本發(fā)明涉及油墨技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及高性能?chē)姶a油墨的制備方法。
背景技術(shù):
隨著對(duì)安全問(wèn)題的日益關(guān)注,現(xiàn)有法律規(guī)定在食品、醫(yī)藥、化妝品等產(chǎn)品的標(biāo)簽上必須標(biāo)有生產(chǎn)日期、批號(hào)、保質(zhì)期等保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益的說(shuō)明。由于噴碼油墨具有字跡清晰、性能穩(wěn)定、耐擦洗等一系列優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用于標(biāo)簽說(shuō)明中。但是,現(xiàn)有的噴碼油墨存在如下幾個(gè)問(wèn)題:1、現(xiàn)有噴碼油墨的耐酒精性仍較差,尤其是在需經(jīng)常清洗的產(chǎn)品表面上,油墨耐擦性較差則會(huì)影響產(chǎn)品外部標(biāo)示的清晰度。2、在PVC、PE等底材上的附著力仍較差,在使用時(shí)需另行對(duì)底材進(jìn)行預(yù)處理,例如電暈、極化等處理措施,通過(guò)提高底材的表面能方能實(shí)現(xiàn)良好的附著。3、在食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域的包裝上,現(xiàn)有噴碼油墨還不足以滿(mǎn)足環(huán)保性能的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供高性能?chē)姶a油墨的制備方法,具有黏度低、附著力強(qiáng)、耐酒精性好、快干性適宜、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
高性能?chē)姶a油墨的制備方法,包括如下工序:
1)向盛有丁酮、甲苯和乙酸丁酯的第一反應(yīng)釜中加入氯醋樹(shù)脂、氯化聚丙烯和松香樹(shù)脂,溶解得到樹(shù)脂溶液,備用;
2)向盛有丁酮、甲苯和乙酸丁酯的第二反應(yīng)釜中加入溶劑型染料,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌70min,得到染料色漿,備用;
3)將工序2)所得的染料色漿加入工序1)所得的樹(shù)脂溶液中,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌200~300min,得到初級(jí)產(chǎn)品,備用;
4)向工序3)所得的初級(jí)產(chǎn)品中依次加入鄰苯二甲酸二丁酯、附著力促進(jìn)劑、二乙基己氧基丙胺、二甲基二烯丙基氯化銨和石蠟,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌200~300min,得到產(chǎn)品。
本發(fā)明中,對(duì)油墨附著力的考量是以聚乙烯底材為承載對(duì)象,而用于塑料表面油墨首先應(yīng)具備兩個(gè)基本性質(zhì):一是油墨對(duì)塑料必須具有良好的附著力。要在PE底材上有良好的附著,應(yīng)通過(guò)改變?nèi)軇┑某煞謥?lái)使PE表面適當(dāng)?shù)娜芪g以使其產(chǎn)生良好的潤(rùn)濕。二是油墨中樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與PE相似。PE是一種由碳?xì)滏I交聯(lián)而成的非極性高聚物,根據(jù)相似相容原離,應(yīng)選擇極性相對(duì)較小,分子結(jié)構(gòu)相似的聚烯化合物。油墨具有一定的耐溶劑擦洗性能主要是指耐乙醇擦洗性能,也即要求所選原料在乙醇中的溶解度低或者不溶。綜合考慮,本發(fā)明選用氯醋樹(shù)脂、氯化聚丙烯作為主體樹(shù)脂,氯醋樹(shù)脂是由氯乙烯單體與醋酸乙烯在引發(fā)劑的作用下共聚而得,在氯醋樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中,由于非極性分子醋酸乙烯嵌入氯乙烯鏈中,所以降低了原來(lái)分子的極性,從而增強(qiáng)了其耐極性溶劑溶解的能力。因而氯醋樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐醇性,在乙醇中的溶解程度較小,較適合作為耐酒精擦洗油墨的主體樹(shù)脂。氯化聚丙烯在PE底材上的潤(rùn)濕性較好,且由氯化聚丙烯制得的油墨黏度較低。但氯化聚丙烯所配油墨在PE上的附著終究不是很強(qiáng),因而還選用了松香樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)配,這樣便可得到附著力好黏度又符合要求的高附著力油墨。
溶劑占油墨的絕大部分,雖然溶劑在油墨涂膜后會(huì)揮發(fā),但溶劑的揮發(fā)性、黏度、溶解性、對(duì)底材的腐蝕性以及溶劑的混合作用等性能都對(duì)油墨的附著力有著較大的影響。而對(duì)溶劑的選擇應(yīng)考慮:一是溶劑能很好地溶解所選用的樹(shù)脂,能使樹(shù)脂中的高分子鏈完整地展開(kāi)。二是溶劑的溶解度參數(shù)與底材較為接近,通過(guò)增大對(duì)底材的腐蝕性能,從而使底材表面產(chǎn)生較小的溶脹,這樣有助于樹(shù)脂等組分滲入到底材表面的分子結(jié)構(gòu)中。三是溶劑對(duì)油墨揮發(fā)速度的影響。四是所選用的溶劑還應(yīng)當(dāng)盡量體現(xiàn)環(huán)保性能,低刺激性氣味,且揮發(fā)快以保證快干性。本發(fā)明選用丁酮作為主體溶劑,氯醋樹(shù)脂和氯化聚丙烯均可較好地溶解于丁酮中。同時(shí),丁酮不僅涂膜較亮,油墨顏色更鮮艷,而且揮發(fā)性好,符合產(chǎn)品所需的快干性要求。為取得較好的附著力,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)印刷油墨成膜時(shí)的揮發(fā)速度平衡及保持油墨的穩(wěn)定,還需增加輔助溶劑??紤]與主溶劑丁酮和松香樹(shù)脂相容性的基礎(chǔ)上,本發(fā)明選用甲苯和乙酸丁酯作為輔助溶劑,混合樹(shù)脂在甲苯中的溶解度均較好,高分子鏈能充分均勻地展開(kāi),溶劑揮發(fā)干燥后能形成較致密的樹(shù)脂膜,膜內(nèi)聚力佳。另外,甲苯對(duì)PE底材的腐蝕性好,當(dāng)油墨噴涂于PE底材時(shí),甲苯能使其產(chǎn)生一定的溶脹作用,產(chǎn)生一定的活性基團(tuán),從而使樹(shù)脂高分子能嵌入PE表面進(jìn)行錨固,增加油墨對(duì)底材的附著力。乙酸丁酯與丁酮能較好地互溶,并形成一定離子對(duì),能增加高分子鏈間的斥力,從而使油墨中的高分子更好地分散,當(dāng)溶劑揮發(fā)干燥后,能形成均勻致密的墨膜,因而可增加油墨的耐酒精性能。
油墨用著色劑分為顏料和染料兩大類(lèi),與溶劑型染料相比,由顏料所組成的油墨的耐酒精性較好,基本不溶于酒精,但使用顏料所制的油墨的黏度太大,且分散性不如溶劑型染料,因而本發(fā)明選用溶劑型染料作為著色劑。由于溶劑型染料微溶于酒精,尤其是當(dāng)它在油墨中的含量超過(guò)10%時(shí),耐酒精性逐漸變差;而低于5%時(shí),油墨的色度又較弱,達(dá)不到要求,故溶劑型染料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%。
噴碼機(jī)工作時(shí)對(duì)油墨墨滴的偏轉(zhuǎn)控制是通過(guò)油墨自身的帶電量來(lái)進(jìn)行的,因而要求油墨有一定的帶電量。而在油墨組分中,溶劑型染料本身就帶有一部分電荷,但是這些電荷的電量還達(dá)不到要求,因而必須加入少量的導(dǎo)電鹽,以使噴碼油墨能夠在噴碼機(jī)正常工作下產(chǎn)生預(yù)定的偏轉(zhuǎn)。在導(dǎo)電鹽的選擇上,同樣應(yīng)考慮與混合溶劑有較好地相容性,且可提供合適的電導(dǎo)率。本發(fā)明選用二乙基己氧基丙胺和二甲基二烯丙基氯化銨作為導(dǎo)電助劑。由于主體樹(shù)脂氯醋樹(shù)脂本身的導(dǎo)電性能較高,因此與其他樹(shù)脂油墨相比,導(dǎo)電鹽的加入量相應(yīng)要少一些。
增塑劑是一種高沸點(diǎn)、低揮發(fā)的固定或者液體化合物,主要用來(lái)增加高分子物質(zhì)的塑性。增塑劑由于分子量小,與樹(shù)脂等大分子化合物混合時(shí),可以滲入到大分子長(zhǎng)鏈之間,起到類(lèi)似潤(rùn)滑的作用,使樹(shù)脂分子長(zhǎng)鏈勢(shì)運(yùn)動(dòng)較自由,從而使聚合物變得柔軟而富有彈性,增加油墨的柔韌性。另外由于分子量小,體積不大,可充實(shí)于大分子的鏈環(huán)之間,增大其間距,使鏈間的吸引力減少,減少脆裂斷折的趨勢(shì),一定程度上有效地增加了附著力。本發(fā)明選用鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑,它可對(duì)混合樹(shù)脂分子中的主要支鏈起到阻隔作用,減少聚合物分子間的作用力,從而增強(qiáng)附著力。由于無(wú)法預(yù)見(jiàn)噴碼油墨使用的材質(zhì),而油墨的附著力又與底材有密切關(guān)系,為防止原本附著優(yōu)異的油墨發(fā)生脫落,可增加一些附著力促進(jìn)劑以保持墨膜優(yōu)異的附著力性能。噴碼油墨的耐溶劑型與油墨的表面狀況息息相關(guān),表面耐酒精的膜越厚,耐酒精性越強(qiáng),如在樹(shù)脂膜上覆一層起這個(gè)阻隔作用的蠟粉,則油墨的耐酒精性將增強(qiáng)。本文選用石蠟作為耐溶劑助劑。
進(jìn)一步地,所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂4~8%,氯化聚丙烯1~5%,松香樹(shù)脂1~5%,丁酮58~70%,甲苯8~15%,乙酸丁酯8~15%,溶劑型染料5~10%,鄰苯二甲酸二丁酯1~2%,附著力促進(jìn)劑1~2%,二乙基己氧基丙胺0.5~1%,二甲基二烯丙基氯化銨0.5~1%,石蠟0.2~0.5%。由于樹(shù)脂作為油墨固體成分的主要部分,對(duì)油墨底材附著力的影響起著絕對(duì)作用,因而油墨附著力隨樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大。但基于對(duì)油墨黏度的考量,混合樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂4~8%,氯化聚丙烯1~5%,松香樹(shù)脂1~5%。隨著溶劑在油墨中比例的增加,油墨的附著力則降低,因此本發(fā)明中丁酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在58~70%,甲苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8~15%,乙酸丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8~15%。當(dāng)導(dǎo)電鹽含量超過(guò)2%時(shí),油墨易在噴碼機(jī)噴嘴處形成結(jié)晶,從而堵塞噴嘴,所以二乙基己氧基丙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.5~1%,二甲基二烯丙基氯化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.5~1%。當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯用量在2%以下時(shí),附著力隨用量的增加而增大;超過(guò)2%時(shí),油墨的附著力增長(zhǎng)較少甚至無(wú)增長(zhǎng),且快干性能降低,黏度增大,涂膜性能降低。因此,本發(fā)明鄰苯二甲酸二丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在1~2%。由于附著力促進(jìn)劑加入量超過(guò)2%時(shí),油墨會(huì)出現(xiàn)絮狀液,因此本發(fā)明附著力促進(jìn)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在1~2%。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著石蠟含量的增加,油墨的耐酒精性有所增加,但當(dāng)超過(guò)0.5%時(shí),油墨中則有不溶物出現(xiàn)。因此,本發(fā)明中石蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.2~0.5%。
進(jìn)一步地,所述丁酮、所述甲苯與所述乙酸丁酯的質(zhì)量比為7:1:1。在混合溶劑中,雖然丁酮的加入會(huì)降低油墨的附著力,但該減值較單一甲苯溶劑而言并不多。此時(shí),兩者的比例更應(yīng)該考量的是對(duì)油墨黏度的影響。對(duì)于氯化聚丙烯而言,丁酮是良溶劑,在甲苯中的溶解性則稍差;而對(duì)于松香樹(shù)脂而言,甲苯是良溶劑,在丁酮中的溶解性則稍差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)丁酮、甲苯與乙酸丁酯的質(zhì)量比為7:1:1時(shí),混合樹(shù)脂中的氯化聚丙烯和松香樹(shù)脂都能較好地溶解與混合溶劑內(nèi),從而使得黏度降低,同時(shí),對(duì)油墨的耐酒精性也能起到較大的增強(qiáng)作用。
為實(shí)現(xiàn)較好的綜合性能,進(jìn)一步地,所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂5%,氯化聚丙烯2.5%,松香樹(shù)脂2.5%,溶劑型染料8%,鄰苯二甲酸二丁酯2%,附著力促進(jìn)劑1.5%,二乙基己氧基丙胺0.5%,二甲基二烯丙基氯化銨0.5%,石蠟0.5%,余量為丁酮、甲苯和乙酸丁酯,余量為丁酮和甲苯。本發(fā)明制得的油墨耐酒精可達(dá)到6s,黏度2.6cP,快干性E值為5.5,附著力可達(dá)0.26N/mm2。
進(jìn)一步地,所述氯化聚丙烯與所述松香樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:1。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著松香樹(shù)脂的增加,油墨附著力和黏度均呈增加趨勢(shì),且在加入少量松香樹(shù)脂時(shí),油墨附著增加值并不明顯,說(shuō)明松香樹(shù)脂需達(dá)到一定量方可對(duì)油墨附著力達(dá)到增強(qiáng)作用。當(dāng)油墨中兩類(lèi)樹(shù)脂的比例為1:1時(shí),油墨的附著力達(dá)到新高,且油墨黏度適宜。
為與混合溶劑更好地相容,進(jìn)一步地,所述氯醋樹(shù)脂包括聚合物V1和聚合物V2,聚合物V1由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%的氯乙烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的醋酸乙烯共聚而得,聚合物V2由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的氯乙烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的醋酸乙烯共聚而得。氯醋樹(shù)脂的制備中,可通過(guò)逐步加入氯乙烯單體控制共聚物中醋酸乙烯的百分含量以達(dá)到不同的性能要求。通過(guò)實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn),在溶劑中的溶解性,改性過(guò)的氯醋樹(shù)脂不如未改性的氯醋樹(shù)脂,因而本發(fā)明選用聚合物V1和聚合物V2。雖然含羥基的氯醋樹(shù)脂在溶劑中的溶解性要比喊羧基的氯醋樹(shù)脂好,原因是由于羥基和溶劑中的丁酮能形成一定的氫鍵,而羧基能與酒精中的羥基發(fā)生反應(yīng),所以其耐酒精性略差,但是聚合物V2的加入能提高油墨在PE等塑料材料上的附著力,綜合考慮,選擇聚合物V1和聚合物V2作為主樹(shù)脂。
進(jìn)一步地,所述聚合物V1與所述聚合物V2的質(zhì)量比為1:2。
進(jìn)一步地,所述附著力促進(jìn)劑為6018。6018與油墨中的混合樹(shù)脂及混合溶劑均相匹配。
進(jìn)一步地,所述溶劑型染料為SLB-34。
本發(fā)明具有以下有益效果:采用本發(fā)明制得的高性能?chē)姶a油墨在滿(mǎn)足環(huán)保性能的要求下,具有黏度低、附著力強(qiáng)、耐酒精性好、快干性適宜、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。其中,選用氯醋樹(shù)脂、氯化聚丙烯、松香樹(shù)脂作為混合樹(shù)脂,既能形成均勻致密的墨膜以增加油墨的耐酒精性能;又能實(shí)現(xiàn)在PE底材上的良好潤(rùn)濕以提高油墨的附著力。選用丁酮、甲苯和乙酸丁酯作為混合溶劑,可將混合樹(shù)脂均較好地溶解于其中,從而降低油墨的黏度。選用石蠟作為耐溶劑助劑,可在樹(shù)脂膜上覆蓋起阻隔作用的蠟粉,以增強(qiáng)油墨的耐酒精性能。選用二乙基己氧基丙胺和二甲基二烯丙基氯化銨作為導(dǎo)電助劑,可提供合適的電導(dǎo)率。選用鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑,它可對(duì)混合樹(shù)脂分子中的主要支鏈起到阻隔作用,減少聚合物分子間的作用力,從而增強(qiáng)附著力;加入附著力促進(jìn)劑可進(jìn)一步保持墨膜優(yōu)異的附著力性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
高性能?chē)姶a油墨的制備方法,包括如下工序:
1)向盛有丁酮、甲苯和乙酸丁酯的第一反應(yīng)釜中加入氯醋樹(shù)脂、氯化聚丙烯和松香樹(shù)脂,溶解得到樹(shù)脂溶液,備用;
2)向盛有丁酮、甲苯和乙酸丁酯的第二反應(yīng)釜中加入溶劑型染料,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌70min,得到染料色漿,備用;
3)將工序2)所得的染料色漿加入工序1)所得的樹(shù)脂溶液中,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌200~300min,得到初級(jí)產(chǎn)品,備用;
4)向工序3)所得的初級(jí)產(chǎn)品中依次加入鄰苯二甲酸二丁酯、附著力促進(jìn)劑、二乙基己氧基丙胺、二甲基二烯丙基氯化銨和石蠟,在25℃的溫度下,按350~500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌200~300min,得到產(chǎn)品。
本實(shí)施例中,對(duì)油墨附著力的考量是以聚乙烯底材為承載對(duì)象,而用于塑料表面油墨首先應(yīng)具備兩個(gè)基本性質(zhì):一是油墨對(duì)塑料必須具有良好的附著力。要在PE底材上有良好的附著,應(yīng)通過(guò)改變?nèi)軇┑某煞謥?lái)使PE表面適當(dāng)?shù)娜芪g以使其產(chǎn)生良好的潤(rùn)濕。二是油墨中樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量與PE相似。PE是一種由碳?xì)滏I交聯(lián)而成的非極性高聚物,根據(jù)相似相容原離,應(yīng)選擇極性相對(duì)較小,分子結(jié)構(gòu)相似的聚烯化合物。油墨具有一定的耐溶劑擦洗性能主要是指耐乙醇擦洗性能,也即要求所選原料在乙醇中的溶解度低或者不溶。綜合考慮,本發(fā)明選用氯醋樹(shù)脂、氯化聚丙烯作為主體樹(shù)脂,氯醋樹(shù)脂是由氯乙烯單體與醋酸乙烯在引發(fā)劑的作用下共聚而得,在氯醋樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中,由于非極性分子醋酸乙烯嵌入氯乙烯鏈中,所以降低了原來(lái)分子的極性,從而增強(qiáng)了其耐極性溶劑溶解的能力。因而氯醋樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐醇性,在乙醇中的溶解程度較小,較適合作為耐酒精擦洗油墨的主體樹(shù)脂。氯化聚丙烯在PE底材上的潤(rùn)濕性較好,且由氯化聚丙烯制得的油墨黏度較低。但氯化聚丙烯所配油墨在PE上的附著終究不是很強(qiáng),因而還選用了松香樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)配,這樣便可得到附著力好黏度又符合要求的高附著力油墨。
溶劑占油墨的絕大部分,雖然溶劑在油墨涂膜后會(huì)揮發(fā),但溶劑的揮發(fā)性、黏度、溶解性、對(duì)底材的腐蝕性以及溶劑的混合作用等性能都對(duì)油墨的附著力有著較大的影響。而對(duì)溶劑的選擇應(yīng)考慮:一是溶劑能很好地溶解所選用的樹(shù)脂,能使樹(shù)脂中的高分子鏈完整地展開(kāi)。二是溶劑的溶解度參數(shù)與底材較為接近,通過(guò)增大對(duì)底材的腐蝕性能,從而使底材表面產(chǎn)生較小的溶脹,這樣有助于樹(shù)脂等組分滲入到底材表面的分子結(jié)構(gòu)中。三是溶劑對(duì)油墨揮發(fā)速度的影響。四是所選用的溶劑還應(yīng)當(dāng)盡量體現(xiàn)環(huán)保性能,低刺激性氣味,且揮發(fā)快以保證快干性。本發(fā)明選用丁酮作為主體溶劑,氯醋樹(shù)脂和氯化聚丙烯均可較好地溶解于丁酮中。同時(shí),丁酮不僅涂膜較亮,油墨顏色更鮮艷,而且揮發(fā)性好,符合產(chǎn)品所需的快干性要求。為取得較好的附著力,同時(shí)能實(shí)現(xiàn)印刷油墨成膜時(shí)的揮發(fā)速度平衡及保持油墨的穩(wěn)定,還需增加輔助溶劑。考慮與主溶劑丁酮和松香樹(shù)脂相容性的基礎(chǔ)上,本發(fā)明選用甲苯和乙酸丁酯作為輔助溶劑,混合樹(shù)脂在甲苯中的溶解度均較好,高分子鏈能充分均勻地展開(kāi),溶劑揮發(fā)干燥后能形成較致密的樹(shù)脂膜,膜內(nèi)聚力佳。另外,甲苯對(duì)PE底材的腐蝕性好,當(dāng)油墨噴涂于PE底材時(shí),甲苯能使其產(chǎn)生一定的溶脹作用,產(chǎn)生一定的活性基團(tuán),從而使樹(shù)脂高分子能嵌入PE表面進(jìn)行錨固,增加油墨對(duì)底材的附著力。乙酸丁酯與丁酮能較好地互溶,并形成一定離子對(duì),能增加高分子鏈間的斥力,從而使油墨中的高分子更好地分散,當(dāng)溶劑揮發(fā)干燥后,能形成均勻致密的墨膜,因而可增加油墨的耐酒精性能。
油墨用著色劑分為顏料和染料兩大類(lèi),與溶劑型染料相比,由顏料所組成的油墨的耐酒精性較好,基本不溶于酒精,但使用顏料所制的油墨的黏度太大,且分散性不如溶劑型染料,因而本發(fā)明選用溶劑型染料作為著色劑。由于溶劑型染料微溶于酒精,尤其是當(dāng)它在油墨中的含量超過(guò)10%時(shí),耐酒精性逐漸變差;而低于5%時(shí),油墨的色度又較弱,達(dá)不到要求,故溶劑型染料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~10%。
噴碼機(jī)工作時(shí)對(duì)油墨墨滴的偏轉(zhuǎn)控制是通過(guò)油墨自身的帶電量來(lái)進(jìn)行的,因而要求油墨有一定的帶電量。而在油墨組分中,溶劑型染料本身就帶有一部分電荷,但是這些電荷的電量還達(dá)不到要求,因而必須加入少量的導(dǎo)電鹽,以使噴碼油墨能夠在噴碼機(jī)正常工作下產(chǎn)生預(yù)定的偏轉(zhuǎn)。在導(dǎo)電鹽的選擇上,同樣應(yīng)考慮與混合溶劑有較好地相容性,且可提供合適的電導(dǎo)率。本發(fā)明選用二乙基己氧基丙胺和二甲基二烯丙基氯化銨作為導(dǎo)電助劑。由于主體樹(shù)脂氯醋樹(shù)脂本身的導(dǎo)電性能較高,因此與其他樹(shù)脂油墨相比,導(dǎo)電鹽的加入量相應(yīng)要少一些。
增塑劑是一種高沸點(diǎn)、低揮發(fā)的固定或者液體化合物,主要用來(lái)增加高分子物質(zhì)的塑性。增塑劑由于分子量小,與樹(shù)脂等大分子化合物混合時(shí),可以滲入到大分子長(zhǎng)鏈之間,起到類(lèi)似潤(rùn)滑的作用,使樹(shù)脂分子長(zhǎng)鏈勢(shì)運(yùn)動(dòng)較自由,從而使聚合物變得柔軟而富有彈性,增加油墨的柔韌性。另外由于分子量小,體積不大,可充實(shí)于大分子的鏈環(huán)之間,增大其間距,使鏈間的吸引力減少,減少脆裂斷折的趨勢(shì),一定程度上有效地增加了附著力。本發(fā)明選用鄰苯二甲酸二丁酯作為增塑劑,它可對(duì)混合樹(shù)脂分子中的主要支鏈起到阻隔作用,減少聚合物分子間的作用力,從而增強(qiáng)附著力。由于無(wú)法預(yù)見(jiàn)噴碼油墨使用的材質(zhì),而油墨的附著力又與底材有密切關(guān)系,為防止原本附著優(yōu)異的油墨發(fā)生脫落,可增加一些附著力促進(jìn)劑以保持墨膜優(yōu)異的附著力性能。噴碼油墨的耐溶劑型與油墨的表面狀況息息相關(guān),表面耐酒精的膜越厚,耐酒精性越強(qiáng),如在樹(shù)脂膜上覆一層起這個(gè)阻隔作用的蠟粉,則油墨的耐酒精性將增強(qiáng)。本文選用石蠟作為耐溶劑助劑。
優(yōu)選地,所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂4~8%,氯化聚丙烯1~5%,松香樹(shù)脂1~5%,丁酮58~70%,甲苯8~15%,乙酸丁酯8~15%,溶劑型染料5~10%,鄰苯二甲酸二丁酯1~2%,附著力促進(jìn)劑1~2%,二乙基己氧基丙胺0.5~1%,二甲基二烯丙基氯化銨0.5~1%,石蠟0.2~0.5%。由于樹(shù)脂作為油墨固體成分的主要部分,對(duì)油墨底材附著力的影響起著絕對(duì)作用,因而油墨附著力隨樹(shù)脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大。但基于對(duì)油墨黏度的考量,混合樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂4~8%,氯化聚丙烯1~5%,松香樹(shù)脂1~5%。隨著溶劑在油墨中比例的增加,油墨的附著力則降低,因此本發(fā)明中丁酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在58~70%,甲苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8~15%,乙酸丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在8~15%。當(dāng)導(dǎo)電鹽含量超過(guò)2%時(shí),油墨易在噴碼機(jī)噴嘴處形成結(jié)晶,從而堵塞噴嘴,所以二乙基己氧基丙胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.5~1%,二甲基二烯丙基氯化銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.5~1%。當(dāng)鄰苯二甲酸二丁酯用量在2%以下時(shí),附著力隨用量的增加而增大;超過(guò)2%時(shí),油墨的附著力增長(zhǎng)較少甚至無(wú)增長(zhǎng),且快干性能降低,黏度增大,涂膜性能降低。因此,本發(fā)明鄰苯二甲酸二丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在1~2%。由于附著力促進(jìn)劑加入量超過(guò)2%時(shí),油墨會(huì)出現(xiàn)絮狀液,因此本發(fā)明附著力促進(jìn)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持在1~2%。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著石蠟含量的增加,油墨的耐酒精性有所增加,但當(dāng)超過(guò)0.5%時(shí),油墨中則有不溶物出現(xiàn)。因此,本發(fā)明中石蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.2~0.5%。
優(yōu)選地,所述丁酮、所述甲苯與所述乙酸丁酯的質(zhì)量比為7:1:1。在混合溶劑中,雖然丁酮的加入會(huì)降低油墨的附著力,但該減值較單一甲苯溶劑而言并不多。此時(shí),兩者的比例更應(yīng)該考量的是對(duì)油墨黏度的影響。對(duì)于氯化聚丙烯而言,丁酮是良溶劑,在甲苯中的溶解性則稍差;而對(duì)于松香樹(shù)脂而言,甲苯是良溶劑,在丁酮中的溶解性則稍差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)丁酮、甲苯與乙酸丁酯的質(zhì)量比為7:1:1時(shí),混合樹(shù)脂中的氯化聚丙烯和松香樹(shù)脂都能較好地溶解與混合溶劑內(nèi),從而使得黏度降低,同時(shí),對(duì)油墨的耐酒精性也能起到較大的增強(qiáng)作用。
為實(shí)現(xiàn)較好的綜合性能,優(yōu)選地,所述高性能?chē)姶a油墨各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:氯醋樹(shù)脂5%,氯化聚丙烯2.5%,松香樹(shù)脂2.5%,溶劑型染料8%,鄰苯二甲酸二丁酯2%,附著力促進(jìn)劑1.5%,二乙基己氧基丙胺0.5%,二甲基二烯丙基氯化銨0.5%,石蠟0.5%,余量為丁酮、甲苯和乙酸丁酯,余量為丁酮和甲苯。本發(fā)明制得的油墨耐酒精可達(dá)到6s,黏度2.6cP,快干性E值為5.5,附著力可達(dá)0.24N/mm2。
優(yōu)選地,所述氯化聚丙烯與所述松香樹(shù)脂的質(zhì)量比為1:1。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著松香樹(shù)脂的增加,油墨附著力和黏度均呈增加趨勢(shì),且在加入少量松香樹(shù)脂時(shí),油墨附著增加值并不明顯,說(shuō)明松香樹(shù)脂需達(dá)到一定量方可對(duì)油墨附著力達(dá)到增強(qiáng)作用。當(dāng)油墨中兩類(lèi)樹(shù)脂的比例為1:1時(shí),油墨的附著力達(dá)到新高,且油墨黏度適宜。
為與混合溶劑更好地相容,優(yōu)選地,所述氯醋樹(shù)脂包括聚合物V1和聚合物V2,聚合物V1由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96%的氯乙烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的醋酸乙烯共聚而得,聚合物V2由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的氯乙烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的醋酸乙烯共聚而得。氯醋樹(shù)脂的制備中,可通過(guò)逐步加入氯乙烯單體控制共聚物中醋酸乙烯的百分含量以達(dá)到不同的性能要求。通過(guò)實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn),在溶劑中的溶解性,改性過(guò)的氯醋樹(shù)脂不如未改性的氯醋樹(shù)脂,因而本發(fā)明選用聚合物V1和聚合物V2。雖然含羥基的氯醋樹(shù)脂在溶劑中的溶解性要比喊羧基的氯醋樹(shù)脂好,原因是由于羥基和溶劑中的丁酮能形成一定的氫鍵,而羧基能與酒精中的羥基發(fā)生反應(yīng),所以其耐酒精性略差,但是聚合物V2的加入能提高油墨在PE等塑料材料上的附著力,綜合考慮,選擇聚合物V1和聚合物V2作為主樹(shù)脂。
優(yōu)選地,所述聚合物V1與所述聚合物V2的質(zhì)量比為1:2。
優(yōu)選地,所述溶劑型染料為SLB-34。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實(shí)施方式,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。