本發(fā)明屬于高分子化學(xué)與精細(xì)化工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及用于煙用水松紙印刷的水性柔版油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
：水松紙即“煙用接裝紙”，是將煙支與過濾嘴接裝起來的專用紙。水松紙的印刷以凹版印刷為主，目前，水松紙印刷廠大多采用醇溶性和酯溶性的油墨印刷水松紙，印刷過程中涉及的大量揮發(fā)性有機(jī)溶劑及印刷品內(nèi)的溶劑殘留會給環(huán)境和人們的身心健康帶來一定的影響。隨著環(huán)保呼聲的日益高漲，水松紙印刷用環(huán)保水性油墨成為行業(yè)發(fā)展的方向。中國專利zl201610331534.1公開了一種水松紙用凹版印刷油墨，通過樹脂及助劑的調(diào)整，使水性油墨通過凹印技術(shù)可以在水松紙上進(jìn)行印刷使用。并關(guān)注了油墨的衛(wèi)生指標(biāo)，抗菌性能等影響人體健康的因素。目前，水松紙印刷用水性柔版油墨仍存在很多問題：柔版印刷機(jī)機(jī)速可達(dá)到200-300m/min，相對于凹版印刷機(jī)正常100-150m/min左右的機(jī)速，在大大提高生產(chǎn)效率的同時對油墨的轉(zhuǎn)印，細(xì)度，干燥，卷曲等有了更高的要求，現(xiàn)有水性柔版墨技術(shù)普遍應(yīng)用于食品包裝袋，鋁箔紙，薄膜等非收縮基材的印刷，對于紙質(zhì)較薄，孔隙大，吸附快的水松紙，印刷時紙張容易出現(xiàn)收縮變形，抗張強(qiáng)度下降，紙張變脆的問題，造成印刷時套印不準(zhǔn)，影響后續(xù)加工。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水松紙印刷用水性柔版油墨。所述水性柔版油墨無毒無味，干燥速度快，分散穩(wěn)定性好，印刷產(chǎn)品干燥時不變形、不卷邊，抗菌性優(yōu)異。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備上述水松紙印刷用水性柔版油墨的制備方法。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種用于煙用水松紙印刷的水性柔版油墨，由以下重量百分比的原料組成：改性丙烯酸乳液25~65%顏填料10~35%潤濕分散劑2-4%轉(zhuǎn)印劑0.5~2%消泡劑0.2~2%去離子水10~25%助溶劑6~20%上述改性丙烯酸乳液由以下重量份的原料制備而成：甲基丙烯酸甲酯10~25甲基丙烯酸3-5丙烯酸丁酯20~55聚己內(nèi)酯0.2~2烷基苯聚醚磺酸鈉1~5過硫酸銨0.2~2八甲基環(huán)四硅氧烷0.1-0.3去離子水180~285碳酸鈉水溶液適量作為一種優(yōu)選方案，所述的過硫酸銨分子量為100~600。過硫酸銨為過二硫酸的銨鹽，過二硫酸根含有過氧基，是強(qiáng)氧化劑，其具有的大量高反應(yīng)活性過氧基可與異氰酸酯類、環(huán)氧類、醛類、酸酐類、羧酸類、酰鹵等化合物反應(yīng)，從而實現(xiàn)聚合物的接枝和功能化改性。本發(fā)明利用過硫酸銨的過氧基與醋酸乙烯、丙烯酸酯等烯類單體乳液聚合的引發(fā)劑，所得乳液耐水性好，避免水松紙因過多地吸收油墨中的水分而出現(xiàn)嚴(yán)重變形，又可增進(jìn)紙張濕強(qiáng)度、顏填料的存留率以及油墨附著力。所述的甲基丙烯酸化合物為含羥基的丙烯酸化合物，具體結(jié)構(gòu)如下：本發(fā)明利用過硫酸銨的過氧基與醋酸乙烯、丙烯酸酯等烯類單體乳液聚合的引發(fā)劑，提高了水性油墨及其印品的抗菌性，同時避免了使用小分子抗菌劑可能出現(xiàn)的遷移問題。另外，雖然已有不少研究合成了高分子抗菌劑，但其使用存在著與體系連接料相容性差的問題，影響油墨印品光澤度等性能，本發(fā)明將抗菌劑直接接枝到連接料分子鏈上，成功解決了上述問題。實驗表明，含過氧基鏈的過硫酸銨比同類含短氨基鏈的毒性小。作為一種優(yōu)選方案，所述改良丙烯酸中有較高的甲基丙烯酸酯含量，既提高了油墨耐氣候、耐變黃、抗粉化、耐粘污性、又提高了顏填料的承載力和展色性、油墨耐堿、耐水、耐擦洗、附著力好。所用的特種功能單體共聚而成的新型丙烯酸乳液，該乳液具有極好的鈣離子穩(wěn)定性、稀釋穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性，對環(huán)境污染小。本發(fā)明所述的八甲基環(huán)四硅氧烷為消泡劑。所述的聚己內(nèi)酯為催化劑。所述的烷基苯聚醚磺酸鈉為乳化劑。所述的改性丙烯酸乳液的制備方法包括以下步驟：在反應(yīng)釜中加入一定量的去離子水，升溫到50-60℃，加入一定量的聚己內(nèi)酯，使之完全溶解，加入部分甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯以及八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌20min，攪拌速度200-300r/min，并用碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值7-8，然后升溫（75-95℃），在60-70℃時加入部分過硫酸銨溶液，反應(yīng)0.5-1h后開始滴加烷基苯聚醚磺酸鈉。滴完后再繼續(xù)反應(yīng)0.5h，使剩余的單體反應(yīng)完全，在整個反應(yīng)過程中用碳酸鈉水溶液控制乳液的ph值，使之保持在7-8，得到改性丙烯酸乳液。所述的顏填料包括無機(jī)顏料、有機(jī)顏料和填充料。所述的無機(jī)顏料為鈦白粉、氧化鐵黃、氧化鐵紅、碳酸鈣。所述的有機(jī)顏料為高嶺土。一種煙用水松紙印刷品要求呈現(xiàn)特定的黃色色相，目前，該色相只能依靠無機(jī)顏料實現(xiàn)，無機(jī)顏料比重大，易沉降，而且印刷品鮮艷度和光澤比不上有機(jī)顏料，本發(fā)明通過復(fù)配無機(jī)顏料和有機(jī)顏料，在滿足色相要求的同時提高印品色澤。所述助溶劑為乙醇、異丙醇、正丙醇中的一種或兩種的混合物。水性油墨中水的揮發(fā)速度較慢，添加有機(jī)溶劑作為助溶劑能夠調(diào)節(jié)油墨的干燥性能，所選用有機(jī)溶劑既要與水相容性好，又要對樹脂具有較好溶解能力，而且要求揮發(fā)速度適中，若揮發(fā)太快容易造成堆版等印刷故障。所述的一種用于煙用水松紙印刷的水性柔版油墨，其制備方法包括如下步驟：按比例將改性丙烯酸乳液、去離子水和助溶劑投入反應(yīng)釜中混合均勻，再投入顏填料、潤濕分散劑、轉(zhuǎn)印劑、消泡劑，以800~1500r/min的攪拌速度高速分散，最后經(jīng)過砂磨機(jī)研磨至細(xì)度≤20μm，得水性柔版油墨色漿，通過添加預(yù)留部分丙烯酸乳液和溶劑進(jìn)行色濃度和粘度的調(diào)節(jié)，過濾后即得水性水松紙柔版印刷油墨。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：（1）本發(fā)明公開了一種水性油墨用改性丙烯酸乳液，所述改性丙烯酸乳液采用烷基苯聚醚磺酸鈉，其合成的乳液對顏料潤濕分散性好，柔韌性高，保濕性能優(yōu)異，對水松紙的潤濕性能較好，有效避免印刷紙張因吸水過多而卷曲變形。（2）本發(fā)明在丙烯酸中引入過硫酸銨，可提高油墨保濕性、增進(jìn)紙張濕強(qiáng)度、提高顏填料的存留率以及油墨附著力。又利用過硫酸銨的過氧基與醋酸乙烯、丙烯酸酯等烯類單體乳液聚合的引發(fā)劑，所得乳液耐水性好，避免水松紙因過多地吸收油墨中的水分而出現(xiàn)嚴(yán)重變形，又可增進(jìn)紙張濕強(qiáng)度、顏填料的存留率以及油墨附著力。（3）本發(fā)明在油墨中加入轉(zhuǎn)印劑，增加本發(fā)明產(chǎn)品在柔版印刷機(jī)上的高速印刷適應(yīng)性，大大提高了傳統(tǒng)凹版印刷機(jī)的生產(chǎn)效率，產(chǎn)品無毒無味，干燥速度較快，分散穩(wěn)定性好，印刷產(chǎn)品不變形、不卷邊，顏色鮮艷，抗菌性優(yōu)異。印刷產(chǎn)品殘留單體少，氣味低，綠色環(huán)保，配合柔版印刷機(jī)使用，印刷速度可達(dá)到250-300m/min，比傳統(tǒng)凹版水松紙印刷機(jī)提高1倍的機(jī)速，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明，但具體實施例并不對本發(fā)明作任何限定。除非特別說明，實施例中所涉及的試劑、方法均為本領(lǐng)域常用的試劑和方法。水性柔版油墨的性能按照qb/t2825-2017《柔性版水性油墨》進(jìn)行測試。抗卷曲性測試：將油墨通過柔版打樣機(jī)印刷于水松紙上，干燥后觀察其卷曲變形現(xiàn)象。油墨抗菌性能按照gb/t21866-2008《抗菌涂料（漆膜）抗菌性測定法和抗菌效果》，分別選用濃度為1/500的大腸桿菌培養(yǎng)液、濃度為1/100的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)液進(jìn)行測試。實施例1一、改性丙烯酸乳液的制備在反應(yīng)釜中加入180g的去離子水，升溫到50℃，加入0.2g的聚己內(nèi)酯，使之完全溶解，加入10g甲基丙烯酸甲酯、3g甲基丙烯酸、20g丙烯酸丁酯以及0.1g八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌20min，攪拌速度300r/min，并用濃度15%的碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值7，然后升溫75℃，在60℃時加入0.2g過硫酸銨溶液，反應(yīng)1h后開始滴加1g乳化劑烷基苯聚醚磺酸鈉。滴完后繼續(xù)反應(yīng)0.5h，使剩余的單體反應(yīng)完全，在整個反應(yīng)過程中用碳酸鈉水溶液控制乳液的ph值，使之保持在7，得到改性丙烯酸乳液。所得乳液乳白半透明，固含量為40.0%，25℃下粘度為150mpa.s。二、按照下述配方組成制備水性柔版油墨：表1水松紙印刷用水性柔版油墨配方物質(zhì)名稱質(zhì)量/g上述改性丙烯酸乳液45鈦白粉6氧化鐵黃15氧化鐵紅3碳酸鈣10去離子水15乙醇4.7潤濕分散劑（dego-760w）1.0消泡劑（dego3062）0.3按比例將改性丙烯酸乳液、去離子水和異丙醇投入反應(yīng)釜中混合均勻，再投入顏填料、潤濕分散劑、轉(zhuǎn)印劑、消泡劑，以1000r/min的攪拌速度高速分散，最后經(jīng)過砂磨機(jī)研磨至細(xì)度≤20μm，得水性柔版油墨色漿，通過添加預(yù)留的部分丙烯酸乳液和溶劑進(jìn)行色濃度和粘度的調(diào)節(jié)，過濾后即得水性水松紙柔版印刷油墨，油墨具體配方見表1。實施例2一、改性丙烯酸乳液的制備在反應(yīng)釜中加入230g的去離子水，升溫到60℃，加入1g的聚己內(nèi)酯，使之完全溶解，加入18g甲基丙烯酸甲酯、4g甲基丙烯酸、40g丙烯酸丁酯以及0.2g八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌30min，攪拌速度300r/min，并用濃度15%的碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值7，然后升溫85℃，在65℃時加入1g過硫酸銨溶液，反應(yīng)1h后開始滴加3g乳化劑烷基苯聚醚磺酸鈉。滴完后繼續(xù)反應(yīng)1h，使剩余的單體反應(yīng)完全，在整個反應(yīng)過程中用碳酸鈉水溶液控制乳液的ph值，使之保持在7，得到改性丙烯酸乳液。所得乳液乳白半透明，固含量為42.2%，25℃下粘度為165mpa.s。二、按照下述配方組成制備水性柔版油墨：表2水松紙印刷用水性柔版油墨配方物質(zhì)名稱質(zhì)量/g上述改性丙烯酸乳液40鈦白粉6氧化鐵黃15氧化鐵紅3碳酸鈣10去離子水17異丙醇6.7潤濕分散劑（dego-760w）1.0轉(zhuǎn)印劑（lb-300a）1.0消泡劑（dego3062）0.3按比例將改性丙烯酸乳液、去離子水和異丙醇投入反應(yīng)釜中混合均勻，再投入顏填料、潤濕分散劑、轉(zhuǎn)印劑、消泡劑，以1000r/min的攪拌速度高速分散，最后經(jīng)過砂磨機(jī)研磨至細(xì)度≤20μm，得水性柔版油墨色漿，通過添加預(yù)留的部分丙烯酸乳液和溶劑進(jìn)行色濃度和粘度的調(diào)節(jié)，過濾后即得水性水松紙柔版印刷油墨，油墨具體配方見表2。實施例3一、改性丙烯酸乳液的制備在反應(yīng)釜中加入285g的去離子水，升溫到70℃，加入2g的聚己內(nèi)酯，使之完全溶解，加入25g甲基丙烯酸甲酯、5g甲基丙烯酸、55g丙烯酸丁酯以及0.3g八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌30min，攪拌速度300-400r/min，并用濃度15%的碳酸鈉水溶液調(diào)節(jié)ph值8，然后升溫95℃，在70℃時加入2g過硫酸銨溶液，反應(yīng)1h后開始滴加5g乳化劑烷基苯聚醚磺酸鈉。滴完后繼續(xù)反應(yīng)1h，使剩余的單體反應(yīng)完全，在整個反應(yīng)過程中用碳酸鈉水溶液控制乳液的ph值，使之保持在8，得到改性丙烯酸乳液。所得乳液乳白半透明，固含量為45.0%，25℃下粘度為180mpa.s。三、按照下述配方組成制備水性柔版油墨：表3水松紙印刷用水性柔版油墨配方物質(zhì)名稱質(zhì)量/g上述改性丙烯酸乳液40鈦白粉6氧化鐵黃15氧化鐵紅3高嶺土10去離子水14乙醇5.7異丙醇4潤濕分散劑（dego-760w）1.0轉(zhuǎn)印劑（lb-300a）1.0消泡劑（dego3062）0.3按比例將改性丙烯酸乳液、去離子水和異丙醇投入反應(yīng)釜中混合均勻，再投入顏填料、潤濕分散劑、轉(zhuǎn)印劑、消泡劑，以1000r/min的攪拌速度高速分散，最后經(jīng)過砂磨機(jī)研磨至細(xì)度≤20μm，得水性柔版油墨色漿，通過添加預(yù)留的部分丙烯酸乳液和溶劑進(jìn)行色濃度和粘度的調(diào)節(jié)，過濾后即得水性水松紙柔版印刷油墨，油墨具體配方見表3。對各實施例制備得到的水性柔版油墨、外購水性柔版油墨進(jìn)行相關(guān)測試，結(jié)果匯總于下表4中。表4實施例制備油墨與外購油墨性能對比實施例1實施例2實施例3外購油墨黏度/s40353535細(xì)度/μm≤20≤20≤20≤25著色力/%9810010093抗卷曲性無卷曲變形無卷曲變形無卷曲變形明顯卷邊可適應(yīng)印刷速度m/min200-250200-300200-300100-150抗大腸桿菌率/%99.999.699.791.5抗金黃色葡萄球菌率/%99.999.599.591.1貯存穩(wěn)定性>1年>1年>1年>6個月從表4可以看出，本發(fā)明實施例所制備的水性柔版油墨與外購水性柔版油墨相比，著色力、抗菌性和貯存穩(wěn)定性均明顯提高，此外實施例所制備的水性柔版油墨，其主要特點是適應(yīng)于高速度印刷，且印刷的水松紙干燥后不會出現(xiàn)卷曲變形，紙張收縮的情況。當(dāng)前第1頁12