本发明涉及印刷油墨
技术领域：
，特别是涉及一种环保型水性印刷油墨及其制备方法。
背景技术：
：油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。油墨一般由颜料、连结料、溶剂和助剂等组成，这些成分均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。油墨广泛用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷，随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。目前，在印刷行业中，多数企业仍在大量的使用溶剂型油墨，虽保证了产品质量，但也存在诸多的潜在风险。传统的溶剂型油墨中含有大量的有机溶剂，在生产及施工的过程中会排放出大量的voc，直接危害人类的健康，并造成环境的污染。水性油墨是以水为溶剂，由水性高分子树脂、颜料等主机复配二成的一种新型环保的印刷材料，其具有两个主要特点：一是黏度低，流动性好；二是不使用有机溶剂，与溶剂型油墨相比，voc含量极低，大大改善了油墨制造者和印刷操作者的工作环境，降低了有害物质对他们身体的危害。但是水性油墨较之于溶剂型油墨，在着色性和稳定性上不够理想，制约了其进一步的发展和应用。技术实现要素：基于当前印刷油墨在环保性能方面和使用性能方面无法兼顾的问题，本发明提供一种环保型水性印刷油墨及其制备方法。一种环保型水性印刷油墨，由以下重量百分比的原料组成：水溶性丙烯酸树脂30～50％改性丙烯酸树脂15～25％聚乙烯蜡3～5％无机颜料2.5～4.5％流平剂0.5～1.5％消泡剂0.5～1.5％去离子水余量；其中，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸混合均匀，加热反应釜，待温度达到65～70℃时保温搅拌35～45分钟，随后升温至85～88℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌55～65分钟，待保温结束后调节溶液ph值至7.5～8.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。上述环保型水性印刷油墨，不存在有机溶剂挥发的问题，相比于传统印刷油墨更加健康、环保。并且通过加入经特定方法制备而成的改性丙羧酸树脂，与油墨中的水溶性丙烯酸树脂、无机颜料共同形成了更为稳定的分散体系，使印刷油墨不易褪色，对外界环境有着更好的耐受性。在其中一个实施例中，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为2200～6500。在其中一个实施例中，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸按照6:3:1的摩尔比进行混合。在其中一个实施例中，所述引发剂为过氧化苯甲酸、过硫酸钾、和过氧化二异丙苯中的任意一种。在其中一个实施例中，所述流平剂为氟化硅氧烷、烷基苯改性聚二甲基硅氧烷、和聚丙烯酸酯中的任意一种。在其中一个实施例中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。本申请还提供了上述环保型水性印刷油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂，在50～60℃的温度下按照400～600转/分钟的速率搅拌30～50分钟，得到预混合物；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为35～40℃，搅拌速率为500～600转/分钟，搅拌20～30分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)得到的预混合物和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1000～1200转/分钟的速率高速搅拌60～80分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂和分散剂进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。上述印刷油墨的制备方法的原料易得、工艺简单，适用于大规模工业化生产。在其中一个实施例中，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸混合均匀，加热反应釜，待温度达到65～70℃时保温搅拌35～45分钟，随后升温至85～88℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌55～65分钟，待保温结束后调节溶液ph值至7.5～8.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。在其中一个实施例中，渗透剂为tep或sp-2，分散剂为科莱恩分散剂2774。本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本发明克服了现有技术中印刷油墨溶剂易挥发造成环境污染的问题，产品绿色环保，不会对环境产生不利影响。(2)本发明通过向印刷油墨原料中添加改性丙烯酸树脂，使其与油墨中的水溶性丙烯酸树脂、无机颜料共同形成了更为稳定的分散体系，使印刷油墨不易褪色，并且对外界环境作用有着更好的耐受性，提高了产品的使用寿命。具体实施方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下实施例中所用原料和试剂均为市售普通原料和试剂。一种环保型水性印刷油墨，由以下重量百分比的原料组成：水溶性丙烯酸树脂30～50％改性丙烯酸树脂15～25％聚乙烯蜡3～5％无机颜料2.5～4.5％流平剂0.5～1.5％消泡剂0.5～1.5％去离子水余量；其中，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸混合均匀，加热反应釜，待温度达到65～70℃时保温搅拌35～45分钟，随后升温至85～88℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌55～65分钟，待保温结束后调节溶液ph值至7.5～8.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。经上述方法制备而成的改性丙烯酸树脂，其起始成分之间在反应过程中发生了交联作用，形成了富含不饱和碳键结构的聚合物，在印刷油墨体系中均匀分散后，能够降低体系的表面张力，使油墨的抗老化能力显著提高。同时，改性丙烯酸树脂具有良好的颜料分散性及润湿性，对无机颜料有优良的分散性，并且能够促进水溶性丙烯酸树脂对于无机颜料颗粒的包覆能力，显著提高油墨在介质表面的附着力。在一优选的实施方式中，所述水溶性丙烯酸树脂的分子量为2200～6500。在一优选的实施方式中，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸按照6:3:1的摩尔比进行混合。在一优选的实施方式中，所述引发剂为过氧化苯甲酸、过硫酸钾、和过氧化二异丙苯中的任意一种。在一优选的实施方式中，所述流平剂为氟化硅氧烷、烷基苯改性聚二甲基硅氧烷、和聚丙烯酸酯中的任意一种。在一优选的实施方式中，所述消泡剂为有机硅消泡剂。本申请还提供了上述环保型水性印刷油墨的制备方法，包括以下步骤：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂，在50～60℃的温度下按照400～600转/分钟的速率搅拌30～50分钟，得到预混合物；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为35～40℃，搅拌速率为500～600转/分钟，搅拌20～30分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)得到的预混合物和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1000～1200转/分钟的速率高速搅拌60～80分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂和分散剂进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。在一优选的实施方式中，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸混合均匀，加热反应釜，待温度达到65～70℃时保温搅拌35～45分钟，随后升温至85～88℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌55～65分钟，待保温结束后调节溶液ph值至7.5～8.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。在一优选的实施方式中，渗透剂为tep或sp-2，分散剂为科莱恩分散剂2774下面通过实施例进一步阐明本发明。需要指出的是，本发明并非仅局限于所述实施例。实施例1制备改性丙烯酸树脂：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸按照6:3:1的摩尔比混合均匀，加热反应釜，待温度达到65℃时保温搅拌35分钟，随后升温至85℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌55分钟，待保温结束后调节溶液ph值至7.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。按照下述重量百分比准备原料：水溶性丙烯酸树脂30％改性丙烯酸树脂15％聚乙烯蜡3％无机颜料2.5％流平剂0.5％消泡剂0.5％去离子水余量；制备环保型水性印刷油墨：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂，在50℃的温度下按照400转/分钟的速率搅拌30分钟，得到预混合物；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为35℃，搅拌速率为500转/分钟，搅拌20分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)得到的预混合物和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1000转/分钟的速率高速搅拌60分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂tep和科莱恩分散剂2774进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。实施例2制备改性丙烯酸树脂：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸按照6:3:1的摩尔比混合均匀，加热反应釜，待温度达到67.5℃时保温搅拌40分钟，随后升温至86.5℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌60分钟，待保温结束后调节溶液ph值至8.0，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。按照下述重量百分比准备原料：水溶性丙烯酸树脂40％改性丙烯酸树脂20％聚乙烯蜡4％无机颜料3.5％流平剂1％消泡剂1％去离子水余量；制备环保型水性印刷油墨：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂，在55℃的温度下按照500转/分钟的速率搅拌40分钟，得到预混合物；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为37.5℃，搅拌速率为550转/分钟，搅拌25分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)得到的预混合物和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1100转/分钟的速率高速搅拌70分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂tep和科莱恩分散剂2774进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。实施例3制备改性丙烯酸树脂：在反应釜中，将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、和羟基丙二酸按照6:3:1的摩尔比混合均匀，加热反应釜，待温度达到70℃时保温搅拌45分钟，随后升温至88℃，加入适量引发剂，在该温度下继续保温搅拌65分钟，待保温结束后调节溶液ph值至8.5，再经过滤、干燥后得到改性丙烯酸树脂。按照下述重量百分比准备原料：水溶性丙烯酸树脂50％改性丙烯酸树脂25％聚乙烯蜡5％无机颜料4.5％流平剂1.5％消泡剂1.5％去离子水余量；制备环保型水性印刷油墨：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂，在60℃的温度下按照600转/分钟的速率搅拌50分钟，得到预混合物；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为40℃，搅拌速率为600转/分钟，搅拌30分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)得到的预混合物和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1200转/分钟的速率高速搅拌80分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂tep和科莱恩分散剂2774进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。对比例1按照下述重量百分比准备原料：水溶性丙烯酸树脂60％聚乙烯蜡4％无机颜料3.5％流平剂1％消泡剂1％去离子水余量；制备环保型水性印刷油墨：(1)向搅拌机中加入水溶性丙烯酸树脂，在55℃的温度下按照500转/分钟的速率搅拌40分钟；(2)将聚乙烯蜡、无机颜料投入搅拌机内进行混合搅拌，搅拌温度为37.5℃，搅拌速率为550转/分钟，搅拌25分钟后将混合浆料经三辊机研磨，研磨至粒度小于10μm，得到混合色浆；(3)将步骤(1)经热搅拌后的水溶性丙烯酸树脂和步骤(2)得到的混合色浆共同投入反应釜中，再向反应釜中加入流平剂、消泡剂，以1100转/分钟的速率高速搅拌70分钟，得到印刷粗油墨；(4)向步骤(3)得到的印刷粗油墨中加入渗透剂tep和科莱恩分散剂2774进行分散研磨，直至印刷粗油墨粒径分布达到10～50nm，制成所述环保型水性印刷油墨。性能测试对实施例1-3制成的环保型水性印刷油墨，对比例1制成的印刷油墨进行使用性能测试，并以市售普通水性印刷油墨(购自烟台恒兴油墨有限公司)作为对照例。其中，着色力测试按照gb/t13217.6-2008执行；耐热性测试为将稀释后的油墨均匀涂抹于塑料薄膜上，待完全干燥后将塑料薄膜在4个标准大气压、101℃下蒸煮30分钟，随后评级；测试结果见表1。表1实施例1实施例2实施例3对比例1对照例着色力(％)981001009092耐光性≥4级合格合格合格不合格合格耐热性7级7级7级6级6级从表1可以看出，本发明实施例所制备的环保型水性印刷油墨与对比例制备的印刷油墨相比，在着色力、耐光性、耐热性方面均有显著提高，并且也优于市售普通水性印刷油墨。测试结果可以证明，通过在油墨原料中添加特定方法制备的改性丙烯酸树脂，能够与其他原料产生协同增效作用，证明对丙烯酸树脂的改性对油墨整体性能的提升是具有实质性功效的。可见本发明的环保型水性印刷油墨在稳定性方面取得了预期的技术效果，具有良好的应用前景。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12