CN106459628A - 塑料水性凹印油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种塑料水性凹印油墨，按照重量百分比，由以下组分组成：25‑35％氨基树脂，3‑8％脂肪族水性聚胺酯树脂，30‑40％溶剂，8‑12％助剂，8‑12％颜料，8‑12％稀释剂。该油墨的制备方法，包括先用溶剂在80℃‑100℃的恒温水浴的条件下溶解氨基树脂配制成水溶液；然后依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、催化剂及表面活性剂，在温度20‑25℃的条件下反应1.5‑2.5小时，加入消泡剂及流平剂，再持续搅拌10‑20分钟；在温度20‑25℃，加入颜料继续搅拌15‑25分钟，再加入稀释剂与防腐剂搅拌5‑10分钟。

Description

塑料水性凹印油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于水性凹印油墨技术领域，具体涉及一种塑料水性凹印油墨及其制备方法。

背景技术

塑料水性凹印油墨作为一种环保无毒节能，无溶剂排放，无刺鼻气味，与传统的印刷方法相同就能得到清晰，耳目一新的图文效果。长期以来传统的塑料凹印油墨中基本上都是溶剂型油墨，都是以苯，甲醛，二甲苯，醋酸丁酯等化合物组成，易挥发，易燃，易爆，有毒，有强烈的刺激性，就连环保性提高的今天，所用的油墨也只是去除了苯、甲醇之类的溶剂。还是保留了酯类及醇类溶剂，虽然在环保方面有所提高，但在易燃易爆方面仍存在极大隐患。

现有的塑料水性凹印油墨的使用具有明确的专属性，只能在某个品种上使用。比如脂肪族改性聚乙烯醇作为水性油墨连接料配制的油墨、芳香族水性聚氨酯改性聚乙烯醇作为水性油墨连接料配制的油墨、单独聚乙烯醇作为连接料配制的水性油墨、单独聚氨酯作为连接料配制的油墨、单独丙烯酸作为连接料配制的油墨以及用苯、甲苯、二甲苯作溶剂配制的油墨，它们对颜料的和其它细小颗粒的粘合性很低，挥发性物质残留量多，印品抗水性，耐候性，稳定性差，在应用时受到限制。

发明内容

为解决现有塑料水性凹印油墨存在的只能印在单一产品上面以及印品质量差的问题，本发明提出一种塑料水性凹印油墨，以热固性的氨基树脂作为连接料，同时与改性剂脂肪族水性聚胺酯树脂协同作用，能够应用于多个产品上面，从而改变目前存在印品图像粗糙、水皱显现、叠印性差与应用范围受限制的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种塑料水性凹印油墨，按照重量百分比，由以下组份组成：25-35％氨基树脂，3-8％脂肪族水性聚胺酯树脂，30-40％溶剂，8-12％助剂，8-12％颜料，8-12％稀释剂。

进一步，所述氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中一种或者多种。

进一步，所述溶剂为水，所述稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物。

进一步，所述助剂为分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂组成的混合物；所述分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂的重量比为2.5:2.5:1.5:1.5:0.2:1.8。

进一步，所述分散剂为二异丙醇胺或者一乙醇胺；所述消泡剂为SPA102或者SPA202；所述催化剂为山梨醇酐三油酸酯、单十二酸脱水山梨醇酯或棕榈山梨坦；所述表面活性剂为OP-10或者吐温60；所述防腐剂为咪唑烷基脲或者脱氢乙酸；所述流平剂为乙二醇或者丙二醇。

进一步，所述颜料选自耐晒黄、永固红、酞青蓝、酞青绿、永固橙、耐晒紫、碳黑和钛白粉中的一种。

进一步，所述塑料水性凹印油墨的pH值为8.5-9.5。

本发明的另一个目的是提供一种塑料水性凹印油墨的制备方法，包括如下具体步骤：

1)按照重量百分比分别称取25-35％氨基树脂，3-8％脂肪族水性聚胺酯树脂，30-40％溶剂，8-12％助剂，8-12％颜料，8-12％稀释剂，所述助剂为分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂组成的混合物；

2)利用步骤1)称取的溶剂，在80℃-100℃的恒温水浴的条件下溶解氨基树脂配制成氨基树脂的水溶液；

3)将配制好的氨基树脂的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、催化剂及表面活性剂，在温度20-25℃的条件下反应1.5-2.5小时，然后加入消泡剂及流平剂，再持续搅拌10-20分钟；

4)在温度20-25℃，加入颜料继续搅拌15-25分钟，再加入稀释剂与防腐剂搅拌5-10分钟，收料即得。

进一步，所述氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中一种或者多种。

进一步，所述溶剂为水，所述稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物。

进一步，所述分散剂为二异丙醇胺或者一乙醇胺；所述消泡剂为SPA102或者SPA202；所述催化剂为山梨醇酐三油酸酯、单十二酸脱水山梨醇酯或棕榈山梨坦；所述表面活性剂为OP-10或者吐温60；所述防腐剂为咪唑烷基脲或者脱氢乙酸；所述流平剂为乙二醇或者丙二醇；所述分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂的重量比为2.5:2.5:1.5:1.5:0.2:1.8。

进一步，所述步骤1)氨基树脂含量为30％，脂肪族水性聚胺酯树脂含量为6％，溶剂含量为34％，助剂含量为10％，颜料含量为10％与稀释剂含量为10％；所述步骤2)反应温度为95℃；所述步骤3)反应温度为23℃，反应时间2.2小时，搅拌时间15分钟；所述步骤4)反应温度为23℃，加入染料搅拌时间为13分钟，再次搅拌时间为8分钟。

本发明有益效果：

1、本发明的连接料为氨基树脂，氨基树脂是为数不多水溶性低分子树脂，用它作连接料无溶剂挥发；改性剂为脂肪族水性聚氨酯树脂对氨基树脂进行改性，利用水性聚氨酯的优点，改善氨基树脂的干燥速度，增强附着力，改善氨基树脂高温固比，降低干燥时间。水性聚氨酯本身是一种高分子材料，它以水为介质，具有阻燃，不污染环境，加工方便等优点。

2、表面活性剂为OP-10或者吐温60，主要是增加塑料水性凹印油墨中的柔软性。催化剂为山梨醇酐三油酸酯、单十二酸脱水山梨醇酯或棕榈山梨坦，主要是增加水性塑料凹印油墨中的柔软性。消泡剂是用来抑制油墨生产及印刷机高速运转时油墨回流时所冲击出的泡沫，提高油墨的稳定性。防腐剂是用来抑制和杀灭微生物的繁衍，在油墨印刷过程中，现场所加稀释剂有可能就用生水，生水中的微生物很多。流平剂是用来改善油墨印刷到承印物上时起到湿润基材，改善油墨出现晕色，出现颜色不均匀露白的现象。稀释剂的作用在于印刷中提高印刷速度，干燥性，颜色的稳定性，粘度控制。

3、本发明塑料水性凹印油墨的耐水性，耐酸碱性，耐溶剂性，耐摩擦性比其它同类油墨有明显的改善，能运用于高品质印刷。本发明塑料水性凹印油墨能够应用于多个产品上面，比如PE、PET、POPP与PVC的产品上面。

4、传统水性凹印油墨大多数是pH值在8.0以下，并且认为pH值低于8.0有利于提高印刷速度，但是在实际凹印过程中往往会出现堵住印刷板的问题。如果仅仅将市场上面水性凹印油墨的pH值调节到8.0以上会出现稳定性差、凹印效果差的问题。为解决该问题，我们通过对连接料进行改进，采用氨基树脂与脂肪族水性聚氨酯树脂作为原料，通过分散剂对其pH值调节到8.5-9.5，惊奇地发现，该水性凹印油墨不仅没有出现堵住印刷板的问题，而且具有很好的稳定性，即油墨的转移性、润湿性与复溶性的三大特点。在实际印刷过程中，生产效率高、颜色鲜艳与还原性好等特点。

具体实施方式

实施例1

1)称取25kg脲醛树脂，3kg脂肪族水性聚胺酯树脂，40kg水，8kg助剂，12kg耐晒黄，12kg稀释剂，助剂为2kg二异丙醇胺、2kg山梨醇酐三油酸酯、1.2kg吐温60、1.2kgSPA102、0.16kg咪唑烷基脲和1.44kg乙二醇组成的混合物；稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物；

2)利用步骤1)称取的水，在80℃恒温水浴的条件下溶解脲醛树脂配制成脲醛树脂的水溶液；

3)将配制好的脲醛树脂的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、山梨醇酐三油酸酯及吐温60，在温度20℃的条件下反应2.5小时，然后加入SPA102及乙二醇，再持续搅拌10分钟；

4)在温度25℃，加入耐晒黄继续搅拌25分钟，再加入稀释剂与咪唑烷基脲搅拌5分钟，收料即得塑料水性凹印油墨。

实施例2

1)称取30kg三聚氰胺甲醛树脂，5kg脂肪族水性聚胺酯树脂，35kg水，12kg助剂，8kg酞青蓝，10kg稀释剂，所述助剂为3kg一乙醇胺、3kg单十二酸脱水山梨醇酯、1.8kgOP-10、1.8kgSPA202、0.24kg脱氢乙酸和2.16kg丙二醇组成的混合物；稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物；

2)利用步骤1)称取的水，在90℃的恒温水浴的条件下溶解三聚氰胺甲醛树脂配制成三聚氰胺甲醛树脂的水溶液；

3)将配制好的三聚氰胺甲醛树脂的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、单十二酸脱水山梨醇酯及OP-10，在温度25℃的条件下反应1.5小时，然后加入SPA202及丙二醇，再持续搅拌20分钟；

4)在温度20℃，加入酞青蓝继续搅拌25分钟，再加入稀释剂与脱氢乙酸搅拌10分钟，收料即得塑料水性凹印油墨。

实施例3

1)35kg聚酰胺多胺环氧氯丙烷，8kg脂肪族水性聚胺酯树脂，30kg水，10kg助剂，9kg碳黑，8kg稀释剂，所述助剂为2.5kg一乙醇胺、2.5kg棕榈山梨坦、1.5kgOP-10、1.5kgSPA202、0.2kg脱氢乙酸和1.8kg乙二醇组成的混合物；稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物；

2)利用步骤1)称取的水，在100℃的恒温水浴的条件下溶解聚酰胺多胺环氧氯丙烷的水溶液；

3)将配制好的聚酰胺多胺环氧氯丙烷的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、棕榈山梨坦及OP-10，在温度22℃的条件下反应2小时，然后加入SPA202及乙二醇，再持续搅拌15分钟；

4)在温度22℃，加入碳黑继续搅拌20分钟，再加入稀释剂与脱氢乙酸搅拌8分钟，收料即得塑料水性凹印油墨。

实施例4

1)30kg聚酰胺多胺环氧氯丙烷，6kg脂肪族水性聚胺酯树脂，34kg水，10kg助剂，10kg永固橙，10kg稀释剂，所述助剂为2.5kg二异丙醇胺、2.5kg山梨醇酐三油酸酯、1.5kg吐温60、1.5kgSPA102、0.2kg咪唑烷基脲和1.8kg丙二醇组成的混合物；稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物；

2)利用步骤1)称取的水，在95℃的恒温水浴的条件下溶解聚酰胺多胺环氧氯丙烷配制成聚酰胺多胺环氧氯丙烷的水溶液；

3)将配制好的聚酰胺多胺环氧氯丙烷的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、山梨醇酐三油酸酯及吐温60，在温度23℃的条件下反应2.2小时，然后加入SPA102及丙二醇，再持续搅拌15分钟；

4)在温度23℃，加入永固橙继续搅拌13分钟，再加入稀释剂与咪唑烷基脲搅拌8分钟，收料即得塑料水性凹印油墨。

将实施例1-4制备得到的塑料水性凹印油墨进行如下实验：

1、pH值测试结果：实施例1的pH值为8.5，实施例2的pH值为9.0，实施例3的pH值为9.2，实施例4的pH值为9.5。

2、粘度实验结果：实施例1蔡恩2#杯25℃45秒，实施例2蔡恩2#杯25℃50秒，实施例3蔡恩2#杯25℃50秒，实施例4蔡恩2#杯25℃60秒。

3、耐水性实验：用烧杯装100克纯净水，在室温25℃的环境下取10X10mm的印有油墨的PVC基材印品完成的常温干燥24h放置水中24小时，实施例1-4均不掉色。

4、耐碱性：用烧杯配制成1％的氢氧化钠100克水溶液，在25℃的环境下取10X10mm的印有油墨的POPP基材印品完成的常温干燥24h放置氢氧化钠溶液中浸泡2小时，实施例1-4均不掉色。

5、耐酸性：用烧杯配制成1％的盐酸水溶液100克，在25℃的环境下取10X10mm的印有油墨的PET基材印品完成的常温干燥放置盐酸水溶液中，实施例1-4均不掉色。

6、耐溶剂性：用烧杯取100克正己烷烧杯中在室温25℃的条件下取10X10mm的印有油墨的PE基材印品完成的常温干燥24h放置正己烷中浸泡2小时，实施例1-4均不掉色。

7、稳定性：对水性凹印油墨进行6h的冷冻和加热试验，观察油墨是否有胶化情况或反粗现象。结果显示，实施例1-4均没有胶化情况和反粗现象。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种塑料水性凹印油墨，其特征在于，按照重量百分比，由以下组份组成：25-35％氨基树脂，3-8％脂肪族水性聚胺酯树脂，30-40％溶剂，8-12％助剂，8-12％颜料，8-12％稀释剂。

2.根据权利要求1所述的塑料水性凹印油墨，其特征在于，所述氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中一种或者多种。

3.根据权利要求2所述的塑料水性凹印油墨，其特征在于，所述溶剂为水，所述稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物。

4.根据权利要求2所述的塑料水性凹印油墨，其特征在于，所述助剂为分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂组成的混合物；所述分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂的重量比为2.5:2.5:1.5:1.5:0.2:1.8。

5.根据权利要求4所述的塑料水性凹印油墨，其特征在于，所述分散剂为二异丙醇胺或者一乙醇胺；所述消泡剂为SPA102或者SPA202；所述催化剂为山梨醇酐三油酸酯、单十二酸脱水山梨醇酯或棕榈山梨坦；所述表面活性剂为OP-10或者吐温60；所述防腐剂为咪唑烷基脲或者脱氢乙酸；所述流平剂为乙二醇或者丙二醇。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的塑料水性凹印油墨，其特征在于，所述塑料水性凹印油墨的pH值为8.5-9.5。

7.根据权利要求1所述的塑料水性凹印油墨的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

1)按照重量百分比分别称取25-35％氨基树脂，3-8％脂肪族水性聚胺酯树脂，30-40％溶剂，8-12％助剂，8-12％颜料，8-12％稀释剂，所述助剂为分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂组成的混合物；

2)利用步骤1)称取的溶剂，在80℃-100℃的恒温水浴的条件下溶解氨基树脂配制成氨基树脂的水溶液；

3)将配制好的氨基树脂的水溶液倒入反应容器中，依次地加入脂肪族水性聚胺酯树脂、催化剂及表面活性剂，在温度20-25℃的条件下反应1.5-2.5小时，然后加入消泡剂及流平剂，再持续搅拌10-20分钟；

4)在温度20-25℃，加入颜料继续搅拌15-25分钟，再加入稀释剂与防腐剂搅拌5-10分钟，收料即得。

8.根据权利要求7所述的塑料水性凹印油墨的制备方法，其特征在于，所述氨基树脂选自脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和聚酰胺多胺环氧氯丙烷中一种或者多种；所述溶剂为水，所述稀释剂为去离子水和乙醇按体积比为8：2的混合物。

9.根据权利要求7所述的塑料水性凹印油墨的制备方法，其特征在于，所述分散剂为二异丙醇胺或者一乙醇胺；所述消泡剂为SPA102或者SPA202；所述催化剂为山梨醇酐三油酸酯、单十二酸脱水山梨醇酯或棕榈山梨坦；所述表面活性剂为OP-10或者吐温60；所述防腐剂为咪唑烷基脲或者脱氢乙酸；所述流平剂为乙二醇或者丙二醇；所述分散剂、催化剂、表面活性剂、消泡剂、防腐剂和流平剂的重量比为2.5:2.5:1.5:1.5:0.2:1.8。

10.根据权利要求7所述的塑料水性凹印油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤1)氨基树脂含量为30％，脂肪族水性聚胺酯树脂含量为6％，溶剂含量为34％，助剂含量为10％，颜料含量为10％与稀释剂含量为10％；所述步骤2)反应温度为95℃；所述步骤3)反应温度为23℃，反应时间2.2小时，搅拌时间15分钟；所述步骤4)反应温度为23℃，加入染料搅拌时间为13分钟，再次搅拌时间为8分钟。