CN105482513B - 油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法及耐高温油墨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，包括：分别以包含第一修饰基团的第一改性剂和包含第二修饰基团的第二改性剂对玻璃粉和颜料颗粒表面进行改性，其中所述第一修饰基团与第二修饰基团不同；以及，将改性后的玻璃粉和颜料于选定溶剂中混合，使分布于玻璃粉表面的第一修饰基团与分布于颜料颗粒表面的第二修饰基团发生交联反应，从而使玻璃粉和颜料均匀分散。本发明还公开了一种耐高温油墨。本发明的优点包括：可以实现玻璃粉与颜料良好的分散，使得印刷后的油墨黑度保持均匀；可以解决玻璃粉和颜料在油墨体系中易沉降的问题，避免油墨印刷固化后的发花现象，进而提升印刷产品的品质，因此具有良好的应用前景。

Description

油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法及耐高温油墨

技术领域

本发明涉及一种油墨，特别涉及一种油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法及耐高温油墨，属于油墨技术领域。

背景技术

目前市场上使用的耐高温油墨，其基本组成部分中玻璃粉所占比例非常大，而且作为主要耐高温物质及主要成膜物，玻璃粉在油墨中的位置显得十分重要，但由于玻璃粉自身的惰性，使得其与一般无机颜料色素的匹配性较差，导致分散不好，而常常导致一些印刷后装饰性问题的出现。另外由于其本身比重比较大，在油墨中分散后也极易发生沉降而导致油墨性质不稳定。同时，由于美观性的要求，使得油墨中起到着色作用的颜料与树脂、颜料与成膜物玻璃粉以及玻璃粉与树脂之间的相容性和分散均匀性也成为衡量油墨品质好坏的一个重要因素。因此，降低油墨中玻璃粉的沉降性以及改善惰性表面的玻璃粉与其他物质之间的结合相容性就成为亟待解决的当务之急。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，从而克服了由于玻璃粉、颜料分散不均以及沉降作用所产生的诸多问题，使油墨能保持良好的色度均匀性。

本发明的另一目的在于提供一种耐高温油墨，其具有良好稳定性，保存期长，且由其形成的印刷产品的印刷质量和感官效果较好。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，包括：

分别以包含第一修饰基团的第一改性剂和包含第二修饰基团的第二改性剂对玻璃粉和颜料颗粒表面进行改性，其中所述第一修饰基团与第二修饰基团不同；

以及，将改性后的玻璃粉和颜料于选定溶剂中混合，使分布于玻璃粉表面的第一修饰基团与分布于颜料颗粒表面的第二修饰基团发生交联反应，从而使玻璃粉和颜料均匀分散。

进一步的，所述第一修饰基团或第二修饰基团可优选自但不限于氨基、乙烯基、环氧基、丙烯酸酯基或丙烯酰氧基。

进一步的，所述玻璃粉优选自无铅玻璃粉，所述无铅玻璃粉的粒度优选为500-2000目，熔点优选为350-1000℃。

进一步的，所述颜料优选自可以耐受300℃以上温度的、粒度为300-1500目的颜料，例如钴黑、钴蓝、钛白粉、镍钛黄、铜铬黑、铁红、钴绿、铁铬黑中的任一种或两种以上的组合，但不限于此。

进一步的，所述选定溶剂可优选自但不限于苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、正己烷、二氧六环、DBE、丁醚，醋酸丁酯中的任一种或两种以上的组合。

在一较佳实施方案之中，所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法可以包括如下步骤：

(1)将玻璃粉、颜料分别置于含有10wt％-50wt％第一改性剂的乙醇溶液和含有10wt％-50wt％第二改性剂的乙醇溶液中，在温度为20℃-80℃的条件下搅拌0.5-2h，之后冷却、过滤、烘干，获得改性玻璃粉和改性颜料；

(2)将改性玻璃粉和改性颜料按照3:1-1:3的质量比进行混合，再加入选定溶剂，充分润湿后进行搅拌，使改性玻璃粉与改性颜料充分接触，从而使分布于玻璃粉表面的第一修饰基团与分布于颜料颗粒表面的第二修饰基团发生交联反应，实现玻璃粉与颜料的均匀分散。

进一步的，所述第一改性剂和第二改性剂均优选自硅烷偶联剂。

一种耐高温油墨，包含：

利用前述任一种方法制备的均匀分散的玻璃粉与颜料；

以及，用以与所述玻璃粉及颜料配合形成耐高温油墨的辅剂。

进一步的，所述辅剂包含连接料树脂。

较为优选的，所述连接料树脂包含有能够与分布在改性玻璃粉和/或改性颜料表面的活性有机基团进行交联反应的有机基团。

尤为优选的，所述连接料树脂包含有能够与分布在改性玻璃粉表面的第一修饰基团和/或分布在改性颜料表面的第二修饰基团进行交联反应的有机基团，例如，所述连接料树脂可以采用丙烯酸树脂等。

此外，所述辅剂还可包含业界所知的、常用于耐高温油墨的合适流平剂、消泡剂、增稠剂及其余辅助溶剂等。

本发明通过对表面惰性的玻璃粉进行改性，使其表面带有可反应的基团，一方面，这些基团可以与经过表面改性的颜料通过化学作用达到均匀的分散；另一方面，由此形成的均匀分散的无机交联粉体在油墨的制备过程中，也可以利用其表面未反应完全的反应基团进一步与连接料树脂等连接料以及助剂发生反应，从而进一步提高油墨体系的相容性。又及，前述均匀分散的无机交联粉体的形成，以及无机交联粉体表面富余改性基团与连接料树脂之间的锚固作用，还可以有效的避免因玻璃粉在油墨体系中的沉降而造成的体系不稳定，从而提高油墨自身的储存稳定性，延长保存期，同时，均匀分散的颜料体系也能够进一步提高产品的印刷质量和感官效果，为许多对装饰性要求较高的行业提供了更有品质的材料保证。

综述之，与现有技术相比，本发明的优点包括：其一，可以实现玻璃粉与颜料良好的分散，使得印刷后的油墨黑度保持均匀；其二，可以解决玻璃粉和颜料在油墨体系中易沉降的问题，进而可以提升印刷产品的品质，因此具有良好的应用前景。

具体实施方案

本发明的一个方面提供了一种油墨用，特别是耐高温油墨用玻璃粉和颜料的交联改性分散方法，以期克服油墨中玻璃粉的沉降性以及玻璃粉与其他物质，特别是颜料的相容性问题。

较为具体的讲，该交联分散改性的方法包括：

首先，将玻璃粉和颜料分别用含有不同活性基团的改性剂(例如硅烷偶联剂)进行改性，

然后，将改性后的玻璃粉和颜料混合，再向两种粉体的混合物加入适量的有机溶剂，使得玻璃粉表面的源于一种改性剂(假设为改性剂A)的改性基团与颜料表面的源于另一种改性剂(假设为改性剂B)的改性基团的发生反应，从而达到玻璃粉与颜料进行均匀分散混合的效果。

进一步的，当采用硅烷偶联剂等作为改性剂时，分布于玻璃粉和/或颜料两种粉体表面富余的改性基团在油墨中可以与连接料树脂发生交联反应，使得该两种粉体的混合料可以较好的分散悬浮于油墨体系中，从而既可避免了玻璃粉由于重力沉降作用导致油墨体系不稳定，还可因玻璃粉与颜料的均匀混合而避免油墨印刷固化后造成的发花问题，使得油墨黑度保持均匀。

前述改性剂A或B分别为包含氨基、乙烯基、环氧基、丙烯酸酯基、丙烯酰氧基等活性基团的改性剂；但前述活性基团在A与B中不同时出现，且A、B中所含活性基团可以互相反应。

下面结合实施例进一步阐明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

(1)首先将熔点为400℃的500目的无铅玻璃粉500g，置于质量浓度为10％的500mL偶联剂γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，在50℃条件下搅拌1h，冷却过滤、烘干备用；再将300目的钴黑颜料500g，置于质量浓度为10％的500mL偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，在室温条件下搅拌1h，冷却过滤、烘干备用；

(2)取步骤(1)中制备的改性玻璃粉300g和改性颜料100g进行密闭干粉混合30min，然后向其中加入DBE溶剂500mL，搅拌3h，使得玻璃粉和颜料充分润湿分散的情况下通过偶联剂的交联反应实现均匀分布。

实施例2：

(1)首先将熔点为600℃的800目无铅玻璃粉500g，置于质量浓度为30％的500mL偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，在室温条件下搅拌2h，冷却过滤、烘干备用；再将600目的铜铬黑颜料500g，置于质量浓度为30％的500mL偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷乙醇溶液中，在50℃条件下搅拌2h，冷却过滤、烘干备用；

(2)取步骤(1)中制备的改性玻璃粉和改性颜料各300g进行密闭干粉混合，然后向其中加入甲苯与醋酸乙酯按1:1比例配制的溶剂500mL，搅拌3h，使得玻璃粉和颜料充分润湿分散的情况下通过偶联剂的交联反应实现均匀分布。

对比例1、2：

将以上实施例1、实施例2中对应使用的未改性的玻璃粉与颜料分别进行混合，混合均匀后备用。

沉降性能的测试：

将上述实施例1、2及对比例1、2中制备的玻璃粉与颜料的混合料按下表1所示配方制成油墨，盛放于透明密闭玻璃容器中观察其沉降性，结果如下表2所示：

表1油墨配方

原料名称	添加量/g
		丙烯酸树脂	500
玻璃粉	200
		颜料	100
流平剂	8
		消泡剂	10
增稠剂	1
		溶剂	100

表2沉降时间测定

项目	沉降时间/天
		实施例1	10
对比例1	2
		实施例2	15
对比例2	4

黑度均匀度测试：

将上述实施例1、2及对比例1、2中制备的玻璃粉与颜料的混合料按下表1所示配方制成油墨。将所制得的油墨在玻璃上进行丝网印刷后，在180℃烘箱中预烘4min后将实施例1、实施例2及其对比例1、2中制得的混合料制备的油墨涂层分别放入500℃、650℃的马弗炉中固化30min后取出冷却。用紫外分光光度计积分球法，在同一涂层表面取3个不同部位测试其吸光度值，分别取450nm、550nm、650nm、750nm波长下的吸收峰值进行对比。测试结果对比如下表3、表4所示。

表3紫外积分球法测定吸光度值

表4紫外积分球法测定相对吸光度值变化比例(以1.28为基准值计算)

从以上进行沉降性能测试和黑度均匀度测试数据可以看出，通过表面处理后的玻璃粉和颜料的混合料所制备的油墨，其沉降性远好于直接将未改性的玻璃粉和颜料混合制备的油墨。另外，从黑度均匀度测试结果可以看出经过表面处理后的玻璃粉和颜料再进行反应性混合后制备的油墨涂层，其各个点的吸光度值分布均匀稳定基本无变化，而直接混合的玻璃粉和颜料制备的油墨涂层，其各个点的吸光度值有明显的不同(此处吸光度值表征涂层黑度的变化情况，吸光度值越高黑度越大)，说明玻璃粉与颜料在油墨中分散的不够均匀，因此经过表面改性再反应性混合以后，其制备的油墨黑度的均匀性有较大的提高。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于包括：

分别以包含第一修饰基团的第一改性剂、包含第二修饰基团的第二改性剂对玻璃粉、颜料颗粒表面进行改性，其中所述第一修饰基团与第二修饰基团不同；

以及，将改性后的玻璃粉和颜料于选定溶剂中混合，使分布于玻璃粉表面的第一修饰基团与分布于颜料颗粒表面的第二修饰基团发生交联反应，从而使玻璃粉和颜料均匀分散；

其中，所述玻璃粉的粒度为500-2000目，所述颜料的粒度为300-1500目。

2.根据权利要求1所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于：所述第一修饰基团或第二修饰基团包含氨基、乙烯基、环氧基、丙烯酸酯基或丙烯酰氧基。

3.根据权利要求1所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于：所述玻璃粉为无铅玻璃粉，所述无铅玻璃粉的熔点为350-1000℃。

4.根据权利要求1所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于：所述颜料为可以耐受300℃以上温度的颜料。

5.根据权利要求4所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于：所述颜料选自钴黑、钴蓝、钛白粉、镍钛黄、铜铬黑、铁红、钴绿、铁铬黑中的任一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于所述选定溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、正己烷、二氧六环、DBE、丁醚，醋酸丁酯中的任一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将玻璃粉、颜料分别置于含有10wt％-50wt％第一改性剂的乙醇溶液、含有10wt％-50wt％第二改性剂的乙醇溶液中，在温度为20℃-80℃的条件下搅拌0.5-2h，之后冷却、过滤、烘干，获得改性玻璃粉和改性颜料；

(2)将改性玻璃粉和改性颜料按照3:1-1:3的质量比进行混合，再加入选定溶剂，充分润湿后进行搅拌，使改性玻璃粉与改性颜料充分接触，从而使分布于玻璃粉表面的第一修饰基团与分布于颜料颗粒表面的第二修饰基团发生交联反应，实现玻璃粉与颜料的均匀分散。

8.根据权利要求7所述油墨用玻璃粉和颜料的改性分散方法，其特征在于：所述第一改性剂和第二改性剂均选自硅烷偶联剂。

9.一种耐高温油墨的制备方法，其特征在于包括：采用权利要求1-8中任一项所述的方法对油墨用玻璃粉和颜料进行改性分散处理，之后与辅剂配合形成耐高温油墨，所述辅剂包含连接料树脂，所述连接料树脂包含有能够与分布在改性玻璃粉和/或改性颜料表面的活性有机基团进行交联反应的有机基团。