CN103436079A

CN103436079A - 一种环保型网印水性尼龙油墨及其制备方法

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Publication number: CN103436079A
Application number: CN2013103171021A
Authority: CN
Inventors: 王景泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明提出一种环保型网印水性尼龙油墨，其包含的组分及其重量百分比为：改性水性丙烯酸乳液30-65%，改性水性聚氨酯乳液0-15%，去离子水5-20%，研磨分散用水性丙烯酸树脂液0-10%，附着力促进剂1-10%，助溶剂0-15%，疏水剂0-5%，填料1-10%，颜料或染料0-25%，以及助剂0.2-15%。本发明还提出上述的油墨的制备方法。采用上述的配方及制备方法生产的网印水性尼龙油墨稳定性好，不含固化剂，易于使用和储存；过网性极佳；可以用水稀释，用水洗版，不含苯类，酮类，酯类等刺激性有害溶剂；无毒低气味，无刺激性，不燃不爆，无VOC残留，成膜过程无有害气体排放，属环保型油墨；使用了研磨分散树脂分散颜料的配方，大大地提高了生产效率，且非常容易操作和推广。

Description

一种环保型网印水性尼龙油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工高分子材料技术领域，特别涉及一种环保型网印水性尼龙油墨及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，在能源危机与世界性的反环境污染运动的双重压力下，丝网印刷油墨无溶剂化已是一种趋势。未来网印油墨市场上，传统的溶剂型油墨因其对人体有害，挥发的溶剂造成大气污染，不符合国家节能减排的环保政策而将逐渐被淘汰，网印用水性油墨及UV油墨将取而代之。

作为印刷耗材的一种，经过处理的尼龙布被广泛用于制作高档运动服装、雨伞、遮阳伞、户外广告条幅等，为人们的生活带来便利和色彩。目前网印油墨市场中尼龙油墨大致分为溶剂型单组份低温烘烤型油墨、溶剂型双组份油墨、UV丝印尼龙油墨以及水性尼龙油墨几种。溶剂型尼龙油墨对人体有害，有挥发性气体产生，易对环境造成污染，逐渐将被淘汰；UV丝印尼龙油墨所需紫外光固化设备投资大，且当墨层较厚时不易固化，较难推广使用；而水性尼龙油墨因其无毒、无刺激性、不燃、不爆等特性，倍受人们青睐，在尼龙布上的应用将越来越广泛。

但是，与传统的溶剂型尼龙油墨相比，水性尼龙油墨具有干燥慢，耐水洗性差，附着力较传统的溶剂型尼龙油墨差等缺陷，不能满足市场要求，因此目前网印油墨市场中传统的溶剂型尼龙油墨仍占较大比重。为增强水性尼龙油墨的耐水性及附着力，部分油墨生产商采取添加固化剂或硬化剂的方式来进行改善，但由此产生的问题是水性尼龙油墨的保质期大大降低，加入固化剂的油墨一般4至5小时即发生固化，而且固化剂的反应使得油墨的网印性能极差，经常出现堵塞网孔的现象，同时也为油墨的使用和储存带来不便。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提出一种环保型网印水性尼龙油墨及其制备方法，所制得的油墨不添加固化剂，属于单组分体系，体系稳定、干燥快且具有良好的耐水性。

为达到本发明的目的，本发明的环保型网印水性尼龙油墨包含的组分及其重量百分比为：改性水性丙烯酸乳液30-65%，改性水性聚氨酯乳液0-15%，去离子水5-20%，研磨分散用水性丙烯酸树脂液0-10%，附着力促进剂1-10%，助溶剂0-15%，疏水剂0-5%，填料1-10%，颜料或染料0-25%，以及助剂0.2-15%。

优选的，所述的助溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇或乙二胺。

再优选的，所述的填料为具有耐水、增滑、耐磨效果的蜡粉或蜡浆以及气相二氧化硅。

再优选的，所述的助剂包括分散剂，消泡剂，流平剂，基材润湿剂，增稠剂，以及pH调节剂。

本发明的另一目的是提出一种上述的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法，所述制备方法包括：制备水性尼龙油墨用色浆以及制备水性尼龙油墨；其中所述制备水性尼龙油墨用色浆包括如下步骤：

预混：将研磨分散用水性丙烯酸乳液、去离子水在搅拌釜中搅拌均匀；

调节体系pH：加入pH调节剂调解体系pH为7～10；

分散：在高速分散机上添加称量好的其他助剂包括分散剂、消泡剂等，搅拌均匀；然后加入颜料等，使颜料在体系中充分润湿；以及

研磨：将分散好的色浆体系在三辊研磨机上研磨，用循环冷却水控制辊筒温度，使油墨细度达到10微米以下，待用；

所述制备水性尼龙油墨包括如下步骤：

预混：将改性水性丙烯酸乳液、改性水性聚氨酯乳液、去离子水等，在搅拌釜中搅拌均匀；

调节体系pH：加入pH调节剂调解体系pH为7～10；

分散：在pH为7～10的体系中，边搅拌边加入称量好的消泡剂、流平剂、附着力促进剂、疏水剂、增稠剂等助剂以及助溶剂，低速搅拌混合均匀后，然后再加入填料，搅拌均匀；

后添加：在上述混合均匀的体系中添加已研磨好的色浆，搅拌均匀；

研磨混合：把上述搅拌均匀的油墨体在三辊研磨机上研磨；以及

检验及包装：检验各项指标，合格后包装即可得成品。

优选的，采用上述的配方及上述工艺所制得的油墨的细度≤10μm，粘度为4000～10000Mpa.s，75～90℃的干燥时间为30～60min。

本发明的采用上述配方及制备方法生产的网印水性尼龙油墨，稳定性好，不含固化剂，易于使用和储存；无毒低气味，无刺激性，不燃不爆，无VOC残留，成膜过程无有害气体排放，属环保型油墨；使用了研磨分散树脂分散颜料的配方，大大地提高了生产效率，且非常容易操作和推广。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：

图1所示为本发明的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法流程图；

图2所示为图1的制备水性尼龙油墨用色浆的步骤流程图；

图3所示为图1的制备水性尼龙油墨的步骤流程图。

具体实施方式

本发明的环保型网印水性尼龙油墨包含的组分及其重量百分比为：改性水性丙烯酸乳液30-65%，改性水性聚氨酯乳液0-15%，去离子水5-20%，研磨分散用水性丙烯酸树脂液0-10%，附着力促进剂1-10%，助溶剂0-15%，疏水剂0-5%，填料1-10%，颜料或染料0-25%，以及助剂0.2-15%。

上述的水性丙烯酸乳液，是指经过特殊处理的自交联水性乳液，如上海拜耳的Bayer Bay hydrol A 2457，法国阿科玛752乳液，上海拜科庭GA-3018、2026乳液，广州珂宁化工R-48、R-91乳液，衡水新光帝蓝萨SF10、SF150、HS123、HS168A乳液，珠海吉力化工WA-2007、WA-2008、JL-25E乳液，广州合诚化工HS6420乳液，BASF的J-89、Joncryl 74-A、FLX 5002、FLX 5010、FLX 5020，纽佩斯树脂PB-3、HBS-2，北京东联化工DL-624、DL-6618乳液，它们可以根据其他乳液的种类和比例进行单独调配，亦或是两两调配或是多种复配；所述的水性聚氨酯乳液，均经过特殊处理或性能改性，如广州冠志化工的PU218A、PU202C、PU303B，广州珂宁化工的R-86、R-50，帝斯曼树脂R2005、R674、6630，科天化工的KT706、KT703，道康宁D620、D630，三井化学WS-5100、WS-6021、W-5030，烟台万华聚氨酯股份有限公司的6106聚氨酯乳液，中化国际控股PU406，它们可以根据其他乳液的种类和比例进行单独调配，亦或是两两调配或是多种复配。

另外，所述的去离子水经离子交换树脂制得，所述的研磨分散用水性丙烯酸树脂液要求具有较好的颜料润湿性和较高的储存稳定性，如广州珂宁R-70A，帝斯曼树脂BT-20、BT-24，广州优霓科化工SR661，可以是使用其中的1～2种；所述的附着力促进剂要求具有较高的稳定性和较好的附着力促进作用，如德国瓦克AG628，伊斯曼化工Texanol，毕克化学BYK-4500、BYK-4510，上海山聚化工DC-51、SJ2176，公耀国际贸易ZINPLEX 15。

另，所述的助溶剂是指少量添加的醇类及胺类，如乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇或乙二胺；所述的疏水剂要求具有较好的稳定性和耐水性，如无锡科力欧Film S40、DISPER CI655，德国瓦克ECKO-50、ECKO-52、ECKO-53，深圳海润化工BS206，可以选用其中1～2种。

所述的填料是指具有耐水、增滑、耐磨效果的蜡粉或蜡浆，如德国毕克化学CERACOL 39、CERACOL 601、CERACOL 603、CERACOL 607，环球化工（中国）有限公司AQUAPOLYSILK 19、AQUAPOLYFLUO 411、AQUAPOLY 250、MICROSPERSION 411-50，上海北盟化学NP2400、NP2401、NP2404，以及具有改善油墨体系流变性能的气相二氧化硅，如德山化工QS-102、QS-20、QS-30、QS-40，卡博特的M-5，赢创德固赛的0K520，OK412，日本富士的SY-350，可以是使用其中的1～3种。

本发明的油墨所用的颜料可以是：钛白粉（美国杜邦706，902；美利联的R595；英国亨斯曼的TR52,TR-92；日本石原的R-828；芬兰的RDI-S），如碳黑(日本三菱的MA-100,MA-75；卡博特的M-L，德固萨的特4A,U碳黑)，永固黄（14°水性黄颜料）、耐晒黄（黄色），如TCY00302、TCY01403，永固红、耐晒大红（红色），如TCR48101、TCR49102、TCR53101，酞菁蓝（蓝色），如TCB15308等等，根据需要选用其中的1种或多种。

本发明的环保型网印水性尼龙油墨所用的助剂包括分散剂包括：

分散剂，如美国气体化学的zetasperse 1200无机颜料分散剂，zetasperse 1600有机颜料分散剂，zetasperse 2100碳黑分散剂；深圳海润化工DP2837、DP2883，天津赛菲化学科技发展有限公司DS-960，海明斯化学W-18、W-920，迪高助剂750W，法国阿科玛123K、P30；

消泡剂，如美国气体化学Surfynol DF-58，Surfynol DF-40；鑫钛克化学628K，科耐欧贸易T-4201，深圳海润化工CF268、CF439，天津赛菲化学科技发展有限公司DF-220M，德国毕克化学BYK-011、BYK-044，道康宁DC-89，迪高助剂822、K3、830、810，上海拜科庭8370；

流平剂，如美国气体化学Surfynol 465表面活性剂；迪高助剂100，道康宁DC-401LS、DC-205SL，上海浦贤贸易TA-4613，毕克化学BYK-301、BYK-331；

基材润湿剂，如深圳海润化工NS2125、NS2510，WORLEE/德赋乐340，道康宁DC-67，德国毕克化学BYK345、BYK346、BYK347、BYK348、BYK381，上海海逸科贸C77、C1211，迪高助剂Wet 270、KL 245、DO-75、WET500，天津赛菲化学科技发展有限公司S-182、LS-101E、FS-204E；

增稠剂，如科耐欧贸易XLS525，深圳海润化工R625、TS2751、TA2851，金兄弟化工UH-450VF、UH-420，上海拜科庭8W、A200，法国阿科玛53L、2025、6050、XS71；

pH调节剂，如科耐欧贸易PHLEX110，德国瓦克AMP-95，深圳海润化工BS168，海明斯化学DMEA。

下面以一具体实施例说明本发明的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法如下：

所采用的原料及重量（Kg）比重如下：

参照图1至图3的工艺步骤，制备过程如下：

第一部分：制备水性尼龙油墨用色浆，其包括如下步骤：

S1.预混：将研磨分散用水性丙烯酸乳液BT-24、去离子水在搅拌釜中搅拌均匀；

S2.调节体系pH：加入AMP-95调解体系pH为7～10；

S3.分散：在高速分散机上添加称量好的分散剂1600、BYK-345,消泡剂DC-89，搅拌均匀；然后加入颜料TCR48101，使颜料在体系中充分润湿；以及

S4．研磨：将分散好的色浆体系在三辊研磨机上研磨数次，优选的，为2-10次），用循环冷却水控制辊筒温度（优选的，控制温度为30-50摄氏度），使油墨细度达到10微米以下，待用。

第二部分：制备水性尼龙油墨，其包括如下步骤：

S1.预混：将改性水性丙烯酸乳液BAYER2457、752,SF10,FLX5010；改性水性聚氨酯乳液WS5030,D620、去离子水，在搅拌釜中搅拌均匀；

S2.调节体系pH：加入pH调节剂AMP-95调解体系pH为7～10；

S3.分散：在pH为7～10的体系中，边搅拌边加入称量好的消泡剂DC-89、流平剂BYK301、附着力促进剂DC-51,BYK4510、疏水剂BS206,ECKO-50、增稠剂UH450VF以及乙醇，乙二醇，丙三醇，低速搅拌混合均匀后，然后再加入SY-350,M-5,CERACOL603，搅拌均匀即可；

S4.后添加：在上述混合均匀的体系中添加已研磨好的色浆，搅拌均匀；

S5.研磨混合：把上述搅拌均匀的油墨体再在三辊研磨机上过一遍，以保持油墨充分混合和油墨外观细腻度；

S6.检验及包装：检验各项指标，合格后包装即可得成品。

根据上述的方法制得的油墨进行检测的项目及指标结果如下：

项目	粘度	干燥速度（90度温度）	颜色	细度（μm）
					指标	9500mpa.s	30mim	近似标准样	8μm

所述获得油墨用250目网版丝网印刷在杭州天堂伞集团的伞面尼龙布料（经过处理的尼龙布表面）上，90度温度烘烤30min；通过测试涂膜性能如下：

采用上述的配方及上述工艺生产的油墨，色彩艳丽，流动性好，网点再现性强，颜色还原性佳；印刷适性好，涂膜性能佳，经热处理后在尼龙布上具有优异的附着力及耐水洗性。所述获得油墨通过丝网印刷在经过处理的尼龙布表面，涂膜性能如下：

1.涂膜光泽度好，具有良好的重涂性；

2.对承印物的适应性强，墨层厚实，具有较强的手感和立体感；

3.附着力强，3M胶带测试附着力，100%无脱落；

4.具有良好的耐水洗性能：水泡1小时以后，经用力揉搓，漆膜未发生脱落；

5.为环保型油墨，无毒无刺激性，不燃不爆，低气味，不会造成环境污染和危害操作人员健康，无VOC残留。

采用上述的配方及制备方法生产的网印水性尼龙油墨不含固化剂，属于单组分水性尼龙油墨，易于使用和储存，稳定性好，过网性极佳；可以用水稀释，用水洗版，不含苯类，酮类，酯类等刺激性有害溶剂，无毒低气味，无刺激性，不燃不爆，印刷过程安全可靠；成膜过程无有害气体排放，不会造成环境污染和危害操作人员健康，属环保型油墨；使用了研磨分散树脂分散颜料的配方，大大地提高了生产效率，降低能耗，且非常容易操作和推广。

本发明所得油墨经热处理后拥有不逊色于传统溶剂型尼龙油墨的附着力，耐水洗性能优异，可取代溶剂型油墨用于尼龙布的印刷。且本发明的油墨生产成本较传统溶剂型尼龙油墨低，印刷尺寸范围大，可取代传统溶剂型尼龙油墨广泛用于尼龙布的装饰印刷。

本发明的油墨可以自由混色，透明、不透明、亮光、哑光可自行调整，对尼龙布的装饰效果多种多样。

本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims

1.一种环保型网印水性尼龙油墨，其特征在于，所述油墨包含的组分及其重量百分比为：改性水性丙烯酸乳液30-65%，改性水性聚氨酯乳液0-15%，去离子水5-20%，研磨分散用水性丙烯酸树脂液0-10%，附着力促进剂1-10%，助溶剂0-15%，疏水剂0-5%，填料1-10%，颜料或染料0-25%，以及助剂0.2-15%。

2.如权利要求1所述的环保型网印水性尼龙油墨，其特征在于，所述的助溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇或乙二胺。

3.如权利要求1所述的环保型网印水性尼龙油墨，其特征在于，所述的填料为具有耐水、增滑、耐磨效果的蜡粉或蜡浆以及气相二氧化硅。

4.如权利要求1所述的环保型网印水性尼龙油墨，其特征在于，所述的助剂包括分散剂，消泡剂，流平剂，基材润湿剂，增稠剂，以及pH调节剂。

5.一种制备如权利要求1所述的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：制备水性尼龙油墨用色浆以及制备水性尼龙油墨；其中，

所述制备水性尼龙油墨用色浆包括如下步骤：

预混：将研磨分散用水性丙烯酸乳液、去离子水搅拌均匀；

调节体系pH：加入pH调节剂调解体系pH为7～10；

分散：在高速分散机上添加称量好的助剂，搅拌均匀；然后加入颜料使其在体系中充分润湿；

研磨：将分散好的色浆体系在研磨机上研磨，控制辊筒温度，使油墨细度达到10微米以下，待用；

所述制备水性尼龙油墨包括如下步骤：

预混：将改性水性丙烯酸乳液、改性水性聚氨酯乳液、去离子水搅拌均匀；

调节体系pH：加入pH调节剂调解体系pH为7～10；

分散：在pH为7～10的体系中，边搅拌边加入称量好的助剂以及助溶剂，搅拌混合均匀后再加入填料，搅拌均匀；

研磨混合：把上述搅拌均匀的油墨体在辊研磨机上研磨；以及

检验及包装：检验各项指标，合格后包装即可得成品。

6.如权利要求5所述的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法，其特征在于，所述制备水性尼龙油墨用色浆的过程中，所述将分散好的色浆体系在三辊研磨机上研磨的步骤中，研磨的次数为2-10次。

7.如权利要求5所述的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法，其特征在于，所述制备水性尼龙油墨用色浆的过程中，所述将分散好的色浆体系在三辊研磨机上研磨的步骤中，控制辊筒温度是用循环冷却水控制辊筒温度为30-50摄氏度。

8.如权利要求5所述的环保型网印水性尼龙油墨的制备方法，其特征在于，所制得的油墨的细度≤10μm，粘度为4000～10000Mpa.s，75～90℃的干燥时间为30～60min。