CN105754407A - 一种纯水性油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种纯水性油墨，按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：30?50份，水性无树脂颜料：10?20份，十二烷基硫酸钠1?5份，聚醚改性聚硅氧烷1?5份，水1?3份。本发明的纯水性油墨具有光泽亮、丰满度好的特点，并且其耐候性、柔韧性、抗冲击性均有的提高，适合高速印刷且无味无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种油墨及其制备方法，具体的说是一种纯水性油墨及其制备方法。
背景技术
水性油墨简称为水墨，水性油墨与油性油墨主要区别在于溶剂的不同，水性油墨以水为溶剂，VOC含量极低，对环境污染小；油性油墨以有机溶剂(甲苯、二甲苯、工业酒精等)为溶剂。在软包装行业，由于溶剂型油墨均采用挥发性干燥为主的方式，溶剂的沸点越低，就越易挥发并释放出有毒气体污染环境，在印刷完成后其表面也有残留的有毒物质；而水性油墨使用的溶剂是水和从VOC名单中排除的乙醇等，可以大大降低VOC的排放。但现有的水性油墨，油墨光泽不亮，丰满度不好，耐候性、柔韧性和抗冲击性较差，且不适合高速印刷。另，现有技术中，水性油墨的黏度很难控制，黏度变化规律复杂，除常规因素外，还容易受pH值、少量的挥发组分和某些助剂的影响；黏度是指水墨的稠性，是表现水墨流动的一种指标；黏度过大会造成流动性差、干燥慢；黏度低水墨的流动性好、干燥快、墨层薄、用墨量少，但水墨黏度过低，则色粉含量要求要高，在印刷过程中，黏度过低会造成色浅；由于黏度直接影响油墨转移性和印刷品的质量，为此，对油墨的黏度控制相当重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：⑴降低黏度的同时可获得鲜艳的色彩和立体感；⑵保证无味无污染的前提下，提高水性油墨的光泽亮、丰满度、耐候性、柔韧性和抗冲击性；(3)提高水性油墨的高速印刷性能。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种纯水性油墨，其由基体与改性剂按重量比23：(1-2)混合而成；基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：30-50份，水性无树脂颜料：10-20份，十二烷基硫酸钠：1-5份，聚醚改性聚硅氧烷：1-5份，水：1-3份；改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂61-63份，甲基含氢硅油：11-13份，羟基聚二甲基硅氧烷：7-9份，四乙基米氏酮：5-7份，羟丙基二淀粉磷酸酯：7-9份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：15-17份，异氰酸酯：11-13份，烷基二甲基聚硅氧烷：1-3份，复合稀土：1-2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：2-4％、钕：11-13％、钆：3-5％、镥：4-6％、镝：5-7％、镨：12-15％、钬：0-4％、铒：15-20％，余量为镧。
纯水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌20-25分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌25-30分钟得基体；
(二)按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至83-85℃，保温1.2-1.5小时，再将反应釜降温至65-67℃，保温1-1.3小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在80-83℃捏合2-3小时，再经研磨机研磨得改性剂；
(三)按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌30-40分钟得纯水性油墨。
本发明的有益效果是：
现有技术中，为了在印刷过程中，水性油墨黏度过低会造成色浅，一般都会请加入转移剂来控制，从而高转移效果，增加色彩鲜艳和立体感；本申请的水性油墨在印刷时，无需加入转移剂，印刷不会造成印迹扩大，不会致使印刷品线条合并，不会通过丝网转移到承印物上而造成印刷困难，且色彩鲜艳和立体感，屈服值2000左右，油墨不会发硬，流平性好，印刷细线和网点再现性好，克服了低粘度存在的缺陷；由于黏度低，因此流动性好、干燥快、墨层薄、用墨量少。
本发明的纯水性油墨与现有技术相比具有下列优点：⑴该水性油墨光泽亮、丰满度好；⑵具有较好的耐候性、柔韧性、抗冲击性；(3)具有极好的结合力和优良的耐水性无污染；(4)适合高速印刷且无味无污染。
具体实施方式
实施例1
本实施例的纯水性油墨其由基体与改性剂按重量比23：1混合而成；基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：30份，水性无树脂颜料：10份，十二烷基硫酸钠：1份，聚醚改性聚硅氧烷：1份，水：1份；改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂61份，甲基含氢硅油：11份，羟基聚二甲基硅氧烷：7份，四乙基米氏酮：5份，羟丙基二淀粉磷酸酯：7份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：15份，异氰酸酯：11份，烷基二甲基聚硅氧烷：1份，复合稀土：1份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：2％、钕：11％、钆：3％、镥：4％、镝：5％、镨：12％、铒：15％，余量为镧。
本实施例的纯水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌20分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌25分钟得基体；
(二)按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至83℃，保温1.2小时，再将反应釜降温至65℃，保温1小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在80℃捏合2小时，再经研磨机研磨得改性剂；
(三)按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌30分钟得纯水性油墨。
实施例2
本实施例的纯水性油墨，其由基体与改性剂按重量比23：1混合而成；基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：40份，水性无树脂颜料：15份，十二烷基硫酸钠：3份，聚醚改性聚硅氧烷：3份，水：2份；改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂62份，甲基含氢硅油：12份，羟基聚二甲基硅氧烷：8份，四乙基米氏酮：6份，羟丙基二淀粉磷酸酯：8份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：16份，异氰酸酯：12份，烷基二甲基聚硅氧烷：2份，复合稀土：2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：3％、钕：12％、钆：4％、镥：5％、镝：6％、镨：13％、钬：1％、铒：18％，余量为镧。
本实施例的纯水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌23分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌28分钟得基体；
(二)按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至84℃，保温1.3小时，再将反应釜降温至66℃，保温1.2小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在81℃捏合2.5小时，再经研磨机研磨得改性剂；
(三)按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌35分钟得纯水性油墨。
实施例3
本实施例的纯水性油墨，其由基体与改性剂按重量比23：2混合而成；基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：50份，水性无树脂颜料：20份，十二烷基硫酸钠：5份，聚醚改性聚硅氧烷：5份，水：3份；所述改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂63份，甲基含氢硅油：13份，羟基聚二甲基硅氧烷：9份，四乙基米氏酮：7份，羟丙基二淀粉磷酸酯：9份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：17份，异氰酸酯：13份，烷基二甲基聚硅氧烷：3份，复合稀土：2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：4％、钕：13％、钆：5％、镥：6％、镝：7％、镨：15％、钬：4％、铒：20％，余量为镧。
本实施例的纯水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌25分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌30分钟得基体；
(二)按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至85℃，保温1.5小时，再将反应釜降温至67℃，保温1.3小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在83℃捏合3小时，再经研磨机研磨得改性剂；
(三)按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌40分钟得纯水性油墨。
为了更好的验证本发明的技术效果，以下通过实施例和对比例的对比试验，来进一步说明本发明的有益效果。对比例为现有水性油墨及现有油性油墨，试验将本申请实施例与对比例的粘度都设整为13±2s，粘度测试仪器：RIGOSHA4#杯(25℃)，屈服值单位dyn/cm2，印刷后对比如下表所示：
表1：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 现有水性油墨 | 现有油性油墨 | |
| 印刷成色 | 较深 | 深 | 深 | 较浅 | 较浅 |
| 印刷品线条 | 没有合并现象 | 没有合并现象 | 没有合并现象 | 存在合并现像 | 存在合并现像 |
| 触变性 | 小 | 小 | 小 | 较大 | 较大 |
| 屈服值 | 2002 | 1995 | 2155 | 1551 | 3014 |
| 色彩 | 鲜艳 | 鲜艳 | 鲜艳 | 较暗 | 较暗 |
| 立体感 | 强 | 强 | 强 | 较弱 | 较弱 |
由对比可知，本申请的水性油墨在粘度较低的情况下，不会造成印迹扩大，不会致使印刷品线条合并(印刷品线条合并会成为废品)，不会通过丝网转移到承印物上而造成印刷困难，且色彩鲜艳和立体感；屈服值2000左右，油墨不会发硬，流平性好，印刷细线和网点再现性好，克服了低粘度存在的缺陷；由于黏度低，因此流动性好、干燥快、墨层薄、用墨量少。
屈服值是指对流体加一定外力，从弹性变形到流动变形的界限应力，也是油墨开始层流时必须施加的最低应力；屈服值太大，油墨发硬，不易打开，输墨不便，流平性差；屈服值太小，印刷细线和网点再现性差。丝印墨较厚，故屈服值不能太小。
另，本发明通过添加改性剂可以减小水性油墨的触变性，获得了意想不到的技术效果。触变性是指液体由于应力粘度降低而后又恢复其原来粘度的能力，在丝印过程中，表现为油墨在静止一定时间后变稠，粘度变大，搅动后又变稀，粘度变小的一种可逆现象；因为，油墨中颜料的外形是不规则的,尽管吸附了一层连结料,也是一种不规则的圆球，所以，在静止一定时间后，颜料颗粒就会接触或相距很近，造成暂时稳定的结构，被外力搅动后，很快被破坏，解除了颗粒之间的相互吸引力，颗粒的自由运动又得到恢复，流动性提高了。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种纯水性油墨，其特征在于：其由基体与改性剂按重量比23：（1-2）混合而成；所述基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：30-50份，水性无树脂颜料：10-20份，十二烷基硫酸钠：1-5份，聚醚改性聚硅氧烷：1-5份，水：1-3份；所述改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂61-63份，甲基含氢硅油：11-13份，羟基聚二甲基硅氧烷：7-9份，四乙基米氏酮：5-7份，羟丙基二淀粉磷酸酯：7-9份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：15-17份，异氰酸酯：11-13份，烷基二甲基聚硅氧烷：1-3份，复合稀土：1-2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：2-4%、钕：11-13%、钆：3-5%、镥：4-6%、镝：5-7%、镨：12-15%、钬：0-4%、铒：15-20%，余量为镧。
2.如权利要求1所述的纯水性油墨，其特征在于：其由基体与改性剂按重量比23：1混合而成；所述基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：30份，水性无树脂颜料：10份，十二烷基硫酸钠：1份，聚醚改性聚硅氧烷：1份，水：1份；所述改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂61份，甲基含氢硅油：11份，羟基聚二甲基硅氧烷：7份，四乙基米氏酮：5份，羟丙基二淀粉磷酸酯：7份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：15份，异氰酸酯：11份，烷基二甲基聚硅氧烷：1份，复合稀土：1份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：2%、钕：11%、钆：3%、镥：4%、镝：5%、镨：12%、铒：15%，余量为镧。
3.如权利要求1所述的纯水性油墨，其特征在于：其由基体与改性剂按重量比23：1混合而成；所述基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：40份，水性无树脂颜料：15份，十二烷基硫酸钠：3份，聚醚改性聚硅氧烷：3份，水：2份；所述改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂62份，甲基含氢硅油：12份，羟基聚二甲基硅氧烷：8份，四乙基米氏酮：6份，羟丙基二淀粉磷酸酯：8份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：16份，异氰酸酯：12份，烷基二甲基聚硅氧烷：2份，复合稀土：2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：3%、钕：12%、钆：4%、镥：5%、镝：6%、镨：13%、钬：1%、铒：18%，余量为镧。
4.如权利要求1所述的纯水性油墨，其特征在于：其由基体与改性剂按重量比23：2混合而成；所述基体按重量份计包括以下组分：水性聚酯树脂：50份，水性无树脂颜料：20份，十二烷基硫酸钠：5份，聚醚改性聚硅氧烷：5份，水：3份；所述改性剂按重量份计包括以下组分：水性丙烯酸树脂63份，甲基含氢硅油：13份，羟基聚二甲基硅氧烷：9份，四乙基米氏酮：7份，羟丙基二淀粉磷酸酯：9份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷：17份，异氰酸酯：13份，烷基二甲基聚硅氧烷：3份，复合稀土：2份；所述复合稀土的质量百分比组分为：铈：4%、钕：13%、钆：5%、镥：6%、镝：7%、镨：15%、钬：4%、铒：20%，余量为镧。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的纯水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌20-25分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌25-30分钟得基体；
㈡按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至83-85℃，保温1.2-1.5小时，再将反应釜降温至65-67℃，保温1-1.3小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在80-83℃捏合2-3小时，再经研磨机研磨得改性剂；
㈢按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌30-40分钟得纯水性油墨。
6.如权利要求5所述的纯水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌20分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌25分钟得基体；
㈡按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至83℃，保温1.2小时，再将反应釜降温至65℃，保温1小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在80℃捏合2小时，再经研磨机研磨得改性剂；
㈢按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌30分钟得纯水性油墨。
7.如权利要求5所述的纯水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌23分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌28分钟得基体；
㈡按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至84℃，保温1.3小时，再将反应釜降温至66℃，保温1.2小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在81℃捏合2.5小时，再经研磨机研磨得改性剂；
㈢按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌35分钟得纯水性油墨。
8.如权利要求5所述的纯水性油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
㈠按基体配比先加入水，陆续加入十二烷基硫酸钠和聚醚改性聚硅氧烷，按配比将水性聚酯树脂加入所得的混合物中，并置于分散搅拌机搅拌25分钟，按配比将水性无树脂颜料加入分散搅拌机中，继续搅拌30分钟得基体；
㈡按改性剂配比将各组分混合后加入反应釜中搅拌并升温至85℃，保温1.5小时，再将反应釜降温至67℃，保温1.3小时，然后冷却至室温后，经真空捏合机在83℃捏合3小时，再经研磨机研磨得改性剂；
㈢按配比基体与改性剂加入分散搅拌机中，继续搅拌40分钟得纯水性油墨。
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