專利名稱：：一種聚氨酯基水性油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于印刷材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種聚氨酯基水性油墨，本發(fā)明還涉及該聚氨酯基水性油墨的制備方法。
背景技術(shù)：
：溶劑型油墨(也稱油性油墨)是印刷工業(yè)中最大的污染源，溶劑型油墨是由連接料、填充料、助劑等物質(zhì)組成，其連接料中含有4050%左右的有機(jī)溶劑，長期接觸會損害人體的皮膚；同時，被動吸入高含量有機(jī)溶劑的空氣，會引起慢性中毒，對人體健康造成極大威脅。溶劑型油墨中有機(jī)溶劑揮發(fā)后會與空氣中的一些氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧及煙霧，嚴(yán)重污染空氣，破壞生態(tài)平衡。2006年世界油墨年產(chǎn)量突破1000萬噸,溶劑型油墨約占3040%，由此帶來的有機(jī)溶劑的用量高達(dá)100萬噸以上，對人類生存環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅，引起了世界各國的普遍關(guān)注。正是在這種情況下，水性油墨應(yīng)運(yùn)而生。水性油墨簡稱水墨，由水溶性或水分散性高分子樹脂連結(jié)料、顏料、溶劑(水)和相關(guān)助劑組成。水性油墨與溶劑型油墨的主要區(qū)別在于，溶劑型油墨以有機(jī)溶劑為溶劑，而水性油墨以水(占總質(zhì)量的45%50%)為溶劑，水性油墨由于不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑，大大減少了有機(jī)揮發(fā)物(VOC)的排放，從而減輕了大氣污染，改善了印刷操作人員的環(huán)境，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。早在上個世紀(jì)60年代初，人們就開始了水性油墨的研究和應(yīng)用，最初水性油墨主要使用糊精、蟲蛟、酪素、木質(zhì)酸鈉等物質(zhì)作為連接料，制備的水性油墨主要用于一些低檔產(chǎn)品的印刷。到了上個世紀(jì)60年代末期，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，松香改性馬來酸樹脂成功的取代了酪素、蟲蛟等材料，成為水性油墨的主要連結(jié)料，但是這些初級產(chǎn)品依然存在如光澤差、抗水性不佳、附著力差、易起泡、存放穩(wěn)定性差等弊病，此為水性油墨的第一代產(chǎn)品。到了上個世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了溶液型苯乙烯丙烯酸共聚樹脂為連接料的第二代水性油墨，該產(chǎn)品彌補(bǔ)了第一代水性油墨抗水性和存放穩(wěn)定性差的弊病，但是在光澤和印刷適性方面與溶劑型油墨對比仍有差距。在第二代水性油墨的基礎(chǔ)上，通過引進(jìn)丙烯酸之類單體與苯乙烯聚合，又出現(xiàn)了一種具有核殼結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚丙烯乳液樹脂，該系列樹脂大大改善了油墨的光澤和干燥性，促進(jìn)了水性油墨的發(fā)展，使水性油墨不斷拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，此為水性油墨的第三代產(chǎn)品。目前，水性油墨普遍釆用馬來松香脂、聚丙烯酸樹脂及改性丙烯酸乳液等作為連結(jié)料，而松香、馬來酸改性樹脂在光澤度、抗水性和穩(wěn)定性上存在較多問題；丙烯酸共聚物樹脂在光澤度和印刷適性上與溶劑型油墨仍然有差距?，F(xiàn)有的水性油墨已成功解決了大多數(shù)原先存在的難點(diǎn)，如難以使用、油墨的儲存、基材的局限性以及電暈處理和表面張力等問題，但仍存在一些技術(shù)難點(diǎn)亟待解決比如l)、干燥時間仍是水性油墨應(yīng)用中最重要的問題，除非印刷機(jī)配有足夠的千燥設(shè)備，否則印刷速度將受其約束，這也是影響水性油墨取代溶劑型油墨進(jìn)程快慢的最重要的因素之一；2)、水性油墨的抗水性能有待進(jìn)一步提高；3)、水性油墨在冷凍食品包裝上的應(yīng)用仍不具有溶桐型油墨的耐性，即其耐低溫性能還需要進(jìn)一步改善。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種聚氨酯基水性油墨，解決了現(xiàn)有水性油墨存在的抗水性不理想、光澤度差及千燥時間控制難的問題。本發(fā)明的另一目的是提供上述的聚氨酯基水性油墨的制備方法，克服現(xiàn)有制備方法設(shè)備復(fù)雜，工藝繁多，成本高的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種聚氨酯基水性油墨，按質(zhì)量百分比由以下組分組成水性聚氨酯乳液為50%58°/。水性色漿為38%46%;潤濕劑為1%1.5%;表面活性劑為1%2%;消泡劑為1.5°/。2%，總質(zhì)量為100%。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于水性聚氨酯乳液選用固含量為39n/oi2。/。、PH值為89的半透明型乳液。水性色漿選用固含量為309&土29b、PH值為89、布氏粘度為120600cps的色槳。潤濕劑選用氟碳改性聚醚或氟碳改性聚丙烯酸酯。表面活性劑選用陰離子氟碳或陰離子有機(jī)氟。消泡劑選用改性聚硅氧烷或改性硅硐。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，上述聚氨酯基水性油墨的制備方法，該方法按照以下步驟實(shí)施首先按照質(zhì)量百分比稱取各組分水性聚氨酯乳液為50%58%，水性色漿為38%46°/。，潤濕劑為1%1.5%,表面活性劑為1%2%,消泡劑為1.5%2%，總質(zhì)量為100%;然后將稱取的全部組分混合攪拌11,5小時；最后經(jīng)過120目的濾網(wǎng)過濾后即得。本發(fā)明的有益效果是，提高了水性油墨的抗水性，容易控制干燥時間，具有無污染、不可燃、無毒性、無異味等特點(diǎn)，本發(fā)明的水性油墨還具有配比合理、制備簡單、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明基于水性油墨穩(wěn)定性、抗水性、干燥機(jī)理等理論基礎(chǔ)的研究，選用聚氨酯乳液作為連結(jié)料，利用其成膜性好、有機(jī)揮發(fā)物含量低，以及極好的耐磨性、耐擦傷性、耐溶劑性、粘接性能以及良好的低溫性能、高光澤、保光性和廣泛的可調(diào)性等性能優(yōu)勢，替代傳統(tǒng)的樹脂粘結(jié)料，通過添加適量助劑、優(yōu)化混合配方及其工藝，得到綜合性能優(yōu)異、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的環(huán)保型水性油墨。本發(fā)明的水性油墨按質(zhì)量百分比由以下組分組成水性聚氨酯乳液為50%58%;水性色漿為38%46°/。；潤濕劑為1°/。1.5%;表面活性劑為1%2%;消泡劑為1.5%2%，總質(zhì)量為100°/。。水性聚氨酯乳液選用固含鼂為39yoi2c/。、PH值為89的半透明型乳液。水性色漿選用固含量為30%±2%、PH值為89、布氏粘度為120600cps的色漿，如酞育藍(lán)色漿或鈦白色漿以及其他色彩的水性色漿。潤濕劑選用氟碳改性聚合物，如氟碳改性聚醚或氟碳改性聚丙烯酸酯聚表面活性劑選用水溶性陰離子型表面活性劑，如陰離子氟碳或陰離子有機(jī)氟。消泡劑選用改性硅類，如改性聚硅氧垸或改性硅硐。本發(fā)明的水性油墨的制備方法是，首先按照質(zhì)量百分比稱取水性聚氨酯乳液為50%58%，水性色漿為38%46%，潤濕劑為1%1.5%，表面活性劑為1%2%，消泡劑為1.5%2%，總質(zhì)量為100%;然后將稱取的全部組分混合攪拌11.5小時；最后經(jīng)過120目的濾網(wǎng)過濾后即得。實(shí)施例1分別按照表1所示的各組分的含量百分比，制備四組藍(lán)色的聚氨酯基水性油墨，并對所制備水性油墨的主要性能指標(biāo)進(jìn)行測試，結(jié)果見表3。表1四組水性藍(lán)色聚氨酯基油墨的混合質(zhì)量配比表組別水性聚酞冑藍(lán)潤濕劑表面消泡劑攪拌氨酯乳液色漿活性劑時間藍(lán)156.5%39%氟碳改性陰離子有改性聚硅1聚醚1.2%機(jī)氟1.5%氧烷1.8%小時藍(lán)250%46%氟碳改性陰離子氟性硅硐1,2聚醚1.5。/。碳1%1.5%小時352.5%42%氟碳改性聚陰離子氟性硅硐1.25!^烯酸酯碳2%2%小時1.5%藍(lán)458%38%氟碳改性聚陰離子有改性聚硅1.5丙烯酸酯機(jī)氟1。/。氧垸2%小時1%實(shí)施例2分別按照表2所示的各組分的含量百分比，制備四組白色的聚氨酯基水性油墨，并對所制備水性油墨的主要性能指標(biāo)進(jìn)行測試，結(jié)果見表3。表2四組水性白色聚氨酯基水性油墨的混合質(zhì)量配比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3上述8組聚氨酯基水性油墨制品的主要性能指標(biāo)表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表3的8組聚氨酯基水性油墨的性能指標(biāo)測試結(jié)果可以看出，試驗所制備的水性油墨抗水性強(qiáng)，顏料分散均勻，光澤度好，干燥速度快，滿足現(xiàn)代水性印刷的要求，為高檔水性油墨。本發(fā)明使用水性聚氨酯乳液作為水性油墨的連接料，能解決目前水性油墨抗水性不理想、光澤度差、難f燥等性能缺點(diǎn)。所制備的水性油墨同時具有良好的抗水性、耐磨性；水性油墨光澤度好、附著力強(qiáng)，滿足髙檔水性印刷的需求。權(quán)利要求1.一種聚氨酯基水性油墨，其特征在于按質(zhì)量百分比由以下組分組成水性聚氨酯乳液為50％～58％；水性色漿為38％～46％；潤濕劑為1％～1.5％；表面活性劑為1％～2％；消泡劑為1.5％～2％，總質(zhì)量為100％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性油墨，其特征在于所述的水性聚氨酯乳液選用固含量為39%士2%、PH值為89的半透明型乳液。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性油墨，其特征在于所述的水性色漿選用固含量為30%±2%、PH值為89、布氏粘度為120600cps的色漿。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性油墨，其特征在于所述的潤濕劑選用氟碳改性聚醚或氟碳改性聚丙烯酸酯。5、根據(jù)權(quán)利要求]所述的水性油墨，其特征在于所述的表面活性劑選用陰離子氟碳或陰離子有機(jī)氟。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性油墨，其特征在于所述的消泡劑選用改性聚硅氧烷或改性硅硐。7、一種權(quán)利要求1所述的聚氨酯基水性油墨的制備方法，其特征在于，該方法按照以下步驟實(shí)施首先按照質(zhì)量百分比稱取各組分水性聚氨酯乳液為50%58%,水性色槳為38%46°/。，潤濕劑為1%1.5%，表面活性劑為1%2°/。，消泡劑為1.5%2%，總質(zhì)量為100°/。；然后將稱取的全部組分混合攪拌11.5小時；最后經(jīng)過120目的濾網(wǎng)過濾后即得。全文摘要本發(fā)明公開了一種聚氨酯基水性油墨，按質(zhì)量百分比由以下組分組成水性聚氨酯乳液為50％～58％；水性色漿為38％～46％；潤濕劑為1％～1.5％；表面活性劑為1％～2％；消泡劑為1.5％～2％，總質(zhì)量為100％。本發(fā)明還公開了該種聚氨酯基水性油墨的制備方法，首先按照上述的質(zhì)量百分比稱取水性聚氨酯乳液、水性色漿、潤濕劑、表面活性劑、消泡劑，總質(zhì)量為100％；然后將稱取的全部組分混合攪拌1～1.5小時；最后經(jīng)過120目的濾網(wǎng)過濾后即得。本發(fā)明的水性油墨能解決目前水性油墨抗水性不理想、光澤度差等性能缺點(diǎn)，其抗水性優(yōu)良，同時具有良好的耐磨性；水性油墨光澤度好、附著力強(qiáng)，滿足高檔水性印刷的需求，工藝簡單，制作方便。文檔編號C09D11/10GK101284966SQ20081001832公開日2008年10月15日申請日期2008年5月29日優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日發(fā)明者任鵬剛,周世生,方長青,瑞陳,駱光林申請人:西安理工大學(xué)