一种PVC装饰材料印刷用水性油墨及其制备方法与流程

本发明属于水性油墨技术领域，涉及一种pvc装饰材料印刷用水性油墨及其制备方法。

背景技术：

pvc基材应用于多种装饰材料，主要有pvc墙板，pvc地板，pvc地板革等。现在用于pvc装饰材料印刷的油墨主要为溶剂型油墨，应用于pp编织袋、pp无纺布的制作。溶剂油墨以有机溶剂(甲苯、二甲苯、工业酒精等)为溶剂，溶剂的沸点低，而溶剂型油墨在干燥的过程中释放出大量的vocs，严重污染大气环境，且在印刷完后其表面也有残留的有毒物质，对工人的身体有一定的危害。水性油墨与溶剂型油墨的主要区别在于水性油墨以水为溶剂，vocs含量极低，对环境污染小，水性油墨的使用，可以大大降低vocs的排放。由溶剂型油墨向环保水性油墨的转变对于治理大气污染物以及vocs的减排具有重要意义。

现在虽然市场已经有水性油墨上市，但是还没有专门用于pvc装饰材料的水性油墨，且现有的水性油墨存在干燥慢、附着牢度低、稳定性差的问题。因此，开发一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，很有必要。

技术实现要素：

本发明提出一种pvc装饰材料印刷用水性油墨及其制备方法，解决了现有技术中水性油墨干燥慢、附着牢度低、稳定性差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆45～50份，水性丙烯酸酯乳液15～20份，水性丙烯酸改性聚氨酯乳液20～25份，水性蜡浆1～2份，ph稳定剂3～5份，消泡剂0.9～1.5份，流平剂0.5～1份，催干剂1～2份，去离子水2～5份，

所述水性色浆由以下重量份的组分组成：

水性丙烯酸树脂液10～20份，有机颜料33～35份，润湿分散剂2～4份，有机硅消泡剂0.9～1.5份，去离子水40～45份。

作为进一步的技术方案，包括以下重量份的组分：

水性色浆47份，水性丙烯酸酯乳液18份，水性聚氨酯乳液23份，水性蜡浆1.5份，ph稳定剂4份，消泡剂1.2份，流平剂0.7份，催干剂1.5份，去离子水3.2份，

所述水性色浆由以下重量份的组分组成：

水性丙烯酸树脂液15份，有机颜料34份，润湿分散剂3份，有机硅消泡剂1.2份，去离子水43份。

作为进一步的技术方案，所述催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液。

作为进一步的技术方案，所述催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散15～20min，得到催干剂。

作为进一步的技术方案，所述润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物。

作为进一步的技术方案，所述ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺。

作为进一步的技术方案，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

本发明还提出了一种pvc装饰材料印刷用水性油墨的制备方法，包括以下步骤：

s1.按照上述的一种pvc装饰材料印刷用水性油墨的配方，称取各个组分备用；

s2.将水性丙烯酸树脂液、有机颜料、润湿分散剂、消泡剂加入去离子水中，混合均匀，研磨，得到水性色浆；

s3.将水性色浆、水性丙烯酸酯乳液、水性丙烯酸改性聚氨酯乳液、水性蜡浆、消泡剂、流平剂、催干剂和去离子水混合，搅拌均匀后，加入ph稳定剂，得到水性油墨。

作为进一步的技术方案，步骤s2中研磨为在20～30℃下研磨至细度为15～30μm。

作为进一步的技术方案，步骤s3中搅拌速度为300～500r/min，搅拌时间为90～150min。

本发明的工作原理及有益效果为：

1、本发明中，通过对水性油墨的配方及制备方法进行优化，使得制备的水性油墨上色后干燥速度快，初干性高达19mm，光泽度高，光泽度高达92.6，而且，水性油墨与pvc装饰材料的复合强度高，附着牢度高达99.9％，具有优异的耐溶剂性，在乙醇、盐酸、氢氧化钠、水等溶剂中浸泡后水性油墨的外观无变化，且水性油墨的稳定性好，经加热和冷冻试验后的流动度变化率低至0.46％，说明本发明的水性油墨不仅与pvc装饰材料有很高的复合强度，而且水性油墨的印刷速度快，光泽度高，且具有高的耐溶剂性和稳定性，有效解决了现有技术中水性油墨干燥慢、附着牢度低、稳定性差的问题。

2、本发明中，水性油墨配方中加入水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，与水性色浆中丙烯酸乳液混溶性好，因此，显著提高了水性油墨的复合强度，提高了水性油墨的附着牢度、稳定性和耐水性。

3、本发明中，水性油墨配方中催干剂的加入，不仅提高了水性油墨的初干性，还显著提高了水性油墨的光泽度、耐溶剂性和稳定性。催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液，在丁二烯基三乙氧基烷基的作用下，氧化钇与聚乳酸-羟基乙酸共聚物配合，显著提高了水性油墨的干燥性能，提高了水性油墨的印刷速度，提高生产效率。聚乳酸-羟基乙酸共聚物的加入，显著促进了氧化钇在水中的分散，避免了氧化钇在水中因分散不均匀而导致的聚集现象，使得催干剂形成均一、稳定的试剂，对水性油墨的催干作用更好的发挥。此外，催干剂的加入，还显著提高了水性油墨的光泽度和耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性。

4、本发明中，水性油墨配方中以泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物为润湿分散剂，加入水性油墨中，显著提高了水性油墨的耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性和附着牢度。泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮相互配伍，保持了水性油墨分散体系的稳定性，防止有机颜料在分散体系中絮凝、结团等现象，显著提高了水性油墨的润湿性和流动性，提高了水性油墨的耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性。此外，泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮相互配伍，还能够降低水性油墨的表面张力，提高水性油墨的附着牢度，从而提高水性油墨的印刷效果，提高了水性油墨的质量与实施例3相比，对比例8制备的水性油墨的附着牢度相对差一些，对比例8的水性油墨配方中ph调节剂为现有技术中常用的三乙醇胺，说明本发明中以椰子油脂肪酰二乙醇胺为ph调节剂，与现有技术中常用的ph调节剂三乙醇胺相比，不仅能保持水性油墨的ph值稳定，还能够与水性丙烯酸改性聚氨酯乳液配伍，进一步提高水性油墨的附着牢度。

5、本发明中，水性油墨配方中ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺，与现有技术中常用的ph调节剂三乙醇胺相比，不仅能保持水性油墨的ph值稳定，还能够与水性丙烯酸改性聚氨酯乳液配伍，进一步提高水性油墨的附着牢度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆45份，水性丙烯酸酯乳液15份，水性丙烯酸改性聚氨酯乳液20份，水性蜡浆1份，ph稳定剂3份，消泡剂0.9份，流平剂0.5份，催干剂1份，去离子水2份，

其中，水性色浆由以下重量份的组分组成：水性丙烯酸树脂液15份，有机颜料34份，润湿分散剂3份，有机硅消泡剂1.2份，去离子水43份；催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液；催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散18min，得到催干剂；润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物；ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺；流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

其制备方法包括以下步骤：

s1.按照上述的配方，称取各个组分备用；

s2.将水性丙烯酸树脂液、有机颜料、润湿分散剂、消泡剂加入去离子水中，混合均匀，在20～30℃下研磨至细度为15～30μm，得到水性色浆；

s3.将水性色浆、水性丙烯酸酯乳液、水性丙烯酸改性聚氨酯乳液、水性蜡浆、消泡剂、流平剂、催干剂和去离子水混合，在400r/min搅拌120min，搅拌均匀后，加入ph稳定剂，得到水性油墨。

实施例2

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆50份，水性丙烯酸酯乳液20份，水性丙烯酸改性聚氨酯乳液25份，水性蜡浆2份，ph稳定剂5份，消泡剂1.5份，流平剂1份，催干剂2份，去离子水5份，

其中，水性色浆由以下重量份的组分组成：水性丙烯酸树脂液15份，有机颜料34份，润湿分散剂3份，有机硅消泡剂1.2份，去离子水43份；催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液；催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散18min，得到催干剂；润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物；ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺；流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

其制备方法同实施例1。

实施例3

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆47份，水性丙烯酸酯乳液18份，水性聚氨酯乳液23份，水性蜡浆1.5份，ph稳定剂4份，消泡剂1.2份，流平剂0.7份，催干剂1.5份，去离子水3.2份，

其中，水性色浆由以下重量份的组分组成：水性丙烯酸树脂液15份，有机颜料34份，润湿分散剂3份，有机硅消泡剂1.2份，去离子水43份；催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液；催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散18min，得到催干剂；润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物；ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺；流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

其制备方法同实施例1。

实施例4

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆47份，水性丙烯酸酯乳液18份，水性聚氨酯乳液23份，水性蜡浆1.5份，ph稳定剂4份，消泡剂1.2份，流平剂0.7份，催干剂1.5份，去离子水3.2份，

其中，水性色浆由以下重量份的组分组成：水性丙烯酸树脂液10份，有机颜料33份，润湿分散剂2份，有机硅消泡剂0.9份，去离子水40份；催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液；催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散15min，得到催干剂；润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物；ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺；流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

其制备方法同实施例1。

实施例5

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，包括以下重量份的组分：

水性色浆47份，水性丙烯酸酯乳液18份，水性聚氨酯乳液23份，水性蜡浆1.5份，ph稳定剂4份，消泡剂1.2份，流平剂0.7份，催干剂1.5份，去离子水3.2份，

其中，水性色浆由以下重量份的组分组成：水性丙烯酸树脂液20份，有机颜料35份，润湿分散剂4份，有机硅消泡剂1.5份，去离子水45份；催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液；催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，超声分散20min，得到催干剂；润湿分散剂为泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物；ph调节剂为椰子油脂肪酰二乙醇胺；流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

其制备方法同实施例1。

实施例6

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其配方同实施例3，其制备方法包括以下步骤：

s1.按照实施例3的配方，称取各个组分备用；

s2.将水性丙烯酸树脂液、有机颜料、润湿分散剂、消泡剂加入去离子水中，混合均匀，在20～30℃下研磨至细度为15～30μm，得到水性色浆；

s3.将水性色浆、水性丙烯酸酯乳液、水性丙烯酸改性聚氨酯乳液、水性蜡浆、消泡剂、流平剂、催干剂和去离子水混合，在500r/min搅拌90min，搅拌均匀后，加入ph稳定剂，得到水性油墨。

实施例7

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其配方同实施例3，其制备方法包括以下步骤：

s1.按照实施例3的配方，称取各个组分备用；

s2.将水性丙烯酸树脂液、有机颜料、润湿分散剂、消泡剂加入去离子水中，混合均匀，在20～30℃下研磨至细度为15～30μm，得到水性色浆；

s3.将水性色浆、水性丙烯酸酯乳液、水性丙烯酸改性聚氨酯乳液、水性蜡浆、消泡剂、流平剂、催干剂和去离子水混合，在300r/min搅拌150min，搅拌均匀后，加入ph稳定剂，得到水性油墨。

对比例1

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中加入了水性聚氨酯乳液23分，未加入水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，配方中其余组分同实施例3。

对比例2

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中未加入催干剂，配方中其余组分同实施例3。

对比例3

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中催干剂为纳米氧化钇、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：3：7的混合液，配方中其余组分同实施例3。

对比例4

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷与去离子水的质量比为1：0.2：7的混合液，配方中其余组分同实施例3。

对比例5

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中催干剂的制备方法为：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物加入去离子水中，溶解后加入纳米氧化钇和丁二烯基三乙基硅烷，搅拌分散15～20min，得到催干剂；配方中其余组分同实施例3。

对比例6

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中润湿分散剂为泊洛沙姆，配方中其余组分同实施例3。

对比例7

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中润湿分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，配方中其余组分同实施例3。

对比例8

一种pvc装饰材料印刷用水性油墨，其制备方法同实施例1，其配方中ph调节剂为三乙醇胺，配方中其余组分同实施例3。

对实施例1～7及对比例1～8的水性油墨进行如下性能测试：

1、光泽度：按照gb/t13217.2-2009《液体油墨颜色光泽方法》中规定的方法，测试样品的光泽度；

2、初干性：按照gb/t13217.5-2008《液体油墨初干性检验方法》中规定的方法，测试样品的初干性

3、附着牢度：按照gb/t13217.7-2009《液体油墨附着牢度检验方法》中规定的方法，测试样品的附着牢度；

4、耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性：按照gb/t18724-2008《印刷技术印刷品与印刷油墨耐各种试剂性的测定》中规定的方法，分别测试样品的耐酸碱性和耐水性。

5、稳定性：测试油墨样品的流动度，然后将油墨样品放入75～80℃自控恒温箱和-15～-20℃的冷冻箱内72小时取出，在室温存放3小时后测试样品的流动度，并与未做加热和冷冻试验的样品的流动度做对比，记录样品经加热和冷冻试验后的流动度变化率；其中，样品流动度的测试按照gb/t14624.3-2008《胶印油墨流动度检验方法》中规定的方法进行；

6、有害元素含量：按照qb/t2930.1-2008《油墨中某些有害元素的限量及其测定方法第1部分：可溶性元素》、qb/t2930.2-2008《油墨中某些有害元素的限量及其测定方法第2部分：铅、汞、镉、六价铬》中规定的方法，测试样品中有害元素含量；

测试结果见下表：

表1实施例1～7及对比例1～8制备的水性油墨性能测试结果

从表1中数据可以看出，本发明实施例1～7制备的水性油墨上色后干燥速度快，初干性高达19mm，光泽度高，光泽度高达92.6，而且，水性油墨与pvc装饰材料的复合强度高，附着牢度高达99.9％，具有优异的耐溶剂性，在乙醇、盐酸、氢氧化钠、水等溶剂中浸泡后水性油墨的外观无变化，且水性油墨的稳定性好，经加热和冷冻试验后的流动度变化率低至0.46％，说明本发明的水性油墨不仅与pvc装饰材料有很高的复合强度，而且水性油墨的印刷速度快，光泽度高，且具有高的耐溶剂性和稳定性，有效解决了现有技术中水性油墨干燥慢、附着牢度低、稳定性差的问题。。实施例1～7中，实施例3的水性油墨的各项性能均好一些，说明实施例3的配方和制备方法得到的水性油墨的综合性能相对更好。

与实施例3相比，对比例1制备的水性油墨的附着牢度、稳定性和耐水性均较差一些，对比例1的水性油墨配方中加入了水性聚氨酯乳液，未加入水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，说明加入水性丙烯酸改性聚氨酯乳液，与水性色浆中丙烯酸乳液混溶性好，因此，显著提高了水性油墨的复合强度，提高了水性油墨的附着牢度、稳定性和耐水性。

与实施例3相比，对比例2制备的水性油墨的初干性、光泽度和耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性均较差，对比例2的水性油墨配方中未加入催干剂，对比例3的水性油墨配方中催干剂未加入丁二烯基三乙氧基硅烷，对比例4的水性油墨配方中催干剂未加入聚乳酸-羟基乙酸共聚物，对比例5的水性油墨配方中催干剂的制备方法未采用超声分散，说明催干剂的加入，不仅提高了水性油墨的初干性，还显著提高了水性油墨的光泽度、耐溶剂性和稳定性。催干剂为纳米氧化钇、丁二烯基三乙氧基硅烷、聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：0.2：3：7的混合液，在丁二烯基三乙氧基烷基的作用下，氧化钇与聚乳酸-羟基乙酸共聚物配合，显著提高了水性油墨的干燥性能，提高了水性油墨的印刷速度，提高生产效率。聚乳酸-羟基乙酸共聚物的加入，显著促进了氧化钇在水中的分散，避免了氧化钇在水中因分散不均匀而导致的聚集现象，使得催干剂形成均一、稳定的试剂，对水性油墨的催干作用更好的发挥。此外，催干剂的加入，还显著提高了水性油墨的光泽度和耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性。

与实施例3相比，对比例6～7制备的水性油墨的耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性、附着牢度相对较低，对比例6的水性油墨配方中润湿分散剂为泊洛沙姆，对比例7的水性油墨配方中润湿分散剂为聚乙烯吡咯烷酮，说明以泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：1的混合物为润湿分散剂，加入水性油墨中，显著提高了水性油墨的耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性和附着牢度。泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮相互配伍，保持了水性油墨分散体系的稳定性，防止有机颜料在分散体系中絮凝、结团等现象，显著提高了水性油墨的润湿性和流动性，提高了水性油墨的耐乙醇、耐碱、耐酸、耐水性以及稳定性。此外，泊洛沙姆与聚乙烯吡咯烷酮相互配伍，还能够降低水性油墨的表面张力，提高水性油墨的附着牢度，从而提高水性油墨的印刷效果，提高了水性油墨的质量与实施例3相比，对比例8制备的水性油墨的附着牢度相对差一些，对比例8的水性油墨配方中ph调节剂为现有技术中常用的三乙醇胺，说明本发明中以椰子油脂肪酰二乙醇胺为ph调节剂，与现有技术中常用的ph调节剂三乙醇胺相比，不仅能保持水性油墨的ph值稳定，还能够与水性丙烯酸改性聚氨酯乳液配伍，进一步提高水性油墨的附着牢度。

表2实施例1～7及对比例1～8制备的水性油墨中有害物质含量

从表2中可以看出，实施例1～7及对比例1～8的水性油墨中均未检出铅、汞、镉、六价铬、钡、砷、硒、锑等有害元素，说明本发明的水性油墨安全环保，适合推广使用。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。