一种环保水性印刷油墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保水性印刷油墨的制备方法，包括如下步骤：（1）准备硅羟基改性的丙烯酸酯‑苯丙乳液、聚丙烯酸酯纯丙乳液、水性丙烯酸‑聚氨酯共聚物乳液；（2）取步骤（1）中准备的三种乳液于反应容器中，然后加入去离子水、纳米氮化硅并在球磨机中分散，得产物A；（3）向反应釜中加入去离子水，采用水浴加热，以800～1200转/分的速度搅拌下向反应釜中加入产物A、抗菌剂、颜料、负离子添加剂、分散剂和消泡剂，添加完成后保温搅拌，然后调节pH，最后调节粘度，得到所述环保水性印刷油墨。本发明专利技术制备的油墨一方面满足环境的要求，另一方面其稳定性、耐水性、耐老化性、耐磨性、抗菌性、附着力均十分优异，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性印刷油墨及其制备方法
本专利技术属于水性环保油墨领域，特别是涉及一种环保水性印刷油墨及其制备方法。
技术介绍
随着我国印刷工业的日益发展，国内需求的油墨量越来越大，油墨品种越来越多，质量档次越来越高，环保意识越来越强。目前，印刷行业不断向高档包装印刷及环保印刷方向发展。但目前在我国，印刷过程中大量使用的油墨基本上是溶剂型油墨，这些溶剂型油墨的有机挥发物没有处理，直接排入车间空气中，不仅对生产环境造成一定的影响，对工人的健康也将有极大的危害。这是因为这些溶剂型油墨含有50-60％的有机挥发性物质，另外，在实际的生产过程中还通常加上调油墨粘度所需的稀释剂，那么在印品干燥时，油墨所散发出来的挥发性组分的总含量甚至高达70-80％。水性油墨简称为水墨，它主要由水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成，水性油墨特别适用于烟、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。水性油墨以水(45-50％)为溶剂，VOC含量极低，对环境污染小；溶剂型油墨以有机溶剂(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。中国专利CN102093779A公开了一种环保水性油墨及其制备方法，通过色浆、功能性树脂、抗磨蜡浆、润湿剂、消泡剂和去离子水来制成环保水性油墨，该水性油墨干燥速度快，耐折不开裂，但是其中色浆中分散树脂环保性能并不高，且使用了较多分散剂、润湿剂等化学制剂。中国专利CN103992691A公开了一种水性油墨及其制备方法，特点在于不同步骤使用了不同种类的树脂，可提高水性油墨的耐磨性，但是工艺流程复杂，对原料要求很高，且制备过程中使用了大量化学制剂。中国专利CN102533001A公开了一种环保型高性能壁纸用水性油墨的配方及其制作方法，使用了有机颜料和功能助剂，对人体无害，但是化学制剂含量非常高，只能用于壁纸不能用于食品包装等安全要求高的地方。因此，现阶段开发一种综合性能优异，比如光泽度好、附着力强、耐磨性能好、耐老化、抗菌的水性油墨具有十分广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种综合性能优异的环保水性印刷油墨，本专利技术所制备的油墨一方面满足环境的要求，另一方面其稳定性、耐水性、耐老化性、耐磨性、抗菌性、附着力均十分优异，应用前景广阔。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：一种环保水性印刷油墨的制备方法，包括如下步骤：(1)原料的准备：准备硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液、聚丙烯酸酯纯丙乳液、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液；(2)取步骤(1)中准备的硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液20-40份、聚丙烯酸酯纯丙乳液10-30份、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液20-30份于反应容器中，然后加入50-100份的去离子水、2-4份纳米氮化硅并在球磨机中分散3-5h，得产物A；(3)向反应釜中加入20～40重量份去离子水，采用水浴加热至30～40℃，以800～1200转/分的速度搅拌下向反应釜中加入步骤(2)得到的产物A30-50份、抗菌剂0.5-1份、颜料4-8份、负离子添加剂0.5-1份、分散剂4-8份和消泡剂1-2份，添加完成后保温搅拌3～6h，然后加入pH调节剂将pH值调节为8-9，最后加入水或增稠剂调节粘度，得到所述环保水性印刷油墨。优选的，所述聚丙烯酸酯纯丙乳液根据专利2013105793039制备。优选的，所述水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液的固含量为20-50％，分子量为5000-30000。优选的，所述硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液的制备方法为：将10～20份丙烯酸丁酯单体、2～10份甲基丙烯酸单体，2～10份苯乙烯单体、15～55份有机硅氧烷单体、1～8份乳化剂对辛基苯酚聚氧乙烯醚、0.1～0.2份过硫酸铵引发剂以及100～400份的去离子水加入到反应容器中，在不断的搅拌下升温至70～90℃原位聚合反应1～4h，反应结束后将体系降温至30～50℃，然后加入0.5～2.0份氨水调节至体系pH为8～9，停止搅拌，即得硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液。优选的，所述纳米氮化硅的粒径为5-20nm。优选的，所述抗菌剂为石墨烯负载AgO抗菌剂，其中，AgO质量分数为10-20％。优选的，所述颜料为酞青绿、酞青蓝、永固红、联苯胺黄、炭黑、二氧化钛中的至少一种。优选的，所述负离子添加剂为电气石粉。优选的，所述分散剂为聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、顺丁二烯二酸酐共聚物、缩合萘磺酸盐、聚羧酸或聚乙烯醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。优选的，所述消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅类消泡剂；所述pH调节液由醋酸钠和甘氨酸组成；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂、聚丙烯酸类增稠剂、聚丙烯酸酯类增稠剂中的任意一种或两种以上任意比例的混合物。另外，本专利技术还要求保护由所述制备方法制备得到的环保水性印刷油墨。与现有技术相比，本专利技术的技术效果为：(1)首先，本专利技术主要构思在于采用三种不同的乳液进行复配作为成膜物质，三种乳液相容性很好，相互渗透，形成一种综合性能优异的复合乳液，使得所制备出的油墨在光泽度、稳定性、耐水性、耐老化性、耐磨性等方面均达到了十分理想的状况，且优于同类单一乳液所制备的油墨；(2)本专利技术利用了在复合乳液中添加了纳米氮化硅，纳米氮化硅由于其十分小的粒径，能够很好的分散于乳液中，在一定程度上增强了成膜物质的耐磨性、耐热性和耐候性；(3)本专利技术将负离子添加剂均匀分散于油墨中，使得所制得的油墨能够持续释放空气负离子，有利于维护人体健康；(4)本专利技术添加石墨烯负载的AgO作为抗菌剂，具有高效、广谱、持久的抗菌性能，有效达到杀菌的目的。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的阐述：实施例1一种环保水性印刷油墨的制备方法，包括如下步骤：(1)原料的准备：准备硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液、聚丙烯酸酯纯丙乳液、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液；(2)取步骤(1)中准备的硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液20份、聚丙烯酸酯纯丙乳液10份、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液20份于反应容器中，然后加入50份的去离子水、2份纳米氮化硅并在球磨机中分散3h，得产物A；(3)向反应釜中加入20重量份去离子水，采用水浴加热至30℃，以800转/分的速度搅拌下向反应釜中加入步骤(2)得到的产物A30份、石墨烯负载AgO抗菌剂0.5份、颜料酞青蓝4份、负离子添加剂电气石粉0.5份、聚羧酸盐分散剂4份和有机硅类消泡剂1份，添加完成后保温搅拌3h，然后加入pH调节剂将pH值调节为8，最后加入聚丙烯酸酯类增稠剂调节粘度，得到所述环保水性印刷油墨。所述硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液的制备方法为：将15份丙烯酸丁酯单体、5份甲基丙烯酸单体，5份苯乙烯单体、35份有机硅氧烷单体、4份乳化剂对辛基苯酚聚氧乙烯醚、0.15份过硫酸铵引发剂以及200份的去离子水加入到反应容器中，在不断的搅拌下升温至80℃原位聚合反应2h，反应结束后将体系降温至40℃，然后加入1.0份氨水调节至体系pH为8.5，停止搅拌，即得硅羟基改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保水性印刷油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）原料的准备：准备硅羟基改性的丙烯酸酯‑苯丙乳液、聚丙烯酸酯纯丙乳液、水性丙烯酸‑聚氨酯共聚物乳液；（2）取步骤（1）中准备的硅羟基改性的丙烯酸酯‑苯丙乳液20‑40份、聚丙烯酸酯纯丙乳液10‑30份、水性丙烯酸‑聚氨酯共聚物乳液20‑30份于反应容器中，然后加入50‑100份的去离子水、2‑4份纳米氮化硅并在球磨机中分散3‑5h，得产物A；（3）向反应釜中加入20～40重量份去离子水，采用水浴加热至30～40℃，以800～1200转/分的速度搅拌下向反应釜中加入步骤（2）得到的产物A 30‑50份、抗菌剂0.5‑1份、颜料 4‑8份、负离子添加剂 0.5‑1份、分散剂4‑8份和消泡剂1‑2份，添加完成后保温搅拌3～6h，然后加入pH调节剂将pH值调节为8‑9，最后加入水或增稠剂调节粘度，得到所述环保水性印刷油墨。

【技术特征摘要】
1.一种环保水性印刷油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）原料的准备：准备硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液、聚丙烯酸酯纯丙乳液、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液；（2）取步骤（1）中准备的硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液20-40份、聚丙烯酸酯纯丙乳液10-30份、水性丙烯酸-聚氨酯共聚物乳液20-30份于反应容器中，然后加入50-100份的去离子水、2-4份纳米氮化硅并在球磨机中分散3-5h，得产物A；（3）向反应釜中加入20～40重量份去离子水，采用水浴加热至30～40℃，以800～1200转/分的速度搅拌下向反应釜中加入步骤（2）得到的产物A30-50份、抗菌剂0.5-1份、颜料4-8份、负离子添加剂0.5-1份、分散剂4-8份和消泡剂1-2份，添加完成后保温搅拌3～6h，然后加入pH调节剂将pH值调节为8-9，最后加入水或增稠剂调节粘度，得到所述环保水性印刷油墨。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅羟基改性的丙烯酸酯-苯丙乳液的制备方法为：将10～20份丙烯酸丁酯单体、2～10份甲基丙烯酸单体，2～10份苯乙烯单体、15～55份有机硅氧烷单体、1～8份乳化剂对辛基苯酚聚氧乙烯醚、0.1～0.2份过硫酸铵引发剂以及100～400份的去离...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍根，
申请(专利权)人：郑州汉东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41