一种单组分生物降解塑料印刷用油墨及制备方法技术

本发明专利技术属于印刷油墨技术领域，具体涉及到一种单组分生物降解塑料印刷用油墨及制备方法。该油墨具有可以完全溶解于水的性能，也具有完全的生物降解性能。其制备原料包括，以重量份计，包括100份连结树脂、5～40份助成膜剂、5～40份色料、2～30份色料分散剂、150～1600份溶剂；所述连结树脂为PVA树脂。本发明专利技术中通过对助成膜剂、色料分散剂、功能助剂的合理选择和调控，在不影响油墨的附着力、抗粘性能的同时，还能显著避免印刷时出现的图案线条粗糙，起毛、肥油等现象，显著改善印刷质量。

A one component biodegradable plastic printing ink and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种单组分生物降解塑料印刷用油墨及制备方法
本专利技术属于印刷油墨
，具体涉及到一种单组分生物降解塑料印刷用油墨及制备方法。
技术介绍
随着环保要求的日益严格，可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料优势凸显，相较于普通塑料，可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料具有良好的透明度、抗静电性、耐油性、耐有机溶剂性和印刷性，更重要的是可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料能够生物降解且对环境友好，因此，可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品被广泛地应用在食品包装、建材、医药、化妆品等行业中。可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的主要材料或改性填充物是含有亲水基长链的高分子化合物，使得可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料整体具有较高的亲水性，该塑料的印刷制品表面极其容易吸收空气环境中的水分，导致材料表面致密度松弛，出现表面微膨胀现象，当该塑料的印刷制品在高湿度(90～98％RH)的环境中会吸收过多水分，将引起塑化剂在表面的微量析出。而常规印刷油墨的连结材料一般是由硝酸纤维素、乙基纤维素、松香酯、醇酸树脂、聚酰胺树脂、氯化聚丙烯和氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂等一种或多种疏水性树脂组成，对空气中的水分吸收极少，不会出现微膨胀现象。当可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品中塑料和油墨两种材料的膨胀现象不同步时，会降低或破坏塑料与油墨的结合界面，特别是在高湿度(90～98％RH)的环境中，塑化剂在塑料表面的微量析出会进一步破坏塑料与油墨的结合界面。当常规印刷油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的表面印刷后，在常温高湿度(15～30℃，90～98％RH)的环境中放置4～24小时后油墨的附着力降低，导致该塑料印刷制品在受到外物或外力的摩擦和剥离时容易出现油墨脱落，严重影响塑料印刷制品的正常使用，因此，提高油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面附着力的研究具有重要意义。综上所述，现有技术中没有可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的专用印刷油墨，已有的常规印刷油墨对可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的附着力差，且常规印刷油墨存在重金属污染、有机溶剂污染和难以生物降解等缺陷，因此，当前亟需解决的技术问题是如何制备一种专用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的新型环保印刷油墨，通过调节该专用油墨的组分及配比，提高其在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面上附着力的同时，也能为可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的印刷制品的全物料生物降解提供一种途径。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种单组分生物降解塑料印刷用油墨，其制备原料包括，以重量份计，包括100份连结树脂、5～40份助成膜剂、5～40份色料、2～30份色料分散剂、150～1600份溶剂；所述连结树脂为PVA树脂。作为一种优选的技术方案，所述PVA树脂的黏度为2.0～65mPa·S，优选2.0～31mPa·S。作为一种优选的技术方案，其制备原料还包括功能助剂；所述功能助剂选自消泡剂、防霉杀菌剂、哑光剂、填充料、表面活性剂中的一种或多种。作为一种优选的技术方案，所述表面活性剂为羧酸盐的阴离子表面活性剂。作为一种优选的技术方案，所述羧酸盐的阴离子表面活性剂具有梳型分子链结构。作为一种优选的技术方案，所述溶剂包括水和助溶剂；所述助溶剂为单元醇和乙酸乙酯的混合物，其醇、酯重量比例为1：1。作为一种优选的技术方案，所述助成膜剂选自多元醇、含硫化合物、多聚物、含氮化合物、酯类化合物中的一种或多种。作为一种优选的技术方案，所述色料分散剂为聚丙烯酸钠树脂和/或改性聚丙烯酸树脂。本专利技术的第二个方面提供了如上所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨的制备方法，其包括如下步骤：(1)助成膜剂和连结树脂的溶解：溶解釜中加入水，在搅拌状态下加入助成膜剂，加入连结树脂后持续搅拌，至所述连结树脂完全溶解，将所得混合溶液冷却后出料，过滤后所得的滤液经自然冷却后得到溶液A；(2)其他组分的混合：在溶液A中加入色料和剩余的制备原料，将所得混合物用分散机进行预分散混合，得到混合液B；(3)混合液的砂磨：将混合液B置于砂磨机中加入溶剂砂磨，所得混合液过滤后得到所述单组分生物降解塑料印刷用油墨。本专利技术的第三个方面提供了如上所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨在生物降解塑料和生物基改性塑料的凹版印刷、丝网印刷、凸版印刷中的应用，用于PVA塑料膜上印刷，可以与PVA膜具有相似的水溶解性能，更利于与PVA水溶包装膜匹配。有益效果：1、本专利技术的油墨为可生物降解的塑料和生物基改性塑料的专用印刷油墨，适用于凹版印刷、丝网印刷和凸版印刷，当油墨的含固量占油墨质量的百分比为12～30％且油墨的粘度为50～2200mPa·S时，该油墨可用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的凹版印刷；当油墨的含固量占油墨质量的百分比大于30％且油墨的粘度为2200～12000mPa·S时，该油墨可用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的丝网印刷；当油墨的含固量占油墨质量的百分比大于30％且油墨的粘度为2500～5500mPa·S时，该油墨可用于可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的凸版印刷，因此本专利技术油墨的应用范围广，具有推广应用价值。2、针对现有技术中常规印刷油墨对可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的附着力差(附着牢度为0～35％)的技术问题，本专利技术的油墨采用纯PVA树脂作为连结树脂，优选加入合适配比的助成膜剂、色料、色料分散剂和溶剂，该油墨与可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料具有接近的相容性和近似的吸水性，可以降低或者消除因为塑料表面吸水引起的微膨胀或者塑化剂微量析出对塑料-油墨界面产生的影响，保证塑料与油墨之间结合牢固，即使在极端潮湿(90～98％RH)的环境中，本专利技术的油墨在可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料表面的附着牢度为90～100％，油墨层耐磨不易脱落，本专利技术的油墨是可生物降解PVA塑料和生物基改性塑料的新型专用油墨。3、针对现有技术的常规印刷油墨中含有大量有机溶剂或重金属元素的技术问题，本专利技术的油墨中溶剂为水基溶剂，水在溶剂中的质量百分比为72～95％，油墨中水的质量为油墨中连接树脂的质量的3～7.5倍，本专利技术的油墨中不含芳烃类化合物和重金属元素，对环境友好且无二次污染，制备方法简单易操作且成本低，是一种新型的绿色环保型印刷油墨，此外，本专利技术的油墨具有完全的可以水中溶解性和可生物降解性，为制造全物料生物降解的塑料制品提供了一种新途径。也因为其具有同PVA膜类似的水溶解性能，特别适合于作水溶性PVA塑料包装薄膜的印刷。4、申请人在油墨中加入一定量的阴离子型表面活性剂作为功能助剂时，上述问题得到改善。尤其是当采用，马来酸酐与一定长度亲水碳链的聚氧乙烯醚化合反应，所得产物再与疏水性的α-烯烃加成反应，然后产物与氢氧化钠等碱性化合物中和制备所得的，具有梳型分子链结构的羧酸盐的阴离子表面活性剂时，可以在不影响油墨的附着力、抗粘性能的同时，还能显著避免印刷时出现的图案线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，其制备原料包括，以重量份计，包括100份连结树脂、5～40份助成膜剂、5～40份色料、2～30份色料分散剂、150～1600份溶剂；所述连结树脂为PVA树脂。/n

【技术特征摘要】
20200306 CN 202010149738X1.一种单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，其制备原料包括，以重量份计，包括100份连结树脂、5～40份助成膜剂、5～40份色料、2～30份色料分散剂、150～1600份溶剂；所述连结树脂为PVA树脂。


2.如权利要求1所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，所述PVA树脂的黏度为2.0～65mPa·S，优选2.0～31mPa·S。


3.如权利要求1所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，其制备原料还包括功能助剂；所述功能助剂选自消泡剂、防霉杀菌剂、哑光剂、填充料、表面活性剂中的一种或多种。


4.如权利要求3所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，所述表面活性剂为羧酸盐的阴离子表面活性剂。


5.如权利要求3所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，所述羧酸盐的阴离子表面活性剂具有梳型分子链结构。


6.如权利要求1所述的单组分生物降解塑料印刷用油墨，其特征在于，所述溶剂包括助溶剂和水；所述助溶剂为单元醇和乙酸乙酯的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先笔，莫雄勋，
申请(专利权)人：广东宝德利新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44