本发明涉及一种油墨，具体地说，是一种适用于柔版印刷的桐油改性环保水性油墨及其制造方法。
背景技术：
油墨被形容为印刷行业的血液，这是恰如其分的。油墨作为颜色的载体，其本身的作用不仅仅是将各种颜色以较饱满的状态展现在各种纸张上，而且更要兼顾印刷过程中的机器要求，使印刷机在高速运转的情况下能稳定而持续的印刷高质量的产品。因此油墨的性能对于印刷机能否可以正常稳定的运转所起的作用是至关重要的。
自国家十二五规划实施以来，更为严苛的新环保法颁布施行，“绿色印刷”这一概念也被越来越多的提出，并且已经逐步实现到中小学课本的印刷中。而正是基于绿色印刷的理念，将“绿色、环保”等概念深入贯彻到印刷的方方面面，进而实现真正的全方位的绿色印刷，无疑是符合市场和政策需要的。随着国家对绿色印刷的大力推行，环保油墨也越来越受到人们的关注。在实现全国中小学教科书绿色印刷全覆盖的目标同时，也要努力实现中小学试卷及教辅材料的绿色印刷。
水性油墨由于其低黏，绿色无污染等特点，目前最主要的应用是包装装潢印刷，特别是对安全、环保、健康要求高的用于包装的印刷品，如食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装；根据现在的印刷方式的特点，在目前水性油墨比较适用于柔性版印刷和凹版印刷，这也是它主要应用的印刷方式。在国内的普及率还不是很高，但在国外普及率十分高，以美国为例，97％的柔性版印刷品和82％的凹版印刷品采用水性油墨。在日本，柔性版印刷主要业务是用于瓦椤纸箱的印刷，而90％以上的瓦楞纸印刷所使用的油墨都是水性油墨。
虽然水性油墨有许多优点而且还符合安全环保的发展趋势，但是其在国内的发展依然十分缓慢，这是因为它仍存在许多缺点，这些缺点主要是由以水为溶剂而引起的，水的一些固有特点使得水性油墨在干燥速度、光泽度、耐水性等方面不尽如人意，因此还需要对这些方面进行研发改进。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种环保水性印刷油墨及其制造方法，通过改性桐油改进水性丙烯酸树脂，提高水性油墨的干燥速度、光泽度和耐水性，改善油墨耐水性差的问题，以满足中高档印刷品对耐水性的要求。
从而，为了实现以上提到的目的，本发明提供的一种环保水性印刷油墨由以下重量份的原料制成：55～65份丙烯酸树脂改性乳液、15～25份水、10～20份颜料、1～3份氨水、0.1～1份流平剂、0.1～1份分散剂、1～2份消泡剂、4～6份乙醇以及2～5份填料，其中，丙烯酸树脂改性乳液的主要原料组分包括水性丙烯酸树脂、单羟基桐油酸酯、二月桂酸二丁基锡催化剂、二羟基甲基丙酸、甲苯二异氰酸酯以及环氧树脂。
根据本发明的一实施例，水性丙烯酸树脂由以下重量份的原料制成：20～30份甲基丙烯酸甲酯、10～20份丙烯酸丁酯、3～8份丙烯酸、50～60份水、1～3份乳化剂、0.4～0.6份碳酸氢钠以及0.1～0.3份引发剂。
根据本发明的一实施例，乳化剂为十二烷基硫酸钠，引发剂为过硫酸铵。
根据本发明的一实施例，单羟基桐油酸酯由以下原料制成：桐油、乙二醇以及催化剂乙酸锌，其中，桐油和乙二醇的质量比为5:1。
本发明提供的一种环保水性印刷油墨的制造方法，其包括步骤：
s100将相应重量份的丙烯酸树脂改性乳液、颜料、水、氨水、乙醇、分散剂、填料、消泡剂、流平剂加入到砂磨机中，研磨至细度合格，制成色浆；
s200将所述色浆、丙烯酸树脂改性乳液、颜料、水、氨水、乙醇、分散剂、填料、消泡剂、流平剂在三辊机上高速分散研磨，调至适当粘度后停止研磨，制成水性印刷油墨。
根据本发明的一实施例，丙烯酸树脂改性乳液的制备包括步骤：
s310将水性丙烯酸树脂用丙酮转入到装有搅拌器、冷凝管、温度计、通氮气的四口烧瓶中，把烧瓶置于45℃的水浴锅中，用恒压漏斗滴加一定量的甲苯二异氰酸酯，搅拌0.5h后升温至65℃；
s320同时，滴加定量的二月桂酸二丁基锡催化剂反应1～2h；
s330加入定量的二羟基甲基丙酸反应2～3h，再滴加1,4-丁二醇，加适量的丙酮调节粘度；
s340搅拌2h后加入过量的单羟基桐油酸酯，待其反应基本完全，最后降温至35℃加入三乙胺中和，同时加入去离子水高速搅拌乳化，减压去除溶剂制得桐油基丙烯酸树脂改性乳液。
根据本发明的一实施例，在步骤s310中水性丙烯酸树脂的制备包括步骤s311：将相应质量份的水、乳化剂、1/10单体、碳酸氢钠加入三口烧瓶底部，置于恒温水浴锅加热至78℃时加入1/5的引发剂，升温至82℃进行反应，半小时后开始滴加混合单体和剩余的引发剂，控制匀速滴加，并于三小时内滴加完毕，滴加完毕后升温至88℃保温两个小时，然后降温，调ph至中性。
根据本发明的一实施例，步骤s311中的单体是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸组成的混合单体。
根据本发明的一实施例，在所述步骤s340中的单羟基桐油酸酯的制备包括步骤s341：将相应质量份的桐油、乙二醇和乙酸锌转入装有搅拌器、冷凝管、温度计、通有氮气的四口烧瓶中，于130℃条件下反应10h，将产物用蒸馏水洗涤4～6次，60℃真空干燥后得单羟基桐油酸酯。
根据本发明的一实施例，乙酸锌的含量为桐油含量的0.5％。
具体实施方式
根据本发明的权利要求和说明书所公开的内容，本发明的技术方案具体如下文所述。
一种环保水性印刷油墨由以下重量份的原料制成：55～65份丙烯酸树脂改性乳液、15～25份水、10～20份颜料、1～3份氨水、0.1～1份流平剂、0.1～1份分散剂、1～2份消泡剂、4～6份乙醇以及2～5份填料，其中，丙烯酸树脂改性乳液的主要原料组分包括水性丙烯酸树脂、单羟基桐油酸酯、二月桂酸二丁基锡催化剂、二羟基甲基丙酸、甲苯二异氰酸酯以及环氧树脂。从而通过改性桐油改进水性丙烯酸树脂，提高水性油墨的干燥速度、光泽度和耐水性，改善油墨耐水性差的问题，以满足中高档印刷品对耐水性的要求。
其中，水性丙烯酸树脂由以下重量份的原料制成：20～30份甲基丙烯酸甲酯、10～20份丙烯酸丁酯、3～8份丙烯酸、50～60份水、1～3份乳化剂、0.4～0.6份碳酸氢钠以及0.1～0.3份引发剂。
其中，乳化剂为十二烷基硫酸钠，引发剂为过硫酸铵。
其中，单羟基桐油酸酯由以下原料制成：桐油、乙二醇以及催化剂乙酸锌，其中，桐油和乙二醇的质量比为5:1。通过桐油的氧化交联有助于提高水性丙烯酸树脂的耐水性。
本发明提供的一种环保水性印刷油墨的制造方法，其包括步骤：
s100将相应重量份的丙烯酸树脂改性乳液、颜料、水、氨水、乙醇、分散剂、填料、消泡剂、流平剂加入到砂磨机中，研磨至细度合格，制成色浆；
s200将所述色浆、丙烯酸树脂改性乳液、颜料、水、氨水、乙醇、分散剂、填料、消泡剂、流平剂在三辊机上高速分散研磨，调至适当粘度后停止研磨，制成水性印刷油墨。
其中，丙烯酸树脂改性乳液的制备包括步骤：
s310将水性丙烯酸树脂用丙酮转入到装有搅拌器、冷凝管、温度计、通氮气的四口烧瓶中，把烧瓶置于45℃的水浴锅中，用恒压漏斗滴加一定量的甲苯二异氰酸酯，搅拌0.5h后升温至65℃；
s320同时，滴加定量的二月桂酸二丁基锡催化剂反应1～2h；
s330加入定量的二羟基甲基丙酸反应2～3h，再滴加1,4-丁二醇，加适量的丙酮调节粘度；
s340搅拌2h后加入过量的单羟基桐油酸酯，待其反应基本完全，最后降温至35℃加入三乙胺中和，同时加入去离子水高速搅拌乳化，减压去除溶剂制得桐油基丙烯酸树脂改性乳液。
其中，在步骤s310中水性丙烯酸树脂的制备包括步骤s311：将相应质量份的水、乳化剂、1/10单体、碳酸氢钠加入三口烧瓶底部，置于恒温水浴锅加热至78℃时加入1/5的引发剂，升温至82℃进行反应，半小时后开始滴加混合单体和剩余的引发剂，控制匀速滴加，并于三小时内滴加完毕，滴加完毕后升温至88℃保温两个小时，然后降温，调ph至中性。
其中，步骤s311中的单体是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸组成的混合单体。
其中，在所述步骤s340中的单羟基桐油酸酯的制备包括步骤s341：将相应质量份的桐油、乙二醇和乙酸锌转入装有搅拌器、冷凝管、温度计、通有氮气的四口烧瓶中，于130℃条件下反应10h，将产物用蒸馏水洗涤4～6次，60℃真空干燥后得单羟基桐油酸酯。
其中，乙酸锌的含量为桐油含量的0.5％。
实施例1
水性丙烯酸树脂的制备：将55份水、2份乳化剂、4.5份混合单体、0.5份碳酸氢钠加入三口烧瓶底部，置于恒温水浴锅加热至78℃时加入0.04份引发剂，升温至82℃进行反应，半小时后开始滴加剩余混合单体和剩余的0.16份引发剂，控制匀速滴加，并于三小时内滴加完毕，滴加完毕后升温至88℃保温两个小时，然后降温，调ph至中性。其中，混合单体为25份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸混合组成。
环保水性印刷油墨由以下重量份的原料制成：60份丙烯酸树脂改性乳液、20份水、13份颜料、2份氨水、0.5份流平剂、0.5份分散剂、1.5份消泡剂、5份乙醇以及4份填料。在s100制备色浆时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂原料为总原料的75％，在s200制备油墨时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂为总原料的25％。
所制油墨的干燥速度为18mm/30s，光泽度良好为92％，耐水性良好为5级。
制得的环保水性印刷油墨的干燥速度的测定参照gb/t13217.5-2008；光泽度的测定参照gb/t13217.2-2009，耐水性通过浸润法测定。
实施例2
实施例2与实施例1制备类似，不同的是环保水性印刷油墨的原料含量：55份丙烯酸树脂改性乳液、25份水、20份颜料、1份氨水、0.1份流平剂、0.1份分散剂、1份消泡剂、4份乙醇以及2份填料
在s100制备色浆时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂原料为总原料的75％，在s200制备油墨时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂为总原料的25％。
所制油墨的干燥速度为30mm/30s，光泽度良好为78％，耐水性良好为3级。
实施例3
实施例3与实施例1制备类似，不同的是环保水性印刷油墨的原料含量：65份丙烯酸树脂改性乳液、15份水、10份颜料、2份氨水、1份流平剂、1份分散剂、1份消泡剂、6份乙醇以及5份填料
在s100制备色浆时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂原料为总原料的75％，在s200制备油墨时，加入的颜料、丙烯酸树脂改性乳液以及助剂为总原料的25％。
所制油墨的干燥速度为25mm/30s，光泽度良好为82％，耐水性良好为4级
上述内容为本发明的具体实施例的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
同时本发明上述实施例仅为说明本发明技术方案之用，仅为本发明技术方案的列举，并不用于限制本发明的技术方案及其保护范围。采用等同技术手段、等同设备等对本发明权利要求书及说明书所公开的技术方案的改进应当认为是没有超出本发明权利要求书及说明书所公开的范围。