CN102153909A - 一种塑料表印用水性油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑料表印用水性油墨，按重量比，包括：tg值为-40℃～25℃的水性丙烯酸乳液55-65份；水性色浆25-35份；和水性助剂3-6份，其中，该水性助剂包括：水性润湿剂0.2-0.5份；水性PH值中和分散剂0.5-0.8份；水性流平剂0.5-0.8份；水性快干剂0.5-2份；水性耐磨剂0.5-2份；水性架桥剂0.5-2份。本发明油墨无溶剂残留，对食品包装无污染，健康、绿色；水墨的印品具有高光泽，耐摩擦，防反粘，高附着力，耐高温，流平性佳，色彩饱和鲜艳、展色力佳等特点。
Description
技术领域
本发明涉及印刷油墨领域，具体地涉及一种塑料表印用环保水性油墨。
背景技术
一直以来，油墨的污染是印刷工业中最严重的问题。世界油墨年产量已超过300万吨。溶剂型油墨平均占30％～40％，全球每年因油墨带来的有机溶剂的用量高达100万吨以上，造成巨大的资源浪费。其中经常使用的乙醇、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂。干燥后绝大部分都会消除，但是残留部分仍会对人体造成危害，长期接触会令皮肤干裂、粗糙，如果渗入皮肤或血管，会随血液危机人的血球及造血机能，甚至可能引起肌体慢性中毒。此外，有些无机颜料含铅、铬、铜、汞等重金属元素，具一定毒性；部分有机颜料含有联苯胶，有致癌成分，应严禁使用。溶剂的挥发造成大气污染，对各种植物的生长影响较大，破坏生态平衡，应引起全社会的重视。而重金属有时会被植物吸收，如果被人体吸收将会造成相当大的危害。
总之，传统溶剂型油墨存在以下缺点：1)易燃易爆，生产存在很大的安全隐患；2)大量VOC有毒有机物排放到空气中，污染空气；3)溶剂是一种毒性的东西，影响到员工的身体健康；4)溶剂残留，污染食品，影响到消费者健康；5)大量溶剂挥发、浪费，造成成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料表印用水性油墨，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明中的塑料表印用水性油墨不含有机溶剂，为环保型。
本发明提供的技术方案如下：
一种塑料表印用水性油墨，按重量比，包括：
tg值为-40℃～25℃的水性丙烯酸乳液 55-65份；
水性色浆 25-35份；和
水性助剂 3-6份
其中，该水性助剂包括：
水性润湿剂 0.2-0.5份；
水性PH值中和分散剂 0.5-0.8份；
水性流平剂 0.5-0.8份；
水性快干剂 0.5-2份；
水性耐磨剂 0.5-2份；
水性架桥剂 0.5-2份。
较佳地，所述的水性丙烯酸乳液包括成分A和成分B：此部分乳液是由两种不同数据特性的水性丙烯酸乳液互配而成的，这两种乳液的互配比例可根据印刷条件的变化而变化，印刷速度快，互配比例就将Tg值高的乳液A占有比例大一点。这样有助于快干；印刷速度慢，互配比例就将Tg值低的乳液B占有比例大一点，这样有助于印刷流平性佳及不易堵版。
水性丙烯酸乳液A：25～35份，该类型乳液特性：Tg值为15℃～18℃，属快干型，分子量》200000，分子量大，粒径小，粒子分布紧密，具有优秀的粘接力。固含量45％～48％，酸值50～60，抗水性佳，粘度800，良好的油墨传墨性及适应性，PH值8.5～8.9，密度1.05。
水性丙烯酸乳液B：30～35份，该类型乳液特性：Tg值为-35℃～-45℃，成膜温度低，较强的附着力及较佳的印刷流平性。分子量》200000，酸值20～30，高光泽和透明度，优异的抗水性，粘度300～400，流动性好，有助于印刷适应性，PH值8.5～8.9，密度1.05。
预分散的色浆细度平均粒径为0.5～0.8微米。此部分是决定水墨颜色的重要组成部分，可根据不同的颜色要求而进行调整色浆的成分及比例，让它配出不同颜色的水墨及不同的色含量，预分散的色浆细度平均粒径为0.5～0.8微米，粒径超细有助于成膜乳液的完整包覆，让色墨之分子完整无缺，因此有助于提高水墨的光泽度及流动性。
较佳地，所述水性润湿剂为低分子量聚醚(polyether)改性乙氧基(E0)化二甲基聚矽烷氧化合物，具有极佳的润湿及扩散效果。能将水的表面张力由72达因/cm降到20.0～21.0达因/cm，从而与印刷基材的表面张力相近，提高水墨印刷的附着力及传墨性。
较佳地，所述水性PH值中和分散剂为水溶性氨基醇或其混合物，较佳地，其为活性含量大于85％的水溶性氨基醇混合物。在水性油墨中可中和羧酸基(～COOH)，帮助PH值稳定性，提高光泽度，好的抗水性及抗蚀性等优点。
较佳地，所述水性流平剂为高分子聚二甲基硅氧烷乳液，起着优异的印刷流平效果，优异的增滑效果，改善耐刮擦性及良好的防粘连效果
较佳地，所述水性快干剂为高分子量氧化锌乳液，起着让水性油墨转印到印刷基材时快速固化，干燥效果，同时起着防粘连及提高耐磨性效果
较佳地，所述水性耐磨剂为白色乳化蜡，具有良好的分散性及优异的耐磨性。
较佳地，所述水性水性架桥剂为不含任何溶剂，固含量大于99％的三官能团氮丙啶(Aziridine)架桥剂，属于环保型交联剂，能提高耐水性，耐酒精，抗粘性，降低迁移性。
一种制备塑料表印用水性油墨的方法，包括以下步骤：
第一步：将固体丙烯酸树脂根据不同的需求配方在反应釜内进行合成化学反应，共聚成膜。
第二步：将有机颜料及10％的丙烯酸树脂液和润湿分散助剂一起经过砂磨机进行研磨分散、润湿，最终研磨成约30％～40％的色含量及具有25秒/3#杯/250C流动性的预分散水性色浆。
第三步：将成膜水性丙烯酸乳液、预分散水性色浆及相应助剂按照不同的配方比例要求放入分散搅拌缸进行分散搅拌。分散搅拌时间为30～45分钟，搅拌速度为600～1000转/分钟，搅拌时间不宜过长，搅拌速度不宜过快，否则会出现破乳现象。
第四步：将分散搅拌完毕的水性油墨冲填，包装成为成品。
本发明的有益效果如下：1)零VOC有毒有机物的排放，对空气无污染；2)无有毒有机溶剂挥发，对印刷工人的健康无不良影响；3)消除工作场所易燃易爆的隐患，提高了安全性。4)印刷综合成本比溶剂传统油墨约省35％；5)减少使用有机溶剂：如甲苯、天那水等，为战略储备提供保障。6)无溶剂残留，对食品包装无污染，健康、绿色；7)水墨的印品具有高光泽，耐摩擦，防反粘，高附着力，耐高温，流平性佳，色彩饱和鲜艳、展色力佳等特点。
具体实施方式
实施例1配制国际PANTONE 186红
水性丙烯酸乳液：60份，其中水性丙烯酸乳液A(阿根廷diransa，型号：PH702)：30份，水性丙烯酸乳液B(阿根廷diransa，型号：SF)：30份
预分散水性色浆35份，其中包括：
A.57:1红色浆20份，细度为0.5～0.8微米，超细粒径有助于提高水墨的光泽度，色含量33％～38％，色含量高，色彩鲜艳，饱和。
B.Y～13黄色浆10份，细度为0.5～0.8微米，超细粒径有助于提高水墨的光泽度，色含量33％～38％，色含量高，色彩鲜艳，饱和。
相关水性助剂5份，其中包括：
A.水性润湿剂0.2份：淡黄色液体，斯洛柯Silok，型号：8000，为低分子量聚醚(polyether)改性乙氧基(E0)化二甲基聚矽烷氧化合物。
B.水性PH值中和分散剂0.5份：无色液体，荷兰艾德化学，型号：Codis95。是一种活性含量90％的水溶性氨基醇的混合物，在水性油墨中可中和羧酸基(～COOH)，帮助PH值稳定性，提高光泽度，好的抗水性及抗蚀性等优点。
C.水性流平剂0.5份：白色乳液。德国迪高，型号：Glide100是一种高分子聚二甲基硅氧烷乳液，起着优异的印刷流平效果，优异的增滑效果，改善耐刮擦性及良好的防粘连效果。
D.水性快干剂2份：白色乳状，厦门格林春天(中国)，型号：GS-A006是一种高分子量氧化锌乳液，起着让水性油墨转印到印刷基材时快速固化，干燥效果，同时起着防粘连及提高耐磨性效果。
制取方法：
第一步：制取15％含量的氧化锌溶解液：由于氧化锌不溶于水，因此，先用154g水溶解112g碳酸铵3～5分钟后，碳酸铵溶解于水中。然后再添加75g氧化锌，2～3分钟后变成不透明溶解液，再往溶解液内添加159g的28％浓度的氨水，3～5分钟后得到500g的15％含量的氧化锌溶液。
第二步：此制作过程务必注意整个添加过程顺序，否则，会导致出现结块增稠现象。
步骤：1.取出15份体积的氧化锌溶解液(15％氧化锌含量)
2.往氧化锌溶液中加入2份体积的氨水(28％浓度)
3.加入15体积的去离子水
4.加入68体积的水性丙烯酸乳液(阿根廷diransa，型号：SF)，获得水性丙烯酸型快干剂。
E.水性耐磨剂1份：产地中国，白色乳化蜡，上海新诺，型号：WE-518B5具有良好的分散性及优异的耐磨性。
F.水性架桥剂0.8份：是一种不含任何溶剂，固含量大于99％的三官能团氮丙啶(Aziridine)架桥剂，台湾安锋，型号：WH-5213属于环保型交联剂，能提高耐水性，耐酒精，抗粘性，降低迁移性。
制备方法：
第一步：将固体丙烯酸树脂A和B在反应釜内进行合成化学反应，共聚成膜；反应成具有大于20万分子量，20～60酸值，8～8.9PH值以及在-40℃～25℃的玻璃化温度(Tg值)。固含量约为45％～48％，粘度为300～2000的成膜改性丙烯酸乳液，以便生产成品水性油墨使用。
第二步：将有机颜料及10％的丙烯酸树脂液和润湿分散助剂一起经过砂磨机进行研磨分散、润湿，最终研磨成约30％～40％的色含量及具有25秒/3#杯/25℃流动性的预分散水性色浆；
第三步：将成膜水性丙烯酸乳液、预分散水性色浆及相应助剂按照不同的配方比例要求放入分散搅拌缸进行分散搅拌。分散搅拌时间为40分钟，搅拌速度为800转/分钟；
第四步：将分散搅拌完毕的水性油墨冲填，包装成为成品。
实施例2配制国际PANTONE Yellow
水性丙烯酸乳液：65份，其中水性丙烯酸乳液A(阿根廷diransa，型号：PH702)：35份，水性丙烯酸乳液B(阿根廷diransa，型号：SF)：30份
预分散水性色浆30份，其为Y～14色浆，细度为0.5～0.8微米。
相关水性助剂5份，其中包括：
A.水性润湿剂0.5份：淡黄色液体，斯洛柯Silok，型号：8000为低分子量聚醚(polyether)改性乙氧基(EO)化二甲基聚矽烷氧化合物。
B.水性PH值中和分散剂0.5份：无色液体，荷兰艾德化学，型号：Codis95。是一种活性含量90％的水溶性氨基醇的混合物，主要成分：Blend of AlKanol-amines in water。在水性油墨中可中和羧酸基(～COOH)，帮助PH值稳定性，提高光泽度，好的抗水性及抗蚀性等优点。
C.水性流平剂0.5份：白色乳液。德国迪高，型号：Glide100是一种高分子聚二甲基硅氧烷乳液，起着优异的印刷流平效果，优异的增滑效果，改善耐刮擦性及良好的防粘连效果。
D.水性快干剂1份：白色乳状，厦门格林春天(中国)，型号：GS-A006是一种高分子量氧化锌乳液，起着让水性油墨转印到印刷基材时快速固化，干燥效果，同时起着防粘连及提高耐磨性效果，其制备方法参照实施例1。
E.水性耐磨剂2份：白色乳化蜡，上海新诺，型号：WE-518B5，具有良好的分散性及优异的耐磨性。
F.水性架桥剂0.5份：是一种不含任何溶剂，固含量大于99％的三官能团氮丙啶(Aziridine)架桥剂，台湾安锋，型号：WH-5213属于环保型交联剂，能提高耐水性，耐酒精，抗粘性，降低迁移性，添加比例为0.5％～2％。
制备方法：
第一步：将固体丙烯酸树脂根据不同的需求配方在反应釜内进行合成化学反应，共聚成膜；反应成具有大于20万分子量，20～60酸值，8～8.9PH值以及在-40℃～25℃的玻璃化温度(Tg值)。固含量约为45％～48％，粘度为300～2000的成膜改性丙烯酸乳液，以便生产成品水性油墨使用。
第二步：将有机颜料及10％的丙烯酸树脂液和润湿分散助剂一起经过砂磨机进行研磨分散、润湿，最终研磨成约30％～40％的色含量及具有25秒/3#杯/25℃流动性的预分散水性色浆；
第三步：将成膜水性丙烯酸乳液、预分散水性色浆及相应助剂按照不同的配方比例要求放入分散搅拌缸进行分散搅拌。分散搅拌时间为40分钟，搅拌速度为800转/分钟；
第四步：将分散搅拌完毕的水性油墨冲填，包装成为成品。
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种塑料表印用水性油墨，其特征在于，按重量比，包括：
tg值为-40℃～25℃的水性丙烯酸乳液 55-65份；
水性色浆 25-35份；和
水性助剂 3-6份
其中，该水性助剂包括：
水性润湿剂 0.2-0.5份；
水性PH值中和分散剂0.5-0.8份；
水性流平剂 0.5-0.8份；
水性快干剂 0.5-2份；
水性耐磨剂 0.5-2份；和
水性架桥剂 0.5-2份。
2.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述的水性丙烯酸乳液包括：
水性丙烯酸乳液A：25～35份，该乳液Tg值为15℃～18℃，分子量》200000；固含量45％～48％，酸值50～60，粘度800，PH值8.5～8.9，密度1.05；
水性丙烯酸乳液B：30～35份，该乳液Tg值为-35℃(～-45℃，分子量》200000，酸值20～30，粘度300～400，PH值8.5～8.9，密度1.05。
3.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：预分散的色浆细度平均粒径为0.5～0.8微米。
4.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性润湿剂为低分子量聚醚改性乙氧基化二甲基聚矽烷氧化合物。
5.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性PH值中和分散剂为水溶性氨基醇或其混合物。
6.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性流平剂为聚二甲基硅氧烷乳液。
7.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性快干剂为氧化锌乳液。
8.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性耐磨剂为白色乳化蜡。
9.如权利要求1所述的一种塑料表印用水性油墨，其特征在于：所述水性架桥剂为固含量大于99％的三官能团氮丙啶架桥剂。
10.一种制备权利要求1至9任一项所述的塑料表印用水性油墨的方法，包括以下步骤：
第一步：将固体丙烯酸树脂根据不同的需求配方在反应釜内进行合成化学反应，共聚成膜；
第二步：将有机颜料及10％的丙烯酸树脂液和润湿分散助剂一起经过砂磨机进行研磨分散、润湿，最终研磨成约30％～40％的色含量及具有25秒/3#杯/25℃流动性的预分散水性色浆；
第三步：将成膜水性丙烯酸乳液、预分散水性色浆及相应助剂按照不同的配方比例要求放入分散搅拌缸进行分散搅拌；分散搅拌时间为30～45分钟，搅拌速度为600～1000转/分钟；
第四步：将分散搅拌完毕的水性油墨冲填，包装成为成品。
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