专利名称：一种凹版水性油墨的制备方法
技术领域：
本发明属于印刷油墨技术领域，涉及一种凹版水性油墨的制备方法，具体涉及一
种用互穿网络水溶性树脂制备凹版水性油墨的方法。
背景技术：
纸张、塑料薄膜是目前主要的包装材料之一。在传统的印刷中大都采用有机溶剂 型油墨进行印刷，尤其是在食品包装印刷方面，由于使用有机溶剂油墨会排放碳氢化合物 和残留溶剂，污染空气和包装物品、有损健康。随着人们环保意识的不断提高，绿色环保成 为21世纪的发展主题。近年来，很多国家在包装印刷方面增加了许多卫生、环保方面的要 求和制约条件，所以目前发达国家的食品包装印刷已基本上不再使用溶剂型印刷材料。研 究、开发和应用危害小、污染少，以至无公害的绿色包装印刷材料成为绿色包装发展的必然 要求。由于水性油墨具有优良的环保特性，目前发达国家和地区都在努力开发和使用水性 油墨，以逐步取代溶剂型油墨。以水性印刷为主要发展对象的包装印刷在国际上已经形成 一种趋势。最早使用的水性油墨是用一种溶于乙醇和碱性水溶液的天然树脂虫胶作为连接 料，随着合成技术的发展，松香、马来酸改性树脂逐渐取代了酪素、虫胶等天然树脂，成为水 性油墨的连结料，这类改性树脂使水性油墨的印刷适性大幅度提高，应用扩大到牛皮纸、瓦 楞纸的柔版印刷，但是在光泽度、抗水性和稳定性上依旧存在较多问题，这是第一代水性油 墨。如陈学恒等以天然松香为原料，经富马酸、季戊四醇改性，合成成本低、有较高软化温 度、各种溶解性好和综合性能优良的富马酸改性松香水性树脂；冯练享等利用丙烯酸对松 香改性，制得水溶性的改性松香增粘剂，再与聚乙烯醇縮丁醛共聚，得到具有优良粘结性和 水溶性、适合烟用水松纸的水溶性油墨连结料。第二代水性油墨是以溶液型苯乙烯_丙烯 酸共聚物树脂为连结料，此时研发出来的水性油墨在存放稳定性以及抗水性上有显著的提 高，如陈岚等采用酮醛预聚体与丙烯酸酯类共聚，制得的水性树脂兼具有酮醛树脂光泽性 好、粘接性好、成膜性能优良和成膜后的耐水性和耐候性强等优点和水性丙烯酸酯聚合物 良好的耐候性、透明性和成膜性能及较好的水溶性的优点，但是在光泽度和印刷适性上与 溶剂型油墨仍然有差距。总之，就目前的水性油墨来说，无论是高档水性油墨还是低档水性
油墨，存在着体系ra不稳定、复溶性差、在碱性条件、冷冻环境和高磁性环境应用受限制等
还没有解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种凹版水性油墨的制备方法。本 发明水性油墨的溶解载体是水和醇，由于用水作溶解载体，具有显著的环保安全特点安 全、无毒、无害、不燃不爆、几乎无挥发性有机气体产生等。 本发明方法首先制备丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性 树脂，然后利用丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂制备凹版 水性油墨。
制备丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂的具体方法 是将重量份数为100份的丙烯酸、30 40份的苯乙烯、30 40份的醋酸乙烯，40 60 份的水，2 8份的乳化剂，O. 5 1份的引发剂混合搅拌均匀，乳化剂溶于水形成胶束，丙 烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯在形成胶束的水溶液中发生聚合反应，大部分单体经搅拌形成细小 的液滴。引发剂在水中形成自由基，自由基由水相进入胶束引发链增长。苯乙烯处于粒子 中心，形成壳核，醋酸乙烯和丙烯酸分别各自包在苯乙烯壳核外面形成壳层。苯乙烯玻璃化 温度低，乳液能在较低温度下成膜，成膜后，可获得硬度高、干燥快、综合性能好的墨层。另 外，由于亲水性小的苯乙烯处于粒子中心，而亲水性强的丙烯酸和醋酸乙烯包在外面，乳液 的分散稳定性得到提高，成膜后亲水性小的苯乙烯连结成膜，从而提高墨层的耐水性。并获 得较低分子量的丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂。
采用IR(红外光谱)、GPC(凝胶色谱仪)、DSC(差示量热仪)等对丙烯酸_苯乙 烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂进行表征，测试其性能，结果表明丙烯 酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂的物化性能和结构适合做凹版 印刷的水性油墨的原料。 利用丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂制备凹版 水性油墨的具体方法是将重量份数为100份的丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液 互穿网络型水溶性树脂、25 50份的颜料、20 40份的水、10 30份的异丙醇、15 30 份的乙醇、0. 5 1. 5份的消泡剂、0. 5 1份的润湿剂、0. 5 1份的流平剂、0. 5 1份的 分散剂、0. 5 1份的偶联剂、0. 1 0. 5份的抗菌剂置于调墨桶内，在搅拌机上进行搅拌处 理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合，使颜料被充分润湿和分散，形成糊状 墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行2 4次轧墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均 匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。通过调节三个辊筒之间的压力来调节油 墨的细度。 油墨轧研完毕后，取样，进行质量检验。通过刮板细度计对油墨的细度和初干性 进行检测，通过4#杯对油墨的粘度进行检测，通过并列刮样方法对油墨的颜色进行检测，
通过光电光泽计对油墨的光泽度进行检测，通过ra计对油墨的ra值进行检测。本发明
的凹版水性油墨达到的指标如下油墨颗粒度在5 15微米(比国标油墨颗粒度细)；
粘度按GB/T13217. 4检测，粘度在20 〃左右(涂4#杯)，ffl值为8 9 ;光泽度参照GB/
T13217. 6-91检测，光泽度达到35 45 ;干燥速度检测(初干性)参照GB/T1321. 5_91，初
干性> 15mm/30s。完全符合油墨技术要求。 所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠中的一种。 所述的弓|发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。 所述的颜料为透明黄颜料、桃红颜料、炭黑颜料、酞菁蓝颜料中的一种。
所述的消泡剂为消泡剂SP-23、消泡剂F116、消泡剂D108、消泡剂D105中的一种。
所述的润湿剂为润湿剂SP60、润湿剂0T75、润湿剂ABO、润湿剂M301中的一种。
所述的流平剂为流平剂2020、流平剂475、流平剂FS1200、流平剂FS2000中的一种。 所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐(TD-01)、聚羧酸钠盐(SN-Dispersant-5040)、萘 磺酸钠的聚合物(PD)、苯乙烯顺酐丁醇半酯化物(SM B)中的一种。
所述的偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、 三-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]异氰尿酯中的一种。
所述的抗菌剂为五氯苯酚钠、水杨酰苯胺中的一种。 本发明配制的凹版水性油墨印刷适性好，耐湿摩擦性、高光泽性、附着力好，可用 于不同品种的纸张。 本发明特别是选用丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络水溶性树 脂，水，乙醇，异丙醇作为水性油墨的连结料，开发用于凹版印刷的水性油墨，即第三代新型 的水性油墨。本发明提供的该凹版水性油墨的制备方法工艺简单，所用设备为常用制造油 墨设备，可以实现工业化应用。
具体实施方式
实施例1. 首先，将10KG的丙烯酸、3KG的苯乙烯、3KG份的醋酸乙烯、4KG的水、0. 2KG的十二 烷基硫酸钠、0. 05KG的过硫酸铵混合搅拌均匀，获得丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳 液互穿网络型水溶性树脂。 然后，将制备好的丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树 脂称取10KG与2. 5KG的透明黄颜料、2KG的水、1KG的异丙醇、3KG的乙醇、0. 05KG的消泡 剂SP-23、0. 05KG的润湿剂SP60、0. 05KG的流平剂2020、0. 05KG的聚丙烯酸钠盐(TD-01)、 0. 05KG的甲基三甲氧基硅烷、0. 01KG的水杨酰苯一起置于调墨桶内，在搅拌机上进行搅拌 处理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合，使颜料被充分润湿和分散，形成糊 状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行3次轧墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均匀 地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。
实施例2. 首先，将10KG的丙烯酸、4KG的苯乙烯、3. 5KG份的醋酸乙烯、5KG的水、0. 8KG的硬 脂酸钠、0. 1KG的过硫酸钾混合搅拌均匀，获得丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互 穿网络型水溶性树脂。 然后，将制备好的丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水 溶性树脂称取10KG与3. 5KG的桃红颜料、3KG的水、1KG的异丙醇、3KG的乙醇、0. 1KG 的消泡剂F116、0. 1KG的润湿剂0T75、0. 1KG的流平剂475 、0. 06KG的聚羧酸钠盐 (SN-Dispersant-5040) 、0. 07KG的甲基三乙氧基硅烷、0. 03KG的五氯苯酚钠一起置于调墨 桶内，在搅拌机上进行搅拌处理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合，使颜料 被充分润湿和分散，形成糊状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行2次轧墨，使 颜料的颗粒粉碎完全并均匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。
实施例3. 首先，将10KG的丙烯酸、4KG的苯乙烯、4KG份的醋酸乙烯、6KG的水、0. 4KG的十二 烷基硫酸钠、0. 06KG的过硫酸钾混合搅拌均匀，获得丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳 液互穿网络型水溶性树脂。 然后，将制备好的丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树 脂称取10KG与5KG的炭黑颜料、4KG的水、3KG的异丙醇、1. 5KG的乙醇、0. 15KG的消泡剂
5D108、0. 07KG的润湿剂M301、0. 08KG的流平剂FS1200、0. 1KG的萘磺酸钠的聚合物(PD)、 0. 06KG的辛基三乙氧基硅烷、0. 05KG的五氯苯酚钠一起置于调墨桶内，在搅拌机上进行搅 拌处理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合，使颜料被充分润湿和分散，形成 糊状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行3次轧墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均 匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。
实施例4. 首先，将10KG的丙烯酸、3. 5KG的苯乙烯、3KG份的醋酸乙烯、5KG的水、0. 6KG的硬 脂酸钠、0. 08KG的过硫酸铵混合搅拌均匀，获得丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互 穿网络型水溶性树脂。 然后，将制备好的丙烯酸_苯乙烯_醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树 脂称取10KG与4KG的酞菁蓝颜料、4KG的水、2KG的异丙醇、2KG的乙醇、0. 1KG的消泡剂 D105、0. 06KG的润湿剂ABO、0. 06KG的流平剂FS2000、0. 07KG的苯乙烯顺酐丁醇半酯化物 (SM B)、0. 1KG的三-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]异氰尿酯、0. 02KG的水杨酰苯胺一起置 于调墨桶内，在搅拌机上进行搅拌处理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合， 使颜料被充分润湿和分散，形成糊状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行4次轧 墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。
权利要求
一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于该方法首先制备丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂，具体方法是将重量份数为100份的丙烯酸、30～40份的苯乙烯、30～40份的醋酸乙烯、40～60份的水、2～8份的乳化剂、0.5～1份的引发剂混合搅拌均匀，获得丙烯酸-苯乙烯醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂；然后，将重量份数为100份的丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂、25～50份的颜料、20～40份的水、10～30份的异丙醇、15～30份的乙醇、0.5～1.5份的消泡剂、0.5～1份的润湿剂、0.5～1份的流平剂、0.5～1份的分散剂、0.5～1份的偶联剂、0.1～0.5份的抗菌剂置于调墨桶内，在搅拌机上进行搅拌处理，将颜料团打碎，固体颗粒与液体连结料充分混合，使颜料被充分润湿和分散，形成糊状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里，反复进行2～4次轧墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。
2. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为 十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠中的一种。
3. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的引发剂为 过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。
4. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的颜料为透 明黄颜料、桃红颜料、炭黑颜料、酞菁蓝颜料中的一种。
5. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的消泡剂为消泡剂SP-23、消泡剂F116、消泡剂D108、消泡剂D105中的一种。
6. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的润湿剂为 润湿剂SP60、润湿剂OT75、润湿剂ABO、润湿剂M301中的一种。
7. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的流平剂为 流平剂2020、流平剂475、流平剂FS1200、流平剂FS2000中的一种。
8. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的分散剂为 聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐、萘磺酸钠的聚合物、苯乙烯顺酐丁醇半酯化物中的一种。
9. 如权利要求1所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的偶联剂为 甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、三-[3-(三甲氧基硅烷基)丙 基]异氰尿酯中的一种。
10. 如权利要求l所述的一种凹版水性油墨的制备方法，其特征在于所述的抗菌剂为五氯苯酚钠、水杨酰苯胺中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种凹版水性油墨的制备方法。现有的油墨大多数不够环保。本发明方法首先将丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯、水、乳化剂、引发剂混合搅拌均匀，获得丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂；然后将丙烯酸-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚乳液互穿网络型水溶性树脂与颜料、水、异丙醇、乙醇、消泡剂、润湿剂、流平剂、分散剂、偶联剂、抗菌剂置于调墨桶内搅拌处理，形成糊状墨料；把糊状墨料置于三辊压墨机里进行轧墨，使颜料的颗粒粉碎完全并均匀地分散到液体连结料中，制备出凹版水性油墨。本发明方法工艺简单，制备的油墨印刷适性好，耐湿摩擦性、高光泽性、附着力好，可用于不同品种的纸张。
文档编号C09D11/10GK101705030SQ200910154919
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者傅建安, 储国海, 卢红伟, 周国俊, 管力明, 胡更生, 董志超, 项秀阳 申请人:杭州电子科技大学