一种环保水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保水性油墨及其制备方法，属于油墨技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种环保水性油墨的制备方法。该方法包括如下步骤：a、在氮气气氛中，将双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇搅拌反应，然后加入盐酸，继续反应，得到环氧树脂改性醇酯；b、将环氧树脂改性醇酯、端羟基聚硅氧烷、润湿分散剂和消泡剂，搅拌均匀后加入颜料及去离子水，充分分散后，研磨，制得色浆；c、将色浆中与硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆混匀，得到环保水性油墨。该制备方法简单，成本低廉，制备得到的环保水性油墨，以水为溶剂，安全环保，且具有很高的粘接性能和很好的流平作用，网点印刷效果好，颜色纯净、干燥速度快。

A kind of environment-friendly water-based ink and its preparation method

The invention relates to an environment-friendly water-borne ink and a preparation method thereof, which belongs to the technical field of printing ink. The invention solves the technical problem of providing an environment-friendly water-borne ink preparation method. The method includes the following steps: A, mixing the bisphenol A epoxy resin, maleic anhydride and ethylene glycol in the nitrogen atmosphere, and then adding hydrochloric acid to continue the reaction to get the epoxy resin modified alcohol ester; B, epoxy resin modified alcohol ester, hydroxy terminated polysiloxane, wetting dispersant and defoaming agent, after mixing and mixing. Into the pigment and deionized water, after fully dispersing, grinding and making the color pulp; C, mixed with silicone acrylic emulsion, polyacrylate emulsion and wax slurry in the color pulp to get environmental water-based ink. The preparation method is simple, the cost is low, the environmentally friendly water-based ink is prepared with water as the solvent, it is safe and environmental, and has high adhesion and good leveling effect. The printing effect is good, the color is pure and the drying speed is fast.

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性油墨及其制备方法
本专利技术涉及一种环保水性油墨及其制备方法，属于油墨

技术介绍
油墨是用于包装材料印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。在我国现阶段，食品印刷包装中使用量最大的是氯化聚丙烯油墨、聚氨酯油墨、聚丙烯酸酯油墨，这类溶剂型油墨中含有大量的苯、甲苯、丁酮、乙酸乙酯等有机溶剂，在溶剂型油墨的使用过程中，挥发的溶剂污染空气，危害操作人员的身体健康，在包装制品中的残留溶剂会严重污染包装内的食品，因此开展环保型油墨的研发势在必行。水性油墨由水性连接料、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成，特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。水性油墨用水来代替传统油墨中占30%～70%的有毒有机溶剂，故在印刷过程中对工人的健康影响小，对大气环境污染小，还消除了工作场所易燃易爆的隐患，提高了安全性，是一种公认的环保型油墨。目前，水性油墨连接料用的较多的是水性聚氨酯树脂、水性聚丙烯酸树脂和水性改性丙烯酸树脂。申请号为201710902074.8的专利技术专利公开了一种环保型印刷油墨及其制备工艺，印刷油墨组分按重量份数包括聚乙烯微晶蜡20-40份、饱和聚酯树脂10-20份、黏度调节剂5-14份、乙烯-醋酸乙烯共聚物2-8份、碳酸钙4-12份、抗氧剂BHT3-10份、硝化纤维素5-15份、钛白粉4-16份、N,N-二甲基甲酰胺8-12份、气相二氧化硅2-6份、胶质油4-10份，该专利技术制备工艺简单，制得的印刷油墨环保性能好，对人体、环境无害，同时还具有良好的透明性、耐水性、耐高温性，能够提高印刷质量。申请号为201710892955.6的专利技术专利公开了一种新型环保水性UV油墨及其制备方法，通过环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯按一定比例复配而成，作为树脂连结料，具有固化速度快，从而可减少光固化所需的能源消耗，降低水性UV油墨干燥时的能耗，同时可降低水性UV油墨的成本；可提高水性UV油墨对金属、塑料等非吸收性材料的附着力，从而扩展了水性UV油墨的印刷适印范围。采用夺氢型光引发剂，因其可以与胺类物质发生反应生成游离基，从而使印刷过程安全、绿色、环保、无毒。该专利技术的新型环保水性UV油墨成本低、干燥时能耗较小、耐洗涤性能及光泽好。申请号为201710512557.7的专利技术专利公开了一种水性印刷油墨及其制备方法，该油墨由以下重量份的原料制成：醇/水型丙烯酸树脂15-10份、聚氨酯树脂10-15份、丙烯酸树脂2-10份、木质素改性酚醛树脂10-20份、饱和聚酯树脂15-20份、异丙醇5-10份、二丙二醇二甲醚10-15份、醋酸异丙酯5-10份、黑色颜料2-10份、水性颜料20-30份、磁石1-2份、水滑石2-5份、亚乙基双硬脂酸酰胺1-5份、聚丙烯蜡2-3份、盐酸羟胺1-2份、抗氧化剂1.5-2份、氯化钙20-30份、活性氧化铝5-10份、碳酸钙2-5份和光稳定剂2-3份。通过上述方式，该专利技术不仅无毒无害，绿色环保，而且油墨表面光泽度高，分散性强、耐磨性好、着色性佳。综上，上述的油墨均为水性环保油墨，耐磨性好，分散性好，但是，其粘结性能需要进一步提高，并且对各种基底材料的附着力不高，从而限制了油墨的应用。
技术实现思路
针对目前的环保水性油墨粘结性不够好的缺陷，本专利技术的目的是开发一种粘结性较好的环保水性油墨。本专利技术解决的第一个技术问题是提供一种环保水性油墨的制备方法。本专利技术环保水性油墨的制备方法，包括如下步骤：a、改性醇酯的制备：在氮气气氛中，将双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇搅拌反应4～8h，然后加入盐酸，继续反应2～4h后，得到环氧树脂改性醇酯，其中，马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的30～50%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的10～20%；b、色浆的制备：将环氧树脂改性醇酯、端羟基聚硅氧烷、润湿分散剂和消泡剂，搅拌均匀后加入颜料及去离子水，充分分散后，研磨，制得色浆；其中，按重量份计，环氧树脂改性醇酯20～50份、端羟基聚硅氧烷10～30份、润湿分散剂10～20份、消泡剂5～10份、颜料3～10份、去离子水100份；c、环保油墨的制备：将色浆中与硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆混匀，得到环保水性油墨，其中，色浆、硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆的重量比为10～30:10～20:5～18:3～15。本专利技术由于在油墨中加入了端羟基聚硅氧烷，由于端羟基聚硅氧烷是线性结构，两端含有羟基，具有很高的粘接性能，并且与环氧改性的醇酯中的环氧基进行交联固化反应，大幅度提高了油墨的粘结性。此外环氧改性的醇酯加入到油墨中具有很好的流平作用，制备的油墨具有优异的网点印刷效果，颜色纯净、干燥速度快。a步骤为改性醇酯的制备，采用双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇为原料制备得到环氧树脂改性醇酯。双酚A型环氧树脂是由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。双酚A型环氧树脂对极性溶剂、增塑剂、固化剂有良好的溶解性和相容性，且有良好的贮存稳定性和工艺性，也有较好的开环活性。安全无毒，没有毒害作用，既不污染环境，也不伤害身体。马来酸酐又称顺丁烯二酸酐（MAH），简称顺酐，是顺丁烯二酸的酸酐，室温下为有酸味的无色或白色固体，乙二醇（ethyleneglycol）又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，能与水、丙酮互溶，能与马来酸酐反应生成酯，本专利技术利用双酚A环氧树脂、马来酸酐和乙二醇进行反应，得到环氧树脂改性醇酯。其中，各原料的用量是该反应的关键，本专利技术马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的30～50%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的10～20%，只有这样，才能得到性能较好的环氧树脂改性醇酯。作为优选方案，马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的40%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的15%。温度对该反应有一定的影响，优选的，a步骤中，反应的温度为20～40℃。作为优选方案，a步骤中，将双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇于室温下搅拌反应6h，然后加入盐酸，继续反应3h。a步骤中，盐酸的加入量为双酚A环氧树脂重量的10～50%；优选盐酸的加入量为双酚A环氧树脂重量的30%。b步骤将环氧树脂改性醇酯、端羟基聚硅氧烷、润湿分散剂、消泡剂、颜料及去离子水充分分散后，研磨制得色浆；其中，各组分的重量份是关键。优选的，b步骤中，按重量份计，环氧树脂改性醇酯30～40份、端羟基聚硅氧烷15～26份、润湿分散剂12～18份、消泡剂6～8份、颜料5～8份、去离子水100份；更优选的，按重量份计，环氧树脂改性醇酯36份、端羟基聚硅氧烷21份、润湿分散剂15份、消泡剂7份、颜料6份、去离子水100份。端羟基聚硅氧烷，又称羟基封端聚硅氧烷，由二甲基二氯硅烷在氨存在下进行水解而得，为无色或黄色透明液体。无味，无臭。由于端羟基聚硅氧烷是线性结构，两端含有羟基，具有很高的粘接性能，并且可以与环氧改性的醇酯中的环氧基进行交联固化反应，大幅度提高了油墨的粘结性。本专利技术所述的端羟基聚硅氧烷可采用市售的。分散剂是一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂。可均一分散那些难于溶解于液体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保水性油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、改性醇酯的制备：在氮气气氛中，将双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇搅拌反应4～8h，然后加入盐酸，继续反应2～4h后，得到环氧树脂改性醇酯，其中，马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的30～50%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的10～20%；b、色浆的制备：将环氧树脂改性醇酯、端羟基聚硅氧烷、润湿分散剂和消泡剂，搅拌均匀后加入颜料及去离子水，充分分散后，研磨，制得色浆；其中，按重量份计，环氧树脂改性醇酯20～50份、端羟基聚硅氧烷10～30份、润湿分散剂10～20份、消泡剂5～10份、颜料3～10份、去离子水100份；c、环保油墨的制备：将色浆中与硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆混匀，得到环保水性油墨，其中，色浆、硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆的重量比为10～30:10～20:5～18:3～15。

【技术特征摘要】
1.一种环保水性油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、改性醇酯的制备：在氮气气氛中，将双酚A环氧树脂、马来酸酐以及乙二醇搅拌反应4～8h，然后加入盐酸，继续反应2～4h后，得到环氧树脂改性醇酯，其中，马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的30～50%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的10～20%；b、色浆的制备：将环氧树脂改性醇酯、端羟基聚硅氧烷、润湿分散剂和消泡剂，搅拌均匀后加入颜料及去离子水，充分分散后，研磨，制得色浆；其中，按重量份计，环氧树脂改性醇酯20～50份、端羟基聚硅氧烷10～30份、润湿分散剂10～20份、消泡剂5～10份、颜料3～10份、去离子水100份；c、环保油墨的制备：将色浆中与硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆混匀，得到环保水性油墨，其中，色浆、硅丙乳液、聚丙烯酸酯乳液、蜡浆的重量比为10～30:10～20:5～18:3～15。2.根据权利要求1所述的环保水性油墨的制备方法，其特征在于：a步骤中，马来酸酐的用量为双酚A环氧树脂重量的40%；乙二醇用量为双酚A环氧树脂重量的15%。3.根据权利要求1或2所述的环保水性油墨的制备方法，其特征在于：a步骤中，反应的温度为20～40℃。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，司文彬，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51