一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法，其中，所述新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液是由以下组分经乳液共聚合制备得到的共聚物乳液：30～70重量份去离子水、5～35重量份水性树脂、2～40重量份总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、0～25重量份总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体、0～25重量份苯乙烯单体、0.2～5重量份(甲基)丙烯酸羟基酯单体、0.5～5重量份的交联单体、0.01～0.5重量份的金属离子交联剂、0.01～0.1重量份引发剂和0～10重量份pH调节剂。本发明专利技术中的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液可在室温下发生自交联反应，具有优良复溶性、耐水性、印刷转印性。

A new type of waterborne ink linking self crosslinking emulsion for flexographic printing and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法
本专利技术涉及水性树脂及其合成
，特别涉及一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着大气污染与环境保护受到越来越多的重视，VOC排放量高的传统包装印刷行业面临着巨大的转型压力，因此柔性印刷和水性油墨的地位逐渐提高。作为水性油墨连接料，丙烯酸乳液由于其合成简单，分子量高，耐候性，耐油性和高光泽度等优点而受到印刷界的青睐。然而，使用小分子乳化剂制备的传统的丙烯酸类乳液存在一些缺点，例如印刷转移性差、对非吸收性基材的附着力不足、复溶性差、干燥速度慢，小分子乳化剂容易迁移到油墨表面，导致耐水性差等，不能满足柔印技术的要求。水性树脂一般是疏水性单体(例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯等)和含有羧酸基团的单体(例如丙烯酸、甲基丙烯酸等)的无规共聚物。以水性树脂为大分子乳化剂可以克服一系列小分子乳化剂存在的问题。使用水性树脂为乳化剂制备的丙烯酸乳液具有许多优点，如牛顿流变行为、优良的冻融特性和稳定性、良好的颜料分散性、良好的润湿性、易于印刷机清洗，良好的复溶性等。在现阶段的柔版印刷水性油墨连接料的开发过程中，还存在着很多不足。专利公开号CN102911559A公开的专利“一种水性油墨抗回粘纯丙乳液”，使用自制水性树脂为保护胶体，以不同丙烯酸酯类单体为共聚单体，制备纯丙乳液。但该方法在制备水性树脂时使用的小分子乳化剂，被带入到合成乳液的过程中，使得制备的乳液中仍然含有较多的小分子乳化剂，会造成乳液的耐水性差，并影响乳液的表面性质。另外使用水性树脂制备丙烯酸乳液时，水性树脂的分子量大小及分子量分布、酸值、玻璃化温度等参数对乳液的性能有着非常大的影响，因此对这些参数都有非常严格的要求，特别是要求其分子量分布要尽可能的窄。很明显，常规方法制备的水性树脂不具备这些特性，因此无法真正被广泛的工业化应用。另外该方法没有使用任何交联单体，乳液体系中存在大量的羧基等亲水基团，因此其胶膜的机械力学性能差，耐水、耐介质性能不好，无法满足高品质油墨的性能需求。专利公开号CN101717463A公开的专利“一种塑料用水溶性油墨连接料用树脂及其制备方法”以苯乙烯与不同丙烯酸酯类单体为共聚单体制备出一种能无限溶于水，无刺激性气味的苯丙乳液。但其公布专利中添加很多醇溶剂，VOC排放量高，且也未提及乳液的复溶性。专利公开号CN104789041A公开的专利“锆螯合物改性的复合碱可溶乳液及其制备的高复溶性水性油墨及方法”公开了一种锆螯合物改性的复合碱可溶乳液，及基于该乳液制备的高复溶性水性油墨。但该方法属于使用小分子乳化剂制备的传统的丙烯酸乳液，其相应的油墨存在印刷转印性差的不足，无法满足高速柔印技术的要求，且使用了乙醇、异丙醇等溶剂。
技术实现思路
本专利技术的目的，旨在提供一种具有优良复溶性、耐水性、印刷转印性的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液及其制备方法。本专利技术的技术方案是：新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，为由以下组分经乳液共聚合制备得到的共聚物乳液：30～70重量份去离子水、5～35重量份水性树脂、2～40重量份总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、0～40重量份总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体、0～20重量份苯乙烯单体、0.2～5重量份(甲基)丙烯酸羟基酯单体、0.5～5份的交联单体、0.01～0.5重量份的金属离子交联剂、0.1～2重量份引发剂和0～10重量份pH调节剂。所述水性树脂为含有碳碳双键的疏水性单体和含有碳碳双键的含有羧基基团的单体的无规共聚物，是由所述疏水性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯中的一种或多种，所述含有羧酸基团的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸一种或多种，经本体或溶液聚合得到，所述水性树脂数均分子量为2000～15000，酸值为50～300，玻璃化温度为20℃～150℃。所述总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。其中优选出丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。所述总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯中的一种或多种。所述的(甲基)丙烯酸羟基酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯。所述的交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺以及DAAM/ADH的一种或多种。所述金属离子交联剂为锌离子络合物、锆离子络合物、钙离子络合物、镁离子络合物以及铬离子络合物中的一种或多种。所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或多种。所述pH调节剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、AMP-95、三乙胺、乙二胺、三乙醇胺中的一种或多种。其中优选出氢氧化钠、氨水、AMP-95三种的组合物。所述新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液的制备方法，包括如下步骤：(1)备料：按照如下配方准备原料：30～70重量份去离子水、5～35重量份水性树脂、2～40重量份总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、0～40重量份总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体、0～20重量份苯乙烯单体、0.2～5重量份(甲基)丙烯酸羟基酯单体、0.5～5份的交联单体、0.1～2重量份引发剂、和0～10重量份pH调节剂；(2)溶解水性树脂：在装有回流冷凝管、温度计、搅拌桨和氮气进气管的反应器内加入步骤(1)中称重好的水性树脂和部分去离子水，并在机械搅拌下中加入pH调节剂，在70℃～100℃下持续搅拌30～90分钟得到水性树脂溶液；(3)制备种子乳液：将步骤(1)中称重好的总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、总碳数为4～20的甲基丙烯酸酯类不饱和单体、苯乙烯单体、(甲基)丙烯酸羟基酯单体与交联单体各取4wt％和剩余去离子水加入步骤(2)中制备好的水性树脂溶液中，持续搅拌20～40分钟后加入50wt％的引发剂，持续搅拌的情况下在80～85℃温度下保温20～40分钟得到种子乳液；(4)制备乳液：将剩余的总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类不饱和单体、苯乙烯单体、(甲基)丙烯酸羟基酯单体、交联单体和引发剂在60～180分钟内滴加到步骤(3)中制得的种子乳液中，反应温度控制在70℃～90℃，保温90～180分钟。(5)交联剂的添加：将反应温度降至65～75摄氏度，用pH调节剂将反应溶液pH值调整至7～9，加入金属交联剂，保温20～40分钟，降至室温加入己二酸二酰肼持续搅拌30～40分钟，然后过滤得到的乳液即为新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液。本专利技术的优点和有益效果在于：1.本专利技术通过使用水性树脂作为乳化剂，赋予油墨优良的复溶性和印刷转印性；不使用任何小分子乳化剂，以及引入室温可发生交联反应的单体，提高油墨的耐水性；将乳液粒径控制在100nm以下，以保证其具有理想的干燥速度和优异的成膜性能；通过使用大分子量与小分子量的水性树脂的复配技术，赋予油墨高的光泽度和对色浆的分散性。通过使用多重复合交联体系赋予油墨优异的机械力学性能以及耐介质性，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，为由以下组分经乳液共聚合制备得到的共聚物乳液：30～70重量份去离子水、5～35重量份水性树脂、2～40重量份总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、0～25重量份总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体、0～25重量份苯乙烯单体、0.2～5重量份(甲基)丙烯酸羟基酯单体、0.5～5重量份的交联单体、0.01～0.5重量份的金属离子交联剂、0.01～0.1重量份引发剂和0～10重量份pH调节剂。

【技术特征摘要】
1.一种新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，为由以下组分经乳液共聚合制备得到的共聚物乳液：30～70重量份去离子水、5～35重量份水性树脂、2～40重量份总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体、0～25重量份总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体、0～25重量份苯乙烯单体、0.2～5重量份(甲基)丙烯酸羟基酯单体、0.5～5重量份的交联单体、0.01～0.5重量份的金属离子交联剂、0.01～0.1重量份引发剂和0～10重量份pH调节剂。2.根据权利要求1所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述水性树脂为含有碳碳双键的疏水性单体和含有碳碳双键且含有羧基基团的单体的无规共聚物，所述水性树脂数均分子量为2000～15000，酸值为50～300，玻璃化温度为20℃～150℃。3.根据权利要求2所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述疏水性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯中的一种或多种，所述含有羧酸基团的单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和马来酸中的一种或多种。4.根据权利要求1～3任一所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述总碳数为4～12的丙烯酸烷基酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯和丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。5.根据权利要求1～3任一所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述总碳数为5～20的甲基丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十二烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯中的一种或多种。6.根据权利要求1～3任一所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述的(甲基)丙烯酸羟基酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种。7.根据权利要求1～3任一所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述的交联单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺和DAAM/ADH的一种或多种。8.根据权利要求1～3任一所述的新型柔版印刷用水性油墨连接料自交联乳液，其特征在于，所述金属离子交联剂为锌离子络合物、锆离子络合物、钙离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李效玉，王海侨，张泽琪，刘亚男，叶壮志，赵鹏飞，
申请(专利权)人：北京化工大学，中国印刷科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11