專利名稱：一種環(huán)保型水性鋁箔油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性鋁箔油墨及其制作方法，尤其是涉及一種以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨及其制作方法。
背景技術(shù)：
改革開放以來，隨著我國印刷工業(yè)的日益發(fā)展，國內(nèi)需求的油墨量越來越大，油墨品種越來越多，質(zhì)量檔次越來越高，環(huán)保意識越來越強(qiáng)。目前，印刷行業(yè)不斷向高檔包裝印刷及環(huán)保印刷方向發(fā)展。但目前在我國，印刷過程中大量使用的油墨基本上是溶劑型油墨， 這些溶劑型油墨的有機(jī)揮發(fā)物沒有處理，直接排入車間空氣中，不僅對生產(chǎn)環(huán)境造成一定的影響，對工人的健康也將有極大的危害。這是因為這些溶劑型油墨含有50-60 %的有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)，另外，在實際的生產(chǎn)過程中還通常加上調(diào)油墨粘度所需的稀釋劑，那么在印品干燥時，油墨所散發(fā)出來的揮發(fā)性組分的總含量甚至高達(dá)70-80%。水性油墨簡稱為水墨，它主要由水溶性樹脂、有機(jī)顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成，水性油墨特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品。水性油墨以水(45% -50% )為溶劑，VOC含量極低，對環(huán)境污染小；溶劑型油墨以有機(jī)溶劑(甲苯、二甲苯、工業(yè)酒精等)為溶劑。在軟包裝行業(yè)，由于溶劑型油墨均采用揮發(fā)性干燥為主的方式，溶劑的沸點越低，就越易揮發(fā)并釋放出有毒氣體污染環(huán)境， 在印刷完成后其表面也有殘留的有毒物質(zhì)，而水性油墨使用的溶劑是水和從VOC名單中排除的乙醇等，可以大大降低VOC的排放。水性油墨常用的基料是聚合物水溶液和聚合物乳液?？捎玫木酆衔锶芤河械矸?、 改性淀粉、糊精、纖維素類、聚乙烯醇等物料的水溶液。由于水溶性聚合物有著分子量較低， 粘度大，固含量小、涂膜耐水性差，力學(xué)性能及耐久性不盡人意等缺陷，所以目前檔次較高的水性油墨所用的連接料多為聚合物乳液，如純丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、羧基丁苯膠乳、聚氨酯乳液、EVA乳液、環(huán)氧樹脂微乳液、醇酸樹脂微乳液等。其中純丙乳液具有涂膜附著力大、光澤度高、色淺、透明度高、耐候性好等優(yōu)異性能。綜上所述本發(fā)明所生產(chǎn)的油墨對解決以上生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域中問題具有非?，F(xiàn)實的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問題是提供一種以純丙乳液為基料的環(huán)保型水性鋁箔油墨及其制備方法，它具有無毒、無污染、不燃、不爆、使用安全性好、性能穩(wěn)定、印刷適應(yīng)性好、印刷品干后無有害殘留物質(zhì)、不脫色、掉色、制造成本低廉等特點。其系統(tǒng)組份按質(zhì)量百分比配方如下純丙乳液 35-50% 顏料10-30%
去離子水 5-30% 乙醇5-20%
三乙胺3-5%
潤濕劑0-2%
消泡劑0-2%
流平劑0.1-0.5%
成膜助劑 1-3% 附著力促進(jìn)劑0.3-1% pH調(diào)節(jié)劑 0-1%上述的潤濕劑是指十二烷基磺酸鈉、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、 天然醇類潤濕劑中的一種或幾種，加入潤濕劑可提高顏料和乳液的相容性、油墨中有機(jī)顏料的抗?jié)癫梁涂垢刹列阅?。上述的消泡劑是指聚醚改性有機(jī)硅，它有消泡迅速，抑泡時間長和安全無毒、耐高溫、耐強(qiáng)堿性強(qiáng)等優(yōu)點。上述的流平劑是指有機(jī)硅、丙烯酸酯類或有機(jī)改性聚二甲基硅氧烷溶液等水性油墨用流平劑，產(chǎn)品屬高活性，易溶于水的表面活性，能有效降低水性體系的表面張力，提高展布能力，增進(jìn)流平、流動性及對底材的潤濕性，防止縮孔的產(chǎn)生，消除手掃刷痕，提高抗粘貼性。上述的成膜助劑是指單酯類有機(jī)化合物、高碳醇酯有機(jī)化合物、2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯等，該助劑能被吸附在乳液粒子上，可以有效地聚合、軟化融合乳液粒子，降低成膜溫度，具有良好的水解穩(wěn)定性，低的凝固點，適宜的揮發(fā)效率，高效的聚結(jié)效率。上述的附著力促進(jìn)劑是指以鈦酸酯偶聯(lián)劑為主，輔以多種添加劑的水性涂料、水性油墨專用附著力促進(jìn)劑，它能改進(jìn)水性涂料、水性油墨對各種基材的黏結(jié)性，同時能提高水性涂料、水性油墨的多種物理性能、鮮艷度、耐磨性等。上述的pH調(diào)節(jié)劑指氨水，通過氨水的添加量可以對水性油墨的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述水性油墨的PH值可控制在7. 0-8. 5之間。上述的純丙乳液是指丙烯酸與甲基丙烯系單體之間進(jìn)行乳液共聚合反應(yīng)所制備的一類共聚物乳液，粘度25-50 (涂4杯)，最低成膜溫度20°C，固形物含量45-60 %， Tg25-27°C。根據(jù)本發(fā)明所述，純丙乳液聚合物具有良好的力學(xué)性能、耐侯性、耐老化性和成膜性，所述純丙乳液的原料及其占乳液質(zhì)量百分比如下硬單體20-25%軟單體15-20%功能單體1-2%乳化劑1-5%引發(fā)劑0.3-0.7%調(diào)節(jié)劑0.1-0.4%其余部分為去離子水，采用不同原料配比，可以取得理想的產(chǎn)品性能。上述的硬單體是指甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種；上述的軟單體是指丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羥乙酯中的一種或幾種；上述的功能單體是指α -甲基丙烯酸；上述的乳化劑是指0Ρ、十二烷基苯磺酸鈉等；上述的引發(fā)劑是指過硫酸鹽引發(fā)劑；上述的調(diào)節(jié)劑是指碳酸氫鈉、氨水。本發(fā)明所述的基料純丙乳液采用預(yù)乳化法制備，其制備方法包括以下步驟(1)將4/5的去離子水、全部單體、引發(fā)劑、乳化劑投入反應(yīng)容器中，在室溫下快速攪拌乳化30min，制得預(yù)乳化液。(2)將1/3的上述預(yù)乳化液和1/5的去離子水投入另一反應(yīng)容器中攪拌，升溫至 80-900C，反應(yīng)0. 5-lh后滴加余下的預(yù)乳化液，在池內(nèi)滴完，恒溫至轉(zhuǎn)化率> 98%，降溫調(diào)節(jié)PH值，即得所制備的純丙乳液。生產(chǎn)后的純丙乳液個指標(biāo)檢測結(jié)果如下
檢測項目技術(shù)指標(biāo)測試結(jié)果
外觀藍(lán)相乳白色液體合格
粘度15-2018.3
pH 值7.0-8.07.8
干燥時間夕h1.5h
耐堿性(48h)48h不起泡不脫落耐堿性72h
耐水性(96h)96h允許輕微失色和變色耐水性那個140h本發(fā)明所述一種以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨制備方法，包括以下步驟將質(zhì)量比為35-50 %純丙乳液、10-30%顏料、5-30%去離子水、5-20%乙醇、 3-5 %三乙胺、0-2 %潤濕劑、0-2 %消泡劑、0. 1-0. 5 %流平劑、1-3 %成膜助劑、0. 3-1 %附著力促進(jìn)劑加入到反應(yīng)釜中，室溫下經(jīng)攪拌、砂磨機(jī)研磨后，用0-1% pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH = 7. 0-8. 5，即得水性鋁箔油墨。生產(chǎn)好的水性鋁箔油墨的主要指標(biāo)如下顏色對色樣偏差士 5 %以內(nèi)細(xì)度<15μ m著色力90_110
粘度30士5(涂4 杯)pH 值7.0-8. 5干燥速度150-200m/min耐乙醇、耐堿、耐水干后浸泡Mh良好。本發(fā)明提出了一種水性鋁箔油墨，適用于在各種型號的凹版輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)上的使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明油墨在環(huán)保和成本上具有優(yōu)勢，以水作為主要分散介質(zhì)，只含有很少量的有機(jī)溶劑，產(chǎn)品揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)含量極低對以及不存在對人體有害的溶劑殘留，生產(chǎn)成本也得到了降低。(2)本發(fā)明油墨克服了原水性油墨的主要缺點，印刷圖案清晰、干后耐水、耐乙醇、 耐堿、不脫色、掉色，而且生產(chǎn)工藝簡單，反應(yīng)工藝為常溫常壓下進(jìn)行，所投入的原材料均轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，無任何三廢排放。(3)本發(fā)明油墨水基體系比溶劑體系易于清洗，使用肥皂水或弱堿性洗液洗刷就可完成印刷機(jī)部件的整個清洗工作，從而提高了生產(chǎn)效率。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。除非特別限定，實施例中“％”表示“質(zhì)量實施例1本實施例的原料組成成份
純丙乳液 35% 顏料20%去離子水25%
乙醇10%
三乙胺4.5%
潤濕劑1.5%
消泡劑1.5%
流平劑0.5%
成膜助劑1% 附著力促進(jìn)劑0.5%
pH調(diào)節(jié)劑 0.5%制備一種環(huán)保水性鋁箔油墨，以上的數(shù)據(jù)是具體的配方，上述的潤濕劑是指十二烷基磺酸鈉；上述的消泡劑是指聚醚改性有機(jī)硅；上述的流平劑是指有機(jī)硅、丙烯酸酯類水性油墨用流平劑；上述的成膜助劑是指單酯類有機(jī)化合物；上述的附著力促進(jìn)劑是指以鈦酸酯偶聯(lián)劑為主，輔以多種添加劑的水性涂料、水性油墨專用附著力促進(jìn)劑；上述的PH調(diào)節(jié)劑指氨水。本實施例純丙乳液，粘度25-50(涂4杯)，最低成膜溫度20°C，固形物含量 45-60%, Tg25-27°C ；潤濕劑為十二烷基磺酸鈉；消泡劑為聚醚改性有機(jī)硅；pH調(diào)節(jié)劑為氨水。所述純丙乳液的原料及其占乳液質(zhì)量百分比如下
硬單體25%軟單體15%功能單體1.0%乳化劑3.5%引發(fā)劑0.5%調(diào)節(jié)劑0.4%其余部分為去離子水上述的硬單體是指甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥丙酯；上述的軟單體是指丙烯酸丁酯；上述的功能單體是指α -甲基丙烯酸；上述的乳化劑是指0Ρ、十二烷基苯磺酸鈉等；上述的引發(fā)劑是指過硫酸鹽引發(fā)劑；上述的調(diào)節(jié)劑是指碳酸氫鈉、氨水。本發(fā)明所述的基料純丙乳液采用預(yù)乳化法制備，其制備方法包括以下步驟(1)將4/5的去離子水、全部單體、引發(fā)劑、乳化劑投入反應(yīng)容器中，在室溫下快速攪拌乳化30min，制得預(yù)乳化液。(2)將1/3的上述預(yù)乳化液和1/5的去離子水投入另一反應(yīng)容器中攪拌，升溫至 800C，反應(yīng)Ih后滴加余下的預(yù)乳化液，在池內(nèi)滴完，恒溫至轉(zhuǎn)化率> 98%，降溫調(diào)節(jié)pH值， 即得所制備的純丙乳液。本實施例的具體操作制備方法為將質(zhì)量比為35%純丙乳液、20%顏料、25%去離子水、10%乙醇、4. 5%三乙胺、 1. 5%潤濕劑、1. 5%消泡劑、0. 5%流平劑、成膜助劑、0. 5%附著力促進(jìn)劑加入到反應(yīng)釜中，室溫下經(jīng)攪拌、砂磨機(jī)研磨后，用0. 5% pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH = 7. 5，即得水性鋁箔油墨。實施例2本實施例的原料組成成份純丙乳液40%顏料15%去離子水21%乙醇15%三乙胺3.5%潤濕劑1.0%消泡劑1.0%流平劑0.2%成膜助劑2%附著力促進(jìn)劑0.8%PH調(diào)節(jié)劑0.5%制備一種環(huán)保水性鋁箔油墨，以上的數(shù)據(jù)是具體的配方，上述的潤濕劑是指天然醇類潤濕劑；上述的消泡劑是指聚醚改性有機(jī)硅；上述的流平劑是指有機(jī)改性聚二甲基硅氧烷溶液水性油墨用流平劑；上述的成膜助劑是指2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯；上述的附著力促進(jìn)劑是指以鈦酸酯偶聯(lián)劑為主，輔以多種添加劑的水性涂料、水性油墨專用附著力促進(jìn)劑；上述的PH調(diào)節(jié)劑指氨水。本實施例純丙乳液，粘度25-50(涂4杯)，最低成膜溫度20°C，固形物含量 45-60%, Tg25-27°C ；潤濕劑為十二烷基磺酸鈉；消泡劑為聚醚改性有機(jī)硅；pH調(diào)節(jié)劑為氨水。所述純丙乳液的原料及其占乳液質(zhì)量百分比如下
硬單體20%
軟單體20%
功能單體 1.5% 乳化劑4%弓 I 發(fā)劑0.3%
調(diào)節(jié)劑0.3%其余部分為去離子水上述的硬單體是指甲基丙烯酸甲酯；上述的軟單體是指丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯；上述的功能單體是指α -甲基丙烯酸；上述的乳化劑是指0Ρ、十二烷基苯磺酸鈉等；上述的引發(fā)劑是指過硫酸鹽引發(fā)劑；上述的調(diào)節(jié)劑是指碳酸氫鈉、氨水。本發(fā)明所述的基料純丙乳液采用預(yù)乳化法制備，其制備方法包括以下步驟(1)將4/5的去離子水、全部單體、引發(fā)劑、乳化劑投入反應(yīng)容器中，在室溫下快速攪拌乳化30min，制得預(yù)乳化液。(2)將1/3的上述預(yù)乳化液和1/5的去離子水投入另一反應(yīng)容器中攪拌，升溫至 85 0C，反應(yīng)0. 5h后滴加余下的預(yù)乳化液，在池內(nèi)滴完，恒溫至轉(zhuǎn)化率> 98 %，降溫調(diào)節(jié)pH 值，即得所制備的純丙乳液。本實施例的具體操作制備方法為將質(zhì)量比為40%純丙乳液、15%顏料、21%去離子水、15%乙醇、3. 5%三乙胺、 1. 0%潤濕劑、1. 0%消泡劑、0. 2%流平劑、2%成膜助劑、0. 8%附著力促進(jìn)劑加入到反應(yīng)釜中，室溫下經(jīng)攪拌、砂磨機(jī)研磨后，用0. 5% pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH = 8. 0，即得水性鋁箔油墨。
權(quán)利要求
1. 一種以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨及其制作方法，其特征在于該水性鋁箔油墨，由以下質(zhì)量比的原材料組成純丙乳液35-50%顏料10-30%去離子水5-30%乙醇5-20%三乙胺3-5%潤濕劑0-2%消泡劑0-2%流平劑0.1-0.5%成膜助劑1-3%附著力促進(jìn)劑0.3-1%PH調(diào)節(jié)劑0-1%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性鋁箔油墨，其特征在于，所述的純丙乳液，粘度25-50 (涂 4杯)，最低成膜溫度20°C，固形物含量45-60%，Tg25-27°C，原料及其占乳液質(zhì)量百分比如下硬單體20-25%軟單體15-20%功能單體1-2%乳化劑1-5%引發(fā)劑0.3-0.7%緩沖劑0.1-0.4%其余部分為去離子水
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的純丙乳液，其特征在于，所述的硬單體甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種；上述的軟單體是指丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羥乙酯中的一種或幾種；上述的功能單體是指α -甲基丙烯酸；上述的乳化劑是指0Ρ、十二烷基苯磺酸鈉等；上述的引發(fā)劑是指過硫酸鹽引發(fā)劑；上述的調(diào)節(jié)劑是指碳酸氫鈉、氨水。
4.一種純丙乳液的制備方法，其特征在于按照權(quán)利要求2中的組分配方，其制作方法包括以下步驟(1)將4/5的去離子水、全部單體、引發(fā)劑、乳化劑投入反應(yīng)容器中，在室溫下快速攪拌乳化30min，制得預(yù)乳化液；(2)將1/3的上述預(yù)乳化液和1/5的去離子水投入另一反應(yīng)容器中攪拌，升溫至80-900C，反應(yīng)0. 5-lh后滴加余下的預(yù)乳化液，在池內(nèi)滴完，恒溫至轉(zhuǎn)化率> 98%，降溫調(diào)節(jié)PH值，即得所制備的純丙乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性鋁箔油墨，其特征在于，所述的潤濕劑為十二烷基磺酸鈉、聚醚改性硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、天然醇類潤濕劑中的一種或幾種；所述的消泡劑為聚醚改性有機(jī)硅；所述的流平劑為有機(jī)硅、丙烯酸酯類或有機(jī)改性聚二甲基硅氧烷溶液等水性油墨用流平劑；所述的成膜助劑是指單酯類有機(jī)化合物、高碳醇酯有機(jī)化合物、2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯等；所述的附著力促進(jìn)劑為以鈦酸酯偶聯(lián)劑為主，輔以多種添加劑的水性涂料、水性油墨專用附著力促進(jìn)劑；所述的PH調(diào)節(jié)劑為指氨水。
6.一種以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨的制備方法，其特征在于按照權(quán)利要求1中任意一項的組分配方，其制作方法包括以下步驟將質(zhì)量比為35-50 %純丙乳液、10-30 %顏料、5-30 %去離子水、5_20 %乙醇、3_5 %三乙胺、0-2%潤濕劑、0-2%消泡劑、0. 1-0. 5%流平劑、1-3%成膜助劑、0. 附著力促進(jìn)劑加入到反應(yīng)釜中，室溫下經(jīng)攪拌、砂磨機(jī)研磨后，用0-1 % pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH = 7. 0-8. 5，即得水性鋁箔油墨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性鋁箔油墨，其特征在于，所得產(chǎn)品水性鋁箔油墨的主要指標(biāo)如下顏色對色樣偏差士 5%以內(nèi)細(xì)度< 15μ 著色力90-110粘度30士5(涂4杯)pH 值7. 0-8. 5干燥速度150-200m/min耐乙醇、耐堿、耐水干后浸泡24h良好。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以純丙乳液為基料的水性鋁箔油墨及其制作方法，該油墨組成按質(zhì)量比計算分為純丙乳液35-50％、顏料10-30％、去離子水5-30％、乙醇5-20％、三乙胺3-5％、潤濕劑0-2％、消泡劑0-2％、流平劑0.1-0.5％、成膜助劑1-3％、附著力促進(jìn)劑0.3-1％。將上述原料按質(zhì)量比加入到反應(yīng)釜中，室溫下經(jīng)攪拌、砂磨機(jī)研磨后，用0-1％pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH＝7.0-8.5，即得水性鋁箔油墨。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本產(chǎn)品具有印刷圖案清晰、干后耐水、耐乙醇、耐堿、不脫色、掉色的特點，而且生產(chǎn)工藝簡單，反應(yīng)工藝為常溫常壓下進(jìn)行，所投入的原材料均轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，產(chǎn)品揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)含量極低對以及不存在對人體有害的溶劑殘留，生產(chǎn)成本也得到了降低。
文檔編號C08F220/06GK102286229SQ20111024382
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者馮巖, 劉志剛, 張偉, 張立偉, 李玉良 申請人:哈爾濱大東方卷煙材料科技開發(fā)有限責(zé)任公司