一种环保、耐温、耐色变油墨组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保、耐温、耐色变的油墨组合物，其包含如下重量份数的组分：树脂粉末40～60份、环保溶剂混合物10～25份、颜料和/或染料1～10份、耐磨助剂2～5份、润湿分散剂1～5份、流平剂0.1～2份、功能填料5～15份，其中，所述的功能填料为改性钛酸酯修饰的填料。本发明解决了PVC印刷油墨的味道和印刷过程中，褪色问题，同时有效提高了颜料耐温性能，消除了色差，提高了产品发合格率，本发明制备油墨为环保油墨，对人体不构成危害，减轻环境的压力，无味道。
【专利说明】
_种环保、耐温、耐色变油墨组合物
技术领域
[0001] 本发明属于印刷领域，具体涉及薄膜凹版印刷油墨领域，更具体地涉及一种环保、 耐温、耐色变油墨组合物。
【背景技术】
[0002] PVC是一种重要的印刷基材，因为阻燃，价廉，容易加工，可以作为薄膜通过压膜技 术覆层在各种塑料表面形成各种材料。经过印刷的PVC薄膜，在表面上印刷各种图案，应用 在壁纸，地板方面，也可以加工成各种容器的形状，作为家用电器、器件等。因而广泛的应用 在诸多领域。
[0003] 无论是薄膜，还是容器，为了达到装饰效果，都需要印刷上各种美丽的图案，以提 升产品的竞争力，美化生活，增加对客户的吸引力。
[0004] 在PVC印刷过程中所使用的油墨是这些产品和材料重要的装饰材料。它直接影响 产品的美观度和竞争力，尤其是油墨品质的好坏，直接影响了产品的美誉度。
[0005] 目前，在PVC凹版印刷过程中，所使用的油墨，大部分为溶剂型，含有大量溶剂，尤 其是在凹版油墨，80~90%为溶剂。这些溶剂作为印刷工艺中基本材料，主要的功能是溶解 油墨组分中的树脂，调节油墨的粘度，改善印刷质量，控制印刷速度，即控制印刷图案干燥 速度。进而，影响产品的生产效率。在印刷过程中，油墨中的溶剂，随着印刷工序中进行，在 印刷、干燥过程中，挥发到车间的空气里、进而进入大气中，影响了大气质量，造成了雾霾， 造成工作车间味道极大，损害了生产工人的健康。目前，用于PVC薄膜印刷的有效溶剂为环 己酮，醋酸乙酯，苯类溶剂，这些溶剂不仅对人体有害，同时，味道极大，刺激人的感觉器官， 尤其是在高温的夏季，给生产车间人员与环境带来极大的危害，因此，开发环保溶剂是目前 急需解决的问题。
[0006] 在印刷过程中，因为对印刷的图案需要加热，在加热的过程，会导致一些颜色变化 和色差，影响了产品的印刷品质。同时，PVC基材在塑料中，与一般的薄膜不同，是极性不是 很强的材料，这意味着，所选择的印刷材料的树脂受到了一定限制，采用其它的树脂，容易 在印刷界面上，造成印刷材料与基材粘结性能的劣化。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一是:发明一种环保，可满足 凹版印刷高速印刷，120米/分要求的油墨；另外一个目的，就是解决印刷过程中，因覆膜加 热颜料或染料变色，褪色而出现的色差问题。
[0008] 在本发明中，惊奇地发现通过钛酸酯功能分子处理滑石粉表面，不但可以解决耐 热、褪色问题，同时，还降低了成本，防止了印刷过程中产生热应力使得PVC变形的问题，但 是，单纯的钛酸乙酯与滑石粉这样作用效果不理想，尤其是与硫酸钡效果更差，因此，本发 明以此发现钛酸乙酯作用为基础，对钛酸酯进行改性，通过增加有机部分的功能，解决了耐 热、褪色以及与滑石粉、硫酸钡与环保油墨的相容性。
[0009] 为实现上述技术目的，本发明的环保、耐温、耐色变的油墨组合物包含如下重量份 数的组分： 树脂粉末 40-60份 环保溶剂混合物 10~25份 颜料和/或染料 1~10份
[0010] 耐磨助剂 2~5份 润湿分散剂 1~5份 流平剂 0.H2份 功能填料 5~15份，
[0011] 其中，所述的功能填料为改性钛酸酯修饰的填料。
[0012]其中，所述的改性钛酸酯具有如下结构：
[0014]其中，R为烷基，为1~18碳原子;所述的填料为二氧化硅、粘土、碳酸钙、
[0015]硫酸钡、滑石粉、硅藻土中的任意一种或几种的混合物。
[0016] 优选地，所述功能填料的粒径为0.5~2.5微米。
[0017] 更优选地，所述的填料为滑石粉与硫酸钡按照质量比8~10:1的混合物。
[0018] 所述的树脂粉末为聚酯粉末、有机硅树脂粉末、环氧树脂粉末、酚醛环氧树脂粉 末、氨基树脂粉末、酚醛树脂粉末、PVC粉末和乙烯醇缩丁醛粉末中的任意一种或几种的混 合物。
[0019] 优选地，所述的树脂粉末的玻璃化温度在45-75°C之间，重均分子量为1000-20000。在满足性能的同时，分量选择上，应尽可能小一些，以减少溶剂的使用量。
[0020] 在一种优选的实施例中，所述的树脂粉末为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比 为8~10:1混合的混合物。
[0021] 进一步优选地，所述的酚醛树脂为交联型酚醛树脂，其中交联剂为六甲基四胺，即 在酚醛树脂中加入潜伏型六甲基四胺固化剂，在加热到120°C开始较量固化。
[0022] 上述树脂粉末用于PVC印刷基材，但不限于PVC其它基材。
[0023] 所述的环保溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、己二 酸甲酯、己二酸二甲酯、丁二酸甲酯、丁二酸酸二甲酯、戊二酸甲酯、戊二酸二甲酯、羟基丙 酸甲酯、油酸甲酯、柠檬酸甲酯、柠檬酸二甲酯和酸二甲酯中的任意一种或几种的混合物。 [0024]优选地，所述的环保溶剂为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量 比为10:2.5:0.5:3的混合物，所述环保溶剂得特征是味道小，或无味，对人体和环境不构成 破坏。
[0025] 所述的耐磨助剂为巴西棕榈蜡与RH的组合物，其中R为7~15碳原子的烃，其中的 棕榈蜡与RH质量比为15~20:1。
[0026] 所述的润湿分散剂具有如下结构：
[0028] 其中，R1为Η或甲基，R为1~18碳原子的烷基，η为10~50的正整数，Y为10~30的正 整数，Ζ为0~20的整数，其制备方法为采用本体聚合物，在引发剂过氧化环己酮的作用下反 应 16h。
[0029]所述的流平剂其分子结构为
[0031]其中，R为Η、-CH3、-CH2CH3、-Ch2CHCH 2CH3，X为 1 ~10 的整数，η为 10 ~30 的整数，m为 20~30的整数，其制备方法采用本体聚合物，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得 到。
[0032] 所述的油墨组合物还包括消泡剂。消泡剂的类型可以根据工况需求进行选择，用 量也根据本领域的公知常识适量添加。
[0033] 其中，本发明油墨组合物中的颜料和/或染料可以为有机颜料、无机颜料、有机染 料。
[0034] 本发明进一步提出了上述油墨组合物的制备方法：
[0035] (1)按照提供的物质含量，进行称重，按照比例向反应釜中依次加入的功能填料、 环保溶剂混合物、润湿分散剂、耐磨助剂，同时，不断搅拌，混合均匀；
[0036] (2)将反应釜的温度控制在45°C~60°C，向其中加入颜料和/或染料，加完毕之后 保温5~15分钟，在加入流平剂。
[0037] 本发明相对现有技术的优势和有益效果：
[0038] (1)本发明有效提高了颜料耐温性能，消除了色差，提高了产品发合格率；
[0039] (2)本发明制备油墨为环保油墨，对人体不构成危害，减轻环境的压力，无味道。
【具体实施方式】
[0040] 下面通过具体的实施例详细说明本发明。其中，下述实施例中采用的润湿分散剂 具有如下结构：
[0042] 其中，R1为Η或甲基，R为1~18碳原子的烷基，η为10~50的正整数，Y
[0043]为10~30的正整数，Ζ为0~20的整数，其制备方法为采用本体聚合物，在引发剂过 氧化环己酮的作用下反应16h。
[0044]采用的流平剂具有如下结构：
[0046]其中，R为Η、-CH3、-CH2CH3、-Ch2CHCH 2CH3，X为 1 ~10 的整数，η为 10 ~30 的整数，m为 20~30的整数，其制备方法采用本体聚合物，在引发剂过氧化环己酮的作用下反应16h得 到。
[0047] 实施例1
[0048] 本实施例组合物中各物质及其质量百分比为： 树脂粉末混合物 58% 环保溶剂混合物 20%
[0049] 颜料 3% 耐磨助剂 3% 润湿分散剂 2%
[0050] 流平剂 0.1% 功能填料 13.9%
[0051] 其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合 物；环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10: 2.5: 0.5:3的混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与葵烷按照质量比20:1的混合物;润湿分散剂具有 如下结构：
7
[0053]其中，R1为甲基，R为8碳原子的烷基，η为30，Y为10，Z为0;流平剂其分子结构为
[0055]其中，R为_CH2CH3，X为1的整数，η为10的整数，m为20;功能化填料为滑石粉与硫酸 钡按照质量比10:1的混合物，功能填料的粒径为0.5~2.5微米，所述的功能填料是按照上 述比例称重后，加入功能助剂混合，搅拌2h记可获得功能填料。
[0056] 制备方法：
[0057] (1)按照提供的物质含量，进行称重，按照比例向反应釜中依次加入的功能填料、 环保溶剂混合物、润湿分散剂、耐磨助剂，同时，不断搅拌，混合均匀；
[0058] (2)将反应釜的温度控制在60°C，向其中加入颜料，加完毕之后保温5~15分钟，再 加入流平剂。
[0059] 测试效果:无味道，190耐热时间7分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度110 米/分。
[0060] 实施例2
[0061] 本实施例的油墨组合物由如下质量百分比的组分制备而成： 树脂粉末混合物 40% 环保溶剂混合物 23% 颜料 10%
[0062] 耐磨助剂 5% 润湿分散剂 5% 流平剂 2% 功能填料 15%
[0063] 其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合 物;环保溶剂混合物为丙醇、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚按照质量比为8:3: 1:2:3的混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与十一烷按照质量比18:1的混合物;润湿分散剂具 有如下结构：
[0064]
其中，R1为H，R为10碳原子的烷基，η为 .， 30，Υ为30，Ζ为10;其制备方法采用本体聚合物，引发剂为过氧化环己酮，反应时间为16h。
[0065] 流平剂其分子结构为
[0067]其中，R为_CH3，X为10的整数，η为20的整数，m为30;功能化填料为滑石粉与硫酸钡 按照质量比8:1的混合物，功能填料的粒径为0.5~2.5微米，所述的功能填料是按照上述比 例称重后，加入功能助剂混合，搅拌2h记可获得功能填料。
[0068]制备方法同实施例1。
[0069]产品测试效果:无味道，190耐热时间8分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度 115米/分。
[0070] 实施例3
[0071] 本实施例的油墨组合物由如下质量百分比的组分制备而成： 树脂粉末混合物 51% 环保溶剂混合物 2:5% 颜料 10%
[0072] 耐磨助剂 2% 润湿分散剂 5% 流平剂 2% 功能填料 5%:
[0073] 其中，树脂粉末混合物为有机硅树脂粉末、酚醛环氧树脂粉末、聚酯粉末按照质量 比为2:3:8混合的混合物;环保溶剂混合物为己二酸甲酯、羟基丙酸甲酯、丙二醇乙醚、乙醇 按照质量比为8: 2:1:2的混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与十二烷按照质量比18:1的混合 物;润湿分散剂具有如下结构：
[0074] 其中，R1为H，R为10碳原子的烷基，η为 .， 30，Υ为30，Ζ为10;流平剂其分子结构为
[0076]其中，R为_CH3，X为10的整数，η为20的整数，m为30;功能化填料为碳酸钙与硫酸钡 按照质量比10:1的混合物，功能填料的粒径为〇. 5~2.5微米。
[0077]制备方法同实施例1。
[0078] 效果:无味道，190耐热时间7分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度120米/分
[0079] 实施例4
[0080] 本实施例的油墨组合物由如下质量百分比的组分制备而成： 树脂粉末混合物 60% 环保溶剂混合物 10% 颜料 10%
[0081] 耐磨助剂 5% 润湿分散剂 3% 流平剂 1%
[0082] 功能填料 11%
[0083]其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合 物;环保溶剂混合物为乙烯醇缩丁醛粉末、羟基丙酸甲酯、丙二醇甲醚、油酸甲酯按照质量 比为10:2.5:2:3的混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与葵烷按照质量比20:1的混合物；润湿 分散剂具有如下结构：
为20，Υ为30，Ζ为10;流平剂其分子结构为
[0084] 其中，R1为甲基，R为10碳原子的烷基，η .，
[0086]其中，R为-Ch2CHCH2CH3，X为1的整数，η为20的整数，m为30;功能化填料为滑石粉与 硫酸钡按照质量比10:1的混合物，功能填料的粒径为〇. 5~2.5微米。
[0087]制备方法同实施例1。
[0088] 测试效果:无味道，190耐热时间9分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度118 米/分。
[0089] 实施例5
[0090] 本实施例的油墨组合物由如下质量百分比的组分制备而成： 树脂粉末混合物 58%: 环保溶剂混合物 257- 颜料 4,9%
[0091] 耐磨助剂 4% 润湿分散剂 3% 流平剂 0.1%. 功能填料 5%
[0092] 其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为8:1混合的混合 物;环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为8:2:1:4的 混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与十五烷按照质量比18:1的混合物;润湿分散剂具有如下 结构：
[0093] 其中，R1为H，R为15碳原子的烷基，η为 ? 30，Υ为15，Ζ为15;流平剂其分子结构为
[0095]其中，R为Η，Χ为5的整数，η为15的整数，m为25;功能化填料为滑石粉与硫酸钡按照 质量比10:1的混合物，功能填料的粒径为0.5~2.5微米。
[0096] 制备方法同实施例1。
[0097] 效果:无味道，190耐热时间13分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度117米/ 分。
[0098] 实施例6
[0099] 本实施例的油墨组合物由如下质量百分比的组分制备而成： 树脂粉末混合物 60% 环保溶剂裩合物 20% 颜料 1%
[0100] 耐磨助剂 2% 润湿分散剂 1% 流平剤： 1% 功能填料 15%
[0101] 其中，树脂粉末混合物为酚醛环氧树脂粉末和氨基树脂粉末按照质量比为10:1混 合的混合物;环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为8 :2:1:4的混合物;耐磨助剂为巴西棕榈蜡与十五烷按照质量比18:1的混合物；润湿分散剂 具有如下结构：
[0102]
其中，R1为甲基，R为16碳原子的烷基，η 为25，Υ为20，Ζ为10;流平剂其分子结构为
[0104]其中，R为_CH2CH3，X为8的整数，η为20的整数，m为26;功能化填料为滑石粉与硫酸 钡按照质量比8:1的混合物，功能填料的粒径为0.5~2.5微米。
[0105] 制备方法同实施例1。
[0106] 效果:无味道，190耐热时间12分钟不变色，附着力1级，无色差，干燥速度108米/ 分。
[0107] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种环保、耐温、耐色变的油墨组合物，其特征在于，其包含如下重量份数的组分： 树脂粉末 40-60份 环保溶剂混合物 10~25份 颜料和/或染料 1~10份 耐磨助剂 2~5份 润湿分散剂 1~5份 流平剂 0.1~2份 功能填料 5~15份， 其中，所述的功能填料为改性钛酸酯修饰的填料。2. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的改性钛酸酯具有如下结构：其中，R为为1~18碳原子的烷基;所述的填料为二氧化硅、粘土、碳酸钙、硫酸钡、滑石 粉、硅藻土中的任意一种或几种的混合物。3. 根据权利要求2所述的油墨组合物，其特征在于，所述的功能填料为滑石粉与硫酸钡 按照质量比8~10:1的混合物。4. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的树脂粉末为聚酯粉末、有机 硅树脂粉末、环氧树脂粉末、酚醛环氧树脂粉末、氨基树脂粉末、酚醛树脂粉末、PVC粉末和 乙烯醇缩丁醛粉末中的任意一种或几种的混合物。5. 根据权利要求4所述的油墨组合物，其特征在于，所述的树脂粉末的玻璃化温度在 45-75 °C之间，重均分子量为1000-20000。6. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的环保溶剂为乙醇、丙醇、丁 醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、己二酸甲酯、己二酸二甲酯、丁二酸甲酯、丁二酸 酸二甲酯、戊二酸甲酯、戊二酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、油酸甲酯、柠檬酸甲酯、柠檬酸二甲 酯和酸二甲酯中的任意一种或几种的混合物。7. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的耐磨助剂为巴西棕榈蜡与RH 的组合物，其中R为7~15碳原子的烃，其中的棕榈蜡与RH质量比为15~20:1。8. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的润湿分散剂具有如下结构：其中，Rl为H或中S，K731~18候原f的炕S，n艿IU~b(J的止整数，Y为10~30的正整 数，Z为0~20的整数。9. 根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述的流平剂其分子结构为其中，R为11、-〇13、-〇12〇13、-&2〇1〇1 2〇13，乂为1~10的整数，11为10~30的整数，111为20~30 的整数。10. 根据权利要求1~9所述的油墨组合物，其特征在于，所述的油墨组合物还包括消泡 剂。
【文档编号】C09D11/102GK105885519SQ201610310799
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】高延敏, 陆介平, 徐静杰
【申请人】江苏科技大学