本发明涉及油墨制备领域，具体涉及发泡油墨的制备，特别是涉及一种环保生物质微球发泡油墨及其制备方法。
背景技术：
：近年来，印刷行业的飞速发展，我国也已经成为印刷大国。油墨是用于材料印刷的主要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种粘性胶状流体。目前的印刷工艺依然以平面印刷为主，观赏性不高，随着人们对印刷效果普通的要求越来越高，亟待研发一种能够产生立体印刷效果的油墨，发泡印刷及发泡油墨的研发成为重要方向。发泡印刷是采用微球发泡油墨，通过网印方式在纸张或织物上印刷，可获得图文隆起的效果。除能增强装饰艺术效果外，还可以赋予盲文阅读的特殊功能，应用日益广泛。国外普遍将发泡油墨印刷应用于印刷书籍封面和装饰材料。印刷图文可表现出自然的浮雕效果。在塑料、皮革、纺织品等包装物上进行印刷，其外观手感、透气、透湿、耐磨、耐压、耐水、色泽等方面都具有独特之处。发泡油墨采用微胶囊技术制备而成。具体做法是在微胶囊中充入低沸点溶剂，经过加热，低沸点溶剂受热气化，可使微胶囊体积增大到原体积的10～30倍，将此种胶囊以适当的连接材料制成发泡油墨。发泡印刷根据所用发泡油墨和发泡方式不同主要有以下两种：微球发泡印刷和沟底发泡印刷。其中沟底发泡印刷又包括化学发泡印刷和机械压花发泡印刷。微球是微球发泡油墨中的主要成分，是由树脂合成的，其直径为5～80微米的球体，中间充有低沸点溶剂，利用球体受热后，球体内的低沸点溶剂汽化，使微球体积增大5～30倍的原理、微球发泡油墨印刷到承印物上后，经烘道加热，几秒钟内油墨中的微球膨胀，形成无数小气泡，使油墨层形成浮凸形状，微球发泡油墨的主要组成为：丙烯酸脂类和其他树脂共聚物、微球、尿素、色浆及其他成分；沟底发泡油墨主要是以聚氯乙烯树脂为基础，将发泡剂溶解在液态的聚合物中，当油墨受热，发泡剂汽化，使油墨层形成无数微小的气孔，图案发泡体凸现，沟底发泡油墨的主要组成为：聚氯乙烯树脂、碳酸钙、苯二甲酸二辛酯、二盐基性亚磷酸铝、偶氮二甲酰胺、颜料。目前随着人们发泡印刷的日益重视，新型发泡油墨的研发已成为重要课题。中国发明专利申请号201410243334.1公开了一种热发泡水性油墨涂层，由如下质量配比的原料制备而成：水性聚氨酯丙烯酸乳液80-85％；发泡剂8-20％；消泡剂0.1-0.2％；增稠剂0.1-0.5％；润湿剂0.1-0.3％。以上各组分之和为100％。中国发明专利申请号201410189206.3公开了一种全新芳香微胶囊油墨，由以下成分组成：色料40%，连接料50%，填充料2%，稀释剂3%，防结皮剂1%，防反印剂1%，增滑剂2%，分散剂0.3%，湿润剂0.2%，干燥剂0.3%，稳定剂0.1%。中国发明专利申请号201410576917.6公开了一种新型环保uv发泡油墨及其制备方法，包括以下原料：紫外光预聚物30-50份、活性单体5-20份、光引发剂5-20份、填料5-15份、色浆10-30份和助剂5-20份。其中，光引发剂由光引发剂tpo、光引发剂907和二芳基碘鎓盐混合组成，再结合发泡剂纳米碳酸钙以及其他组分得到的本发明新型环保uv发泡油墨。中国发明专利申请号201610068369.5公开了一种喷墨打印用的发泡油墨及其制备方法，包括连接料、发泡剂、光引化剂、泡沫稳定剂、溶剂、抗黄变用油墨稳定剂、ph缓冲液、分散剂、乳化剂、表面活性剂、螯合剂、防腐剂和着色剂。根据上述，现有方案中的一般平面印刷效果普通，观赏性差，已无法满足很多特殊印刷的需要，而传统的立体印刷技术采用的发泡油墨的立体效果依然较差，易发生微球破裂，导致印刷效果维持时间短，耐磨、耐压及耐水性能不足，同时制备工艺较复杂，能耗高，生产和使用中均会在一定程度上对环境造成污染，经济性和环保性均较差，鉴于此，本发明提出了一种创新性的环保生物质微球发泡油墨及其制备方法，可有效解决上述技术问题。技术实现要素：针对目前应用较广的平面印刷效果普通，观赏性差，而传统的发泡印刷采用的发泡油墨韧性差，耐磨、耐压及耐水性能不足，导致立体效果欠佳，使用寿命短，同时制备工艺复杂，成本较高，且在生产和使用中对环境造成污染，本发明提出一种建筑物外立面用隔热陶瓷砖及制备方法，从而有效保证发泡油墨的印刷效果，使用寿命长，且对环境无污染。本发明涉及的具体技术方案如下：一种环保生物质微球发泡油墨的制备方法，各原料重量份为：液态烷烃3~5份、聚乙烯醇0.5-1份、乙腈类单体3~6份、热塑性聚氨酯单体4~7份、胶质化生物质材料5~10份、丙烯酸树脂35~45份、乳化剂0.4~0.8份、颜料2~4份、润湿分散剂0.3~0.5份、消泡剂0.2~0.4份、蜡浆0.3~0.8份、去离子水20.5~46.8份；具体制备方法包括以下步骤：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨。优选的，所述液态烷烃为辛烷、葵烷、戊烷、环己烷或庚烷中的至少一种。优选的，所述乙腈类单体为苯乙腈、对-甲氧基苯乙腈或2-对氯苯基-5-甲基乙腈中的至少一种。优选的，所述热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4一甲苯二异氰酸酯或2,6一甲苯二异氰酸酯中的一种，端羟基化合物为端羟基聚酯或端羟基聚醚中的一种。优选的，所述胶质化生物质材料为以玻璃和碳填充的胶质预浸料，胶质含量为80~90%。优选的，所述乳化剂为乳化剂op-10、乳化剂tx-100、乳化剂os、乳化剂lae-9或乳化剂em90中的至少一种。优选的，所述颜料为锌白、酞菁蓝、喹吖啶酮、胭脂虫红、天然鱼鳞粉、藤黄、茜素红或靛青中的至少一种。优选的，所述润湿分散剂为清澈黄色液体，主要成分为改性聚酯，固含量为48~52%。优选的，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。优选的，所述蜡浆为有机硅改性聚乙烯蜡，有效物含量为40~60%。优选的，所述微球发泡剂的粒径为10~30μm，壳体厚度为2~8μm，发泡倍数为20~50倍。优选的，所述悬浮聚合的温度为150~180℃，时间为2~4h。优选的，所述高压反应釜由不锈钢、钛材、镍材或复合钢板制成，反应加压压力为50~80bar。本发明还提供一种上述制备方法制备得到的一种环保生物质微球发泡油墨。将本发明制备的生物质微球发泡油墨与无机微球发泡油墨、沟底发泡油墨进行对比，在发泡倍数、油墨韧性及观赏效果上，具有明显的优势，如表1所示。表1：性能指标本发明无机微球发泡油墨沟底发泡油墨发泡倍数（倍）20~5010~2010~30油墨韧性高低低观赏效果好较差一般本发明提供了一种环保生物质微球发泡油墨及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、提出了采用胶质化生物质材料制备环保生物质微球发泡油墨的方法。2、通过微球发泡剂和基材树脂充分结合，在受热后聚合物外壳软化，内部液态烷烃类化合物变成气体膨胀，从而有效的达到了填充，立体印刷效果佳，观赏性好。3、利用胶质化生物质材料提高了微球发泡油墨的韧性，使得微球发泡油墨不易破裂，使用寿命长，且耐磨、耐压和耐水性好。4、本发明的制备方法，生产成本低，过程简单，能耗低，生产和使用中均对环境无污染，经济效果和环保性能极佳。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。实施例1原料配比为：液态烷烃4kg、聚乙烯醇0.5kg、乙腈类单体4kg、热塑性聚氨酯单体5kg、胶质化生物质材料7kg、丙烯酸树脂40kg、乳化剂0.6kg、颜料4kg、润湿分散剂0.4kg、消泡剂0.3kg、蜡浆0.6kg、去离子水34.1kg；液态烷烃为辛烷；乙腈类单体为苯乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚酯；乳化剂为乳化剂op-10；颜料为锌白；消泡剂为乳化硅油；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为165℃，时间为3h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为70bar；实施例1制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。实施例2原料配比为：液态烷烃3kg、聚乙烯醇0.5kg、乙腈类单体3kg、热塑性聚氨酯单体5kg、胶质化生物质材料6kg、丙烯酸树脂38kg、乳化剂0.4kg、颜料2kg、润湿分散剂0.4kg、消泡剂0.2kg、蜡浆0.6kg、去离子水41.4kg；液态烷烃为葵烷；乙腈类单体为对-甲氧基苯乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,6-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚醚；乳化剂为乳化剂tx-100；颜料为酞菁蓝；消泡剂为高碳醇脂肪酸酯；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为155℃，时间为4h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为50bar；实施例2制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。实施例3原料配比为：液态烷烃5kg、聚乙烯醇0.5kg、乙腈类单体6kg、热塑性聚氨酯单体6kg、胶质化生物质材料10kg、丙烯酸树脂42kg、乳化剂0.8kg、颜料4kg、润湿分散剂0.5kg、消泡剂0.2kg、蜡浆0.5kg、去离子水25kg；液态烷烃为戊烷；乙腈类单体为2-对氯苯基-5-甲基乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚醚；乳化剂为乳化剂os；颜料为胭脂虫红；消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为180℃，时间为2h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为80bar；实施例3制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。实施例4原料配比为：液态烷烃4kg、聚乙烯醇0.8kg、乙腈类单体4kg、热塑性聚氨酯单体6kg、胶质化生物质材料8kg、丙烯酸树脂38kg、乳化剂0.7kg、颜料3kg、润湿分散剂0.4kg、消泡剂0.4kg、蜡浆0.6kg、去离子水34.9kg；液态烷烃为环己烷；乙腈类单体为对-甲氧基苯乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,6-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚酯；乳化剂为乳化剂lae-9；颜料为藤黄；消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为175℃，时间为3.5h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为70bar；实施例4制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。实施例5原料配比为：液态烷烃5kg、聚乙烯醇1kg、乙腈类单体5kg、热塑性聚氨酯单体5kg、胶质化生物质材料8kg、丙烯酸树脂43kg、乳化剂0.5kg、颜料4kg、润湿分散剂0.5kg、消泡剂0.2kg、蜡浆0.8kg、去离子水28kg；液态烷烃为庚烷；乙腈类单体为苯乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚酯；乳化剂为乳化剂em90；颜料为茜素红；消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为170℃，时间为2.5h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为70bar；实施例5制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。实施例6原料配比为：液态烷烃5kg、聚乙烯醇0.5kg、乙腈类单体5kg、热塑性聚氨酯单体5kg、胶质化生物质材料10kg、丙烯酸树脂39kg、乳化剂0.8kg、颜料4kg、润湿分散剂0.5kg、消泡剂0.2kg、蜡浆0.5kg、去离子水30kg；液态烷烃为辛烷；乙腈类单体为2-对氯苯基-5-甲基乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚醚；乳化剂为乳化剂tx-100；颜料为酞菁蓝；消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将乙腈类单体、热塑性聚氨酯单体和胶质化生物质材料进行混合物，并悬浮聚合，制得热塑性共聚物后，与步骤（1）所得的微球发泡剂混合搅拌，制得表面官能团化的热发泡性膨胀微球；悬浮聚合的温度为165℃，时间为3h；（3）将步骤（2）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为60bar；实施例6制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。对比例1原料配比为：液态烷烃5kg、聚乙烯醇0.5kg、乙腈类单体5kg、热塑性聚氨酯单体5kg、胶质化生物质材料10kg、丙烯酸树脂39kg、乳化剂0.8kg、颜料4kg、润湿分散剂0.5kg、消泡剂0.2kg、蜡浆0.5kg、去离子水30kg；液态烷烃为辛烷；乙腈类单体为2-对氯苯基-5-甲基乙腈；热塑性聚氨酯单体的异氰酸酯为2,4-甲苯二异氰酸酯，端羟基化合物为端羟基聚醚；乳化剂为乳化剂tx-100；颜料为酞菁蓝；消泡剂为聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚；制备过程为：（1）将聚乙烯醇溶于水，将液态烷烃鼓入聚乙烯醇体系中，除水，得到聚乙烯醇包覆液态烷烃的微球发泡剂；（2）将步骤（1）所得的热发泡性膨胀微球与丙烯酸树脂、乳化剂、颜料、润湿分散剂、消泡剂、蜡浆及去离子水混合，在高压反应釜中搅拌反应，即可制得环保生物质微球发泡油墨；高压反应釜的加压压力为60bar；对比例1制备的微球发泡油墨，其发泡倍数、油墨韧性及观赏效果如表2所示。表2：性能指标实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6对比例1发泡倍数（倍）26354038423617油墨韧性高高高高高高低观赏效果好好好好好好较差当前第1页12