CN102952432A - 一种新型环保水性轮转油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水性油墨技术领域，具体涉及一种新型环保水性轮转油墨及其制备方法，该新型环保水性轮转油墨包括以下重量份的原料：自交联水性丙烯酸乳液35～45份，改性水性丙烯酸树脂23～29份，颜料粉14～22份，消泡剂0.1～1.0份，表面活性剂3～7份，pH稳定剂3～7份，水3～7份，本发明的制备的新型环保水性轮转油墨颜色鲜艳、光亮，采用的连结料均为水性聚合物，无毒，对人体无害，是一种新型的绿色环保产品，同时采用水代替传统的石油溶剂作为稀释剂，起到了节约资源的目的，提高了市场竞争力，应用前景广阔；本发明的制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

Description

一种新型环保水性轮转油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于水性油墨技术领域，具体涉及一种新型环保水性轮转油墨及其制备方法。

背景技术

印刷油墨是由颜料、连结料和助剂等组成，主要用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷，随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。美国是世界上最大油墨生产国和消费国，日本次之，德国第三，我国居第四位。随着我国国民经济的飞速发展，印刷包装业的繁荣带动了油墨制造业的快速成长，使得我国在最近的十几年间迅速崛起成为世界油墨制造大国之一，目前国内油墨产业规模正以10%以上的速度持续快速增长。

中国发明专利ZL200510043020.8公开了一种可适用于各种印刷方式、具有良好防伪效果的黑色荧光油墨，其主要包括5~50%的荧光材料，5~40%的黑颜料，1~40%的蓝颜料，10~60%的连接料，0.1~40%的填充料，2~60%的助剂；其中连结料为酚醛树脂、醇酸树脂、松香酯、聚酞胺树脂、改性水性丙烯酸树脂及丙烯酸衍生物树脂中的一种或多种，助剂为调墨油、蜡质撤粘剂、干燥剂、溶剂、表面活性剂中的一种或多种，填充料是胶质钙、碳酸钙或气相二氧化硅。

中国发明专利ZL200910058122.5公开了一种防伪印刷用油墨，目的是提供一种适用于凹印的上转换油墨，包括如下重量百分比的组分：上转换粉15~20%，醇酸树脂油10~15%，高酸价酚醛树脂油25~30%，纯酚醛树脂油8~10%，轻质碳酸钙15~20%，表面活性剂5~7%，聚乙烯蜡6~8%，矿油2~4%，干燥剂0.3~0.5%。

近几年我国引进的热固化平版胶印轮转印刷机所用的溶剂型油墨含有高达35~42%的石油溶剂，这些溶剂主要由烷烃和10~30%的芳烃组成，会造成印刷场所的有害溶剂浓度超过允许标准，印刷品表面有害溶剂残留量也将大大超标；此外，传统的溶剂型油墨多为酚醛、醇酸等组分树脂作为主要连结料，此类产品在印刷过程中会释放出对人体有害的苯酚、甲醛等有害气体。要解决油墨的毒性问题，使油墨符合环保要求，首先应改变油墨成分，即采用环保型材料配制新型油墨。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足而提供一种新型环保水性轮转油墨，其颜色鲜艳、光亮，采用的连结料均为水性聚合物，无毒，对人体无害，是一种新型的绿色环保产品。

本发明的另一目的在于提供一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，本发明的制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种新型环保水性轮转油墨，包括以下重量份的原料：

自交联水性丙烯酸乳液       35~45份        

改性水性丙烯酸树脂         23~29份    

颜料粉                14~22份      

消泡剂               0.1~1.0份       

表面活性剂                3~7份      

pH稳定剂                      3~7份      

水                   3~7份。

自交联水性丙烯酸乳液为巴斯夫SC-1970，半透明液体，分子量大于200000，密度为1.04g/mL，粘度为200cps，pH值为8.5，玻璃化温度为50℃。SC-1970自交联水性丙烯酸乳液在木器、纸张的附着力好，干燥速度快；另外，由于乳液中引入交联基团，因此树脂成膜后漆膜的耐水性、耐擦伤性，硬度，抗粘连性均比较优异。

改性水性丙烯酸树脂为巴斯夫Joncryl 678，白色圆柱状固体，分子量为8600，粘度为3500，软化点为165℃，玻璃化温度为85℃。Joncryl 678改性水性丙烯酸树脂具有高固低粘、快干，优秀的多孔疏松底材固色，高光泽，泡沫少，转印性优秀，良好的相容性等特点。

优选的，所述颜料粉为16~20重量份的联苯胺黄。

联苯胺黄为C.I.颜料黄14（P.Y.14），购自德国巴斯夫，分子式为C₃₄H₃₀C_l2N₆O₄，分子量为657.55，熔点为320~336℃，红光黄色相对密度为1.14~1.52，堆积密度为9.5~12.6lb/gal，平均粒径为0.12μm，比表面积/(m²/g)：35~53m²/g，pH值为5.0~7.5，吸油量为29~75g/100g，不溶于水，微溶于甲苯；在浓硫酸中呈鲜艳的红光橙色，稀释后转变为暗绿光黄色沉淀。

另一优选的，所述颜料粉为18~22重量份的立索尔红。

立索尔红为C.I.颜料红49:2（P.R.49:2），购自瑞士科莱恩，分子式为C₄₀H₂₆N₄O₈S₂·1/2Ca，分子量为774.90，艳蓝光红相对密度1.38~1.96，堆积密度为11.5~16.3lb/gal，平均粒径为0.19μm，比表面积为21~45m²/g，pH值为8.0，吸油量为44~61g/100g，微溶于乙醇、丙酮及热水中；在浓硫酸中呈红光紫色，稀释后转变为红光棕色沉淀；遇浓硝酸为棕红色溶液；微溶于氢氧化钠水溶液中，醇溶液中加盐酸变为棕紫色。

另一优选的，所述颜料粉为14~18重量份的酞菁蓝。

酞菁蓝为C.I.颜料蓝15:3（P.B.15:3），购自英国纽碧莱，分子式为C₃₂H₁₆CuN₈，分子量为576.07，熔点为480℃，亮绿光蓝密度为1.59g/cm³，堆积密度为12.4~14.1lb/gal，平均粒径为123μm，比表面积为33~63m²/g，pH值为5.5~8.5，吸油量为34~85g/100g，不溶于水、乙醇及烃类溶剂；在浓硫酸中呈橄榄色溶液，稀释后呈蓝色沉淀。

另一优选的，所述颜料粉为15~19重量份的碳黑。

碳黑为卡博特碳黑M470，DBP吸油值为114mL/100g，比表面积为91m²/g，密度为360g/L，灰份为115，挥发份为1%。卡博特碳黑M470具有易分散、较强着色力、较纯净等特点。 

优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂。

有机硅消泡剂为道康宁DC65，用于油墨和油漆的消泡，提高油墨、涂料和油漆的流平性和润湿性，提高油漆的耐磨性和平滑性。

优选的，所述表面活性剂包括1.5~2.5重量份的非离子有机表面活性剂和2.5~3.5重量份的阴离子表面活性剂。

非离子有机表面活性剂为迪高Wet500，透明液体，折光指数为1.440~1.450，密度为0.94~0.98g/mL，含水量≤0.15%。

阴离子表面活性剂为Troysol LAC，浅黄色液体，可溶于水，固含量为48~52%，密度为1.040~1.070g/mL，pH值为5~8。

优选的，所述pH稳定剂为2-氨基-2甲基-1-丙醇。

2-氨基-2甲基-1-丙醇为陶氏化学AMP-95，白色结晶块或无色液体，分子式为C₄H₁₁NO，分子量为89.14，能与水混溶，能溶于醇。2-氨基-2甲基-1-丙醇主要用来调节和控制水基油墨的pH值，使其稳定在8.0~9.5范围之内，同时，它还可以调节水基油墨的黏度，并对油墨进行稀释。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：

a、将上述重量份的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为25~35min； b、将步骤a中混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量份的颜料粉和消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为25~35min； c、将步骤b中混匀的物料用砂磨机在恒温35~45℃温度下研磨至细度在10微米以下； d、将步骤c中研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量份的表面活性剂、pH稳定剂和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为25~35min；制得新型环保水性轮转油墨。

优选的，步骤d之后还包括步骤e、将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，采用察恩杯4#测定其粘度，粘度为25~40sec/25℃，着色力为标准样的90~110％，pH值为8.5~9.0。

检验的方法和指标还包括：细度≤10μM，流动值为40~50 mm，粘性为4.0~6.0/32℃，光泽为60~80%，颜色符合标准样。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明制备的新型环保水性轮转油墨颜色鲜艳、光亮，采用的连结料均为水性聚合物，无毒，对人体无害，是一种新型的绿色环保产品，同时采用水代替传统的石油溶剂作为稀释剂，起到了节约资源的目的，提高了市场竞争力，产品在印刷和使用过程中无有害气体释放，改善了印刷厂工人的工作环境，所有工具和机器可以直接用水清洗，减少了对溶剂的使用并且运输方便，降低了运输过程中的危险性，节约运输成本，应用前景广阔；本发明的制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

具体实施方式：

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例1~6对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液35Kg，改性水性丙烯酸树脂23Kg，酞菁蓝14Kg，有机硅消泡剂0.1Kg，非离子有机表面活性剂1.5Kg，阴离子表面活性剂2.5Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇3Kg，水3Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为25min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的酞菁蓝和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为25min；将混匀的物料用砂磨机在恒温35℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为25min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

实施例2

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液39Kg，改性水性丙烯酸树脂25.5Kg，立索尔红20Kg，有机硅消泡剂0.5Kg，非离子有机表面活性剂2Kg，阴离子表面活性剂3Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇5Kg，水5Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为27min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的立索尔红和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为27min；将混匀的物料用砂磨机在恒温37℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为27min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

实施例3

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液40Kg，改性水性丙烯酸树脂27.5Kg，碳黑17Kg，有机硅消泡剂0.5Kg，非离子有机表面活性剂2Kg，阴离子表面活性剂3Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇5Kg，水5Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为29min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的碳黑和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为29min；将混匀的物料用砂磨机在恒温39℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为29min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

实施例4

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液41Kg，改性水性丙烯酸树脂25.5Kg，联苯胺黄18Kg，有机硅消泡剂0.5Kg，非离子有机表面活性剂2Kg，阴离子表面活性剂3Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇5Kg，水5Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为31min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的联苯胺黄和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为31min；将混匀的物料用砂磨机在恒温41℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为31min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

实施例5

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液41Kg，改性水性丙烯酸树脂27.5Kg，酞菁蓝16Kg，有机硅消泡剂0.5Kg，非离子有机表面活性剂2Kg，阴离子表面活性剂3Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇5Kg，水5Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为33min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的酞菁蓝和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为33min；将混匀的物料用砂磨机在恒温43℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为33min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

实施例6

一种新型环保水性轮转油墨，包括以下原料：自交联水性丙烯酸乳液45Kg，改性水性丙烯酸树脂29Kg，立索尔红22Kg，有机硅消泡剂1Kg，非离子有机表面活性剂2.5Kg，阴离子表面活性剂3.5Kg，2-氨基-2甲基-1-丙醇7Kg，水7Kg。

一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，包括如下步骤：将上述重量的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为35min；将混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的立索尔红和有机硅消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为35min；将混匀的物料用砂磨机在恒温45℃温度下研磨至细度在10微米以下；将研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量的非离子有机表面活性剂、阴离子表面活性剂、2-氨基-2甲基-1-丙醇和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为35min；制得新型环保水性轮转油墨；将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，检验结果如表1所示。

表1 实施例1~6制得的新型环保水性轮转油墨的检验结果

实施例1~6制得的新型环保水性轮转油墨的检验方法为：细度采用刮板细度仪进行测量，流动值采用平行板粘度计进行测量，粘度采用察恩杯4#和旋转粘度计进行测量，粘性采用油墨粘性仪进行测量，光泽采用光电光泽仪进行测量，pH值采用pH测量仪进行测量，颜色采用刮样对比进行检验，着色力采用冲淡后刮样对比进行检验。

从表1可以看出，本发明制备的新型环保水性轮转油墨颜色鲜艳、光亮，性能已达到或超过传统的溶剂型油墨的各项指标，在印刷和使用过程中无有害气体释放，在环保和安全性方面也远远超越了溶剂型油墨，在生产过程中发现，本发明制备的新型环保水性轮转油墨对设备及印版的使用寿命比传统的油墨延长一倍。本发明的制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：包括以下重量份的原料： 

自交联水性丙烯酸乳液       35~45份      

改性水性丙烯酸树脂         23~29份    

颜料粉             14~22份      

消泡剂            0.1~1.0份     

表面活性剂            3~7份      

pH稳定剂                 3~7份      

水                   3~7份。

2.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述颜料粉为16~20重量份的联苯胺黄。

3.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述颜料粉为18~22重量份的立索尔红。

4.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述颜料粉为14~18重量份的酞菁蓝。

5.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述颜料粉为15~19重量份的碳黑。

6.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂。

7.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述表面活性剂包括1.5~2.5重量份的非离子有机表面活性剂和2.5~3.5重量份的阴离子表面活性剂。

8.根据权利要求1所述的一种新型环保水性轮转油墨，其特征在于：所述pH稳定剂为2-氨基-2甲基-1-丙醇。

9.权利要求1~8任一项所述的一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、将上述重量份的自交联水性丙烯酸乳液、改性水性丙烯酸树脂加入配料缸中搅拌混匀，搅拌时间为25~35min； b、将步骤a中混匀的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量份的颜料粉和消泡剂，继续搅拌混匀，搅拌时间为25~35min； c、将步骤b中混匀的物料用砂磨机在恒温35~45℃温度下研磨至细度在10微米以下； d、将步骤c中研磨后的物料在低速搅拌的状态下加入上述重量份的表面活性剂、pH稳定剂和水，继续搅拌混匀，搅拌时间为25~35min；制得新型环保水性轮转油墨。

10.根据权利要求9所述的一种新型环保水性轮转油墨的制备方法，其特征在于：步骤d之后还包括步骤e、将制得的新型环保水性轮转油墨进行检验，采用察恩杯4#测定其粘度，粘度为25~40sec/25℃，着色力为标准样的90~110％，pH值为8.5~9.0。