨中树脂及溶剂含量增加，导致表面张力发生变化，成膜后易出现缩孔，白点等情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法，以解决水性浅色油墨成膜后易出现缩孔，白点的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种高流平性的水性浅色油墨，由包括以下重量份的原料制成：水性自交联丙烯酸乳液20-40份、颜料4-5份、聚乙烯蜡0.3-0.7份、乙醇胺0.3-0.7份、乙醇11-15份、改性纳米碳酸钙20-30份、二甲基硅油0.1-1份、聚醚改性聚硅氧烷0.1-1份、去离子水20-40份。

其中，所述改性纳米碳酸钙的合成步骤如下：将纳米碳酸钙、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵和甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，预研磨结束后加入过氧化苄进行改性研磨，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙。

其中，所述纳米碳酸钙、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、甘油烯丙基醚和过氧化苄的质量比为20-30:5-10:1-3:10-20:0.2-0.3。

其中，所述预研磨的时间为60-80min，速度为600-700rpm，温度为25-35℃；所述改性研磨的时间为120-150min，速度为900-1100rpm，温度为75-85℃。

其中，所述水性自交联丙烯酸乳液的固含量为43％-47％，粘度为50-100mPa.s。

其中，所述纳米碳酸钙的平均粒径为200-800nm。

其中，所述聚乙烯蜡的相对分子质量为1500-4000。

其中，所述二甲基硅油的相对分子质量为5000-10000。

其中，所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为IOTA-13190、TSI-316中的一种。

进一步的，本发明还提供一种上述高流平性的水性浅色油墨的制备方法，具体制备方法如下：

S1、按重量份将颜料、聚乙烯蜡、改性纳米碳酸钙、二甲基硅油、聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

S2、按重量份将水性自交联丙烯酸乳液、乙醇胺、乙醇、去离子水均匀混合，得到混合物B；

S3、将混合物A与混合物B均匀混合，得到高流平性的水性浅色油墨。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法，其中聚醚改性聚硅氧烷和二甲基硅油的复配可增进底材润滑性、表面滑爽性和光泽、通过降低涂料表面张力提供良好的底材润湿，及良好的防缩孔性能，它也有力地增加表面滑爽以及耐划伤性和防粘连性、阻止了贝纳德旋窝形成，改善了流平和光泽。

本发明提供了一种高流平性的水性浅色油墨及其制备方法，其中改性纳米碳酸钙是在碳酸钙表面引入了季铵盐和甘油醚，在水性浅色油墨中有增加容积的填充作用，在不影响其色相的情况下，代替部分树脂，减少水的使用。并且，改性纳米碳酸钙的比表面积较大，具有吸油量大、透明度好、亮度好、稳定度较好等优点，在水性浅色油墨中加入改性纳米碳酸钙使油墨身骨及黏性比较好，具有良好的印刷性能，干燥快，而且没有副作用。由于在碳酸钙表面引入了季铵盐和甘油醚，改变了碳酸钙的表面电荷和碳酸钙与基体树脂之间的相容性，用于油墨产品中表现出优异的分散性、透明性、极好的光泽和遮盖力，以及优异的油墨吸收性和干燥性，因此印品细腻、网点完整，可有效改善浅色油墨印刷中出现的缩孔及白点情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明对比例6(左)和实施例2(右)的流平效果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例，对比例中所用原料的性质或来源如下所示。

水性自交联丙烯酸乳液的固含量为45％，粘度为70mPa.s，型号为WPU2367A；聚乙烯蜡的相对分子质量为2500；二甲基硅油的相对分子质量为7000；聚醚改性聚硅氧烷的型号为IOTA-13190；纳米碳酸钙的平均粒径为525nm；颜料为C.I.颜料蓝15：4。

实施例1

一种高流平性的水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将20g纳米碳酸钙、5g甲基丙烯酸甲酯、1g二甲基二烯丙基氯化铵和10g甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，时间为60min，速度为600rpm，温度为25℃，预研磨结束后加入0.2g过氧化苄进行改性研磨，时间为120min，速度为900rpm，温度为75℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)将4g颜料、0.3g聚乙烯蜡、20g改性纳米碳酸钙、0.1g二甲基硅油、0.1g聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

(3)将20g水性自交联丙烯酸乳液、0.3g乙醇胺、11g乙醇、20g去离子水均匀混合，得到混合物B；

(4)将混合物A与混合物B均匀混合，得到高流平性的水性浅色油墨。

实施例2

一种高流平性的水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将25g纳米碳酸钙、7.5g甲基丙烯酸甲酯、2g二甲基二烯丙基氯化铵和15g甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，时间为70min，速度为650rpm，温度为30℃，预研磨结束后加入0.25g过氧化苄进行改性研磨，时间为135min，速度为1000rpm，温度为80℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)将4.5g颜料、0.5g聚乙烯蜡、25g改性纳米碳酸钙、0.5g二甲基硅油、0.5g聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

(3)将30g水性自交联丙烯酸乳液、0.5g乙醇胺、13g乙醇、30g去离子水均匀混合，得到混合物B；

(4)将混合物A与混合物B均匀混合，得到高流平性的水性浅色油墨。

实施例3

一种高流平性的水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将30g纳米碳酸钙、10g甲基丙烯酸甲酯、3g二甲基二烯丙基氯化铵和20g甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，时间为80min，速度为700rpm，温度为35℃，预研磨结束后加入0.3g过氧化苄进行改性研磨，时间为150min，速度为1100rpm，温度为85℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)将5g颜料、0.7g聚乙烯蜡、30g改性纳米碳酸钙、1g二甲基硅油、1g聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

(3)将40g水性自交联丙烯酸乳液、0.7g乙醇胺、15g乙醇、40g去离子水均匀混合，得到混合物B；

(4)将混合物A与混合物B均匀混合，得到高流平性的水性浅色油墨。

对比例1

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将25g纳米碳酸钙、9.5g甲基丙烯酸甲酯和15g甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，时间为70min，速度为650rpm，温度为30℃，预研磨结束后加入0.25g过氧化苄进行改性研磨，时间为135min，速度为1000rpm，温度为80℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)同实施例2；(3)同实施例2；(4)同实施例2。

对比例2

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将25g纳米碳酸钙、22.5g甲基丙烯酸甲酯、2g二甲基二烯丙基氯化铵添加到研磨机中进行预研磨，时间为70min，速度为650rpm，温度为30℃，预研磨结束后加入0.25g过氧化苄进行改性研磨，时间为135min，速度为1000rpm，温度为80℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)同实施例2；(3)同实施例2；(4)同实施例2。

对比例3

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将25g纳米碳酸钙、24.5g甲基丙烯酸甲酯添加到研磨机中进行预研磨，时间为70min，速度为650rpm，温度为30℃，预研磨结束后加入0.25g过氧化苄进行改性研磨，时间为135min，速度为1000rpm，温度为80℃，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙；

(2)同实施例2；(3)同实施例2；(4)同实施例2。

对比例4

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)将4.5g颜料、0.5g聚乙烯蜡、25g纳米碳酸钙、0.5g二甲基硅油、0.5g聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

(2)将30g水性自交联丙烯酸乳液、0.5g乙醇胺、13g乙醇、30g去离子水均匀混合，得到混合物B；

(3)将混合物A与混合物B均匀混合，得到水性浅色油墨。

对比例5

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)同实施例2；

(2)将4.5g颜料、0.5g聚乙烯蜡、25g改性纳米碳酸钙、1g二甲基硅油、均匀混合，得到混合物A；

(3)同实施例2；(4)同实施例2。

对比例6

一种水性浅色油墨，其制备方法包括如下步骤：

(1)同实施例2；

(2)将4.5g颜料、0.5g聚乙烯蜡、1g二甲基硅油均匀混合，得到混合物A；

(3)同实施例2；(4)同实施例2。

性能测试

光泽度：按照GB/T13217.2-2009中规定的方法，使用丝棒涂布器，将实施例1-3，对比例1-6制备的油墨均匀的铺在塑料基材(pp)上，干燥成膜后，使用光泽度计测试样品的光泽度，结果如表1所示。

初干性：按照GB/T13217.5-2008中规定的方法，将实施例1-3，对比例1-6制备的油墨滴于刮板细度计100um处，用刮刀刮下，立刻将塑料基材(pp)薄膜覆盖在刮板细度计槽上，30秒后揭下基材膜，从0刻度算起，测量薄膜上油墨的长度为油墨的初干，测量3次取平均值，结果如表1所示。

细度值：取配好的水性油墨用刮板细度计测试油墨的细度，测定3次取平均值，结果如表1所示。

附着力：按照国标GB/T13217.7-91中规定的方法，使用丝棒涂布器，将油墨均匀的铺在塑料基材(pp)上，干燥成膜后，使用3M胶带測定其附着为，结果如表1所示。检验结果：用宽20mm的半透明毫米格纸覆盖在被揭部分。分别数出油墨层所占的格数和被揭去的油墨层所占的格数。按下式计算：

式中：

A——油墨附着牢度；

A₁——油墨层的格数；

A₂——被揭去的油墨层的格数；

其中，

良好——印刷膜残留90％以上；

合格——印刷膜残留60～90％；

较差——印刷膜残留60％以下。

流平性：流平效果采用目测观察，结果如表1所示，其中对比例7和实施例2的流平效果如图1所示。

表1实施例1-3，对比例1-6制备的油墨的性能测试结果

数据分析：从实施例1-3可以看出，本发明制备的高流平性的水性浅色油墨具有较好的光泽度和高流平性，附着力良好，从实施例2和对比例1-4可以看出，改性纳米碳酸钙显著的提高了油墨的光泽度和流平性，并且纳米碳酸钙表面引入的季铵盐和甘油醚具有协同作用，从实施例2和对比例5，对比例6可以看出改性纳米碳酸钙和聚醚改性聚硅氧烷的复配对于流平性和光泽度具有显著影响，从图1可以看出，本发明制备的高流平性的水性浅色油墨表面无缩孔和白点，具有高流平性和较好的光泽，其印品细腻、网点完整。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，由以下重量份的原料制成：水性自交联丙烯酸乳液20-40份、颜料4-5份、聚乙烯蜡0.3-0.7份、乙醇胺0.3-0.7份、乙醇11-15份、改性纳米碳酸钙20-30份、二甲基硅油0.1-1份、聚醚改性聚硅氧烷0.1-1份、去离子水20-40份；

所述改性纳米碳酸钙的合成步骤如下：将纳米碳酸钙、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵和甘油烯丙基醚添加到研磨机中进行预研磨，预研磨结束后加入过氧化苄进行改性研磨，改性研磨结束后得到改性纳米碳酸钙。

2.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述水性自交联丙烯酸乳液的固含量为43％-47％，粘度为50-100mPa.s。

3.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述纳米碳酸钙的平均粒径为200-800nm。

4.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述聚乙烯蜡的相对分子质量为1500-4000。

5.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述二甲基硅油的相对分子质量为5000-10000。

6.根据权利要求1所述的水性浅色油墨，其特征在于，所述聚醚改性聚硅氧烷的型号为IOTA-13190、TSI-316中的一种。

7.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述纳米碳酸钙、甲基丙烯酸甲酯、二甲基二烯丙基氯化铵、甘油烯丙基醚和过氧化苄的质量比为20-30:5-10:1-3:10-20:0.2-0.3。

8.根据权利要求1所述的高流平性的水性浅色油墨，其特征在于，所述预研磨的时间为60-80min，速度为600-700rpm，温度为25-35℃；所述改性研磨的时间为120-150min，速度为900-1100rpm，温度为75-85℃。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高流平性的水性浅色油墨的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

S1、按重量份将颜料、聚乙烯蜡、改性纳米碳酸钙、二甲基硅油、聚醚改性聚硅氧烷均匀混合，得到混合物A；

S2、按重量份将水性自交联丙烯酸乳液、乙醇胺、乙醇、去离子水均匀混合，得到混合物B；

S3、将混合物A与混合物B均匀混合，得到高流平性的水性浅色油墨。