一种丙烯酸水性油墨及其制备方法与流程

本发明涉及水性油墨领域，具体涉及一种丙烯酸水性油墨及其制备方法。

背景技术：

1、水性油墨由连接料、颜料和助剂组成，是以水为溶剂或分散剂的油墨。水性油墨以水作为主要溶剂，现广泛应用于食品、药品、香烟及儿童玩具等产品的包装印刷。

2、在水性油墨用树脂中，丙烯酸树脂以其多样性和良好的理化性能，已成为水性油墨连结料的最佳选择之一。携带不同官能团的共聚单体参与聚合反应后可对聚合物的一些性质进行改善，如：亲、疏水性、耐低、高温性、耐酸、碱性、耐腐蚀性等。在乳液聚合体系中，单体是最重要的组成成分，丙烯酸类单体一般由硬单体、软单体和功能单体组成。单体的种类和用量决定着聚合物乳液的化学性能、力学性能、粘接性能、光学性质、透气性、抗沾污性及施工性能等。

3、专利文件cn116102919a公开了一种水性油墨及其印刷工艺，该油墨包括25-35重量份水性聚氨酯、8-12重量份水性氯醋乳液、23-37重量份氟改性聚丙烯酸酯乳液、3-5重量份色料、1-2重量份硅烷偶联剂以及25重量份乙醇溶液；该油墨可以提高pvc的印刷速度，且具有耐候性能与耐低温性能。专利文件cn115093748a公开了一种绿色印刷水性油墨料及其制备方法和应用方法，其中，该水性油墨料的制备原料包括以下组份：碳纳米管改性的聚氨酯乳液20-40份、带有氨基和羧基基团的聚氨酯乳液25-40份、大豆油20-40份、巴西棕榈蜡乳液15-45份、改性石墨烯10-30份、负离子粉8-16份、乙二醇5-20份、醋酸丁酸纤维素20-40份和色料0-20份；该油墨是对聚氨酯进行改性，获得绿色环保的油墨。

4、现有技术中油墨大多都具有了较好的化学性能和力学性能，但是在粘接性能方面，比如吸附力上还存在不足，所以常有发生印刷时油墨迁移或颜料着色不牢等现象。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种丙烯酸水性油墨及其制备方法，所述丙烯酸油墨通过使用dbs-ldh改性丙烯酸树脂和环氧改性丙烯酸树脂，不仅使油墨具有优异的力学性能，还显著提高了油墨对基材的吸附力，降低油墨迁移发生，牢固吸附在基材上。

2、为实现本发明目的，采用以下技术方案：

3、本发明提供一种丙烯酸水性油墨，按重量百分比计，包含以下重量份的组分：

4、丙烯酸酯乳液10-40份、dbs-ldh改性丙烯酸酯乳液15-40份、环氧基丙烯酸酯乳液5-15份、颜料2-20份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.1-3份和溶剂6-30份；

5、所述dbs/ldh改性聚丙烯酸酯乳液包含以下重量份的原料：甲基丙烯酸甲酯20-30份、丙烯酸丁酯10-20份、乙酸乙烯酯5-15份、dbs-ldh 3-10份、乳化剂1-5份、引发剂0.001-5份和水30-70份；

6、所述环氧基丙烯酸酯乳液包含以下重量份的原料：甲基丙烯酸甲酯25-40份、丙烯酸乙酯10-20份、甲基丙烯酸缩水甘油酯5-15份、乳化剂1-5份、引发剂0.001-5份、碳酸氢钠0.1-1份、氨水0.5-2份和水40-60份。

7、进一步地，所述dbs-ldh改性聚丙烯酸酯乳液制备方法，包括以下步骤：

8、(1)将十二烷基苯磺酸钠、氯化锌、氯化铝按1.2:1:1摩尔比在乙醇水溶液中溶解，滴加1m的氢氧化钠溶液，在氮气氛围下反应6-24h，过滤、洗涤、冷冻干燥，得到dbs-ldh；

9、(2)按比例称取dbs-ldh、一半的乳化剂、一半引发剂及适量水加入反应容器中，预搅拌15-20min，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、另一半的乳化剂及剩余的水，边升温到70-85℃，搅拌得到预聚体；

10、(3)然后滴加另一半引发剂，搅拌反应1-5h，降温至室温，即得。

11、作为优选的技术方案，所述乳化剂为op-10。

12、作为优选的技术方案，所述催化剂为过硫酸钾。

13、进一步地，所述环氧基丙烯酸酯乳液的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)将1/3的单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸缩水甘油酯、全部乳化剂、碳酸氢钠、氨水和水加入反应容器内，搅拌均匀；

15、(2)缓慢升温至70-90℃，加入1/3的引发剂，并滴加剩余2/3的单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯及甲基丙烯酸缩水甘油酯，恒温水浴反应；

16、(3)待单体全部滴加完毕，加入剩余2/3的引发剂，搅拌反应2-5h，降温至室温，即得。

17、作为优选的技术方案，所述溶剂包括有机溶剂和/或水，所述有机溶剂为异丙醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或多种。

18、作为优选的技术方案，所述乳化剂为op-10和十二烷基硫酸钠的混合物，所述op-10与十二烷基硫酸钠的比例为(1-3):(1-1.5)。

19、作为优选的技术方案，所述催化剂为过硫酸铵。

20、本发明还提供一种丙烯酸水性油墨的制备方法，包括以下步骤：

21、(1)按配比称取颜料、硅烷偶联剂、消泡剂、异丙醇和水混合，在转速300-800r/min下，搅拌5-10min，得到混合料a；

22、(2)将丙烯酸酯乳液、dbs-ldh改性丙烯酸酯乳液和环氧基丙烯酸酯乳液混合，在转速500-1600r/min下，进行搅拌30-60min，得到混合料b；

23、(3)将混合料b加入混合料a中，在转速300-800r/min下，进行搅拌10-20min，得到油墨。

24、作为优选的技术方案，所述硅烷偶联剂为kh560、kh570、kh550中的一种或多种。

25、本发明具有的有益效果：

26、(1)本发明提供的水性油墨中的bds-ldh纳米双氢氧化层状材料改性的聚丙烯酸酯乳液，由于ldh主层板表面含有大量羟基，使得聚丙烯酸酯链条上增加了大量的羟基，可以提高了对基材的亲和性，增强了油墨的界面结合力，使水性油墨具有良好的附着性。所制备的纳米层状材料能够帮助油墨形成良好的网状结构，稳定性更强，减少油墨迁移发生。

27、(2)本发明提供的水性油墨中的环氧改性聚丙烯酸酯乳液，使聚丙烯酸酯链条上增加了新的官能团环氧基，可以进一步增强与基材，包括非极性基材的结合力，提升附着力。

28、(3)本发明所提供的水性改性油墨的制备方法还具有工艺简单、条件温和、重复性好以及利于工业化推广等优点。

技术特征：

1.一种丙烯酸水性油墨，其特征在于，按重量百分比计，包含以下重量份的组分： 丙烯酸酯乳液 10-40份、dbs-ldh改性丙烯酸酯乳液 15-40份、环氧基丙烯酸酯乳液 5-15份、颜料 2-20份、硅烷偶联剂 1-5份、消泡剂 0.1-3份和溶剂 6-30份；

2.根据权利要求1所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于， 所述dbs-ldh改性聚丙烯酸酯乳液制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述环氧基丙烯酸酯乳液的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述溶剂包括有机溶剂和/或水，所述有机溶剂为异丙醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述乳化剂为op-10。

6.根据权利要求2所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述催化剂为过硫酸钾。

7.根据权利要求3所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述乳化剂为op-10和十二烷基硫酸钠的混合物，所述op-10与十二烷基硫酸钠的比例为（1-3）:（1-1.5）。

8.根据权利要求3所述的丙烯酸水性油墨，其特征在于，所述催化剂为过硫酸铵。

9.权利1-8任一项所述的丙烯酸水性油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的丙烯酸水性油墨的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为kh560、kh570、kh550中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种丙烯酸水性油墨及其制备方法，所述丙烯酸水性油墨包含以下重量份的组分：丙烯酸酯乳液10‑40份、DBS‑LDH改性丙烯酸酯乳液15‑40份、环氧基丙烯酸酯乳液5‑15份、颜料2‑20份、硅烷偶联剂1‑5份、消泡剂0.1‑3份和溶剂6‑30份；本发明中，BDS‑LDH改性聚丙烯酸酯乳液后表面有大量羟基，吸附力增强，纳米层状材料能够帮助油墨形成良好的网状结构，稳定性更强，减少油墨迁移发生，环氧改性聚丙烯酸酯乳液后增加了新的官能团环氧基，与基材吸附力强；本发明的制备工艺简单，绿色环保，制得的水性油墨具有优异的力学性能和吸附性能。

技术研发人员：党鹏,张宝国,张宏波,车继成,伍能恩,冯丽花
受保护的技术使用者：英德市捷成化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10