一种环保水性油墨的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种环保水性油墨的制备工艺，包括如下步骤：第一步、称取原料；第二步、向分散缸中加入去离子水，再加入颜料，常温超声10min，配制成颜料的水分散液，再加入润湿剂和一半的分散剂，高速分散、研磨，得到色浆；第三步、将色浆与聚丙烯酸酯乳液混合，加入改性填料和分散剂、消泡剂，得到所述环保水性油墨。本发明专利技术采用水性聚丙烯酸酯乳液作为油墨的成膜物质，该乳液具有较高的成膜性能和附着力，通过改性填料的加入，不仅能够有效防止紫外线造成的油墨老化现象，降低紫外线降低有机树脂基材物造成的损伤，使水性油墨同时具备耐水性能和耐紫外线稳定性；原料均绿色环保，得到一种环保、综合性能优异、能够有效防御紫外线的水性油墨。

【技术实现步骤摘要】
一种环保水性油墨的制备工艺
本专利技术属于油墨制备
，具体地，涉及一种环保水性油墨的制备工艺。
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。印刷包装中使用量最大的有氯化聚丙烯油墨、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，因此水性油墨日益重要。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。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，该油墨不仅无毒无害，绿色环保，而且油墨表面光泽度高、着色性佳。上述的油墨为水性环保油墨，但是，其粘结性能、分散性能需要进一步提高，并且对各种基底材料的附着力不高，不能有效防御紫外线，从而限制了油墨的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环保水性油墨的制备工艺，采用水性聚丙烯酸酯乳液作为油墨的成膜物质，该水性聚丙烯酸酯乳液具有较高的成膜性能和附着力，通过改性填料的加入，不仅能够有效防止紫外线造成的油墨老化现象，降低紫外线降低有机树脂基材物造成的损伤，还能够避免对低表面能物质的分解，使水性油墨同时具备耐水性能和耐紫外线稳定性；本专利技术采用水性聚丙烯酸酯乳液作为成膜物质，去离子水为溶剂，原料均绿色环保，避免使用具有挥发性的有机溶剂，得到一种环保、综合性能优异、能够有效防御紫外线的水性油墨。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种环保水性油墨的制备工艺，包括如下步骤：第一步、按照如下重量份：聚丙烯酸酯乳液60-70份、改性填料6-7份、颜料4-5份、润湿剂0.5-0.7份、分散剂0.8-1份、消泡剂0.5-0.7份、去离子水10-12份称取原料；第二步、色浆的制备：向分散缸中加入去离子水，再加入颜料，常温超声10min，配制成颜料的水分散液，再加入润湿剂和一半的分散剂，在高速分散机中以6000r/min分散60min后，再加入砂磨机中研磨，研磨至粒度＜10μm，得到色浆；第三步、将色浆与聚丙烯酸酯乳液混合，加入改性填料和剩余的一半分散剂，常温超声分散处理80-90min，再加入消泡剂，200r/min机械搅拌10min，得到所述环保水性油墨。进一步地，所述改性填料由如下方法制备：(1)称取1.6g纳米ZnO粉体分散在150mL无水乙醇中，常温超声30min，加入3.3g碳酸乙烯酯，继续超声分散30min，将体系置于35℃恒温水浴锅内，保持35℃恒温超声分散，缓慢滴入8.3g正硅酸乙酯和100mL无水乙醇的混合物，控制3h滴完，期间加入氨水调节体系的pH值在8-9之间，反应结束后继续超声分散2h，离心洗涤，产物真空干燥24h，研磨过200目筛后得复合填料；(2)称取0.5g复合填料，加入至200mL的DMF中，200r/min搅拌10min后超声分散30min，得到复合填料分散液；(3)称取5.3g异佛尔酮二异氰酸酯加入到上述分散液中，持续搅拌，在82℃、N2保护下反应20h，将所得的产物离心，用乙酸正丁酯洗涤沉淀3次，以除去过量的异佛尔酮二异氰酸酯，干燥后，得到改性填料。进一步地，所述聚丙烯酸酯乳液由如下方法制备：(1)将0.08g过硫酸铵溶于10g水，溶解完全，得到引发剂水溶液，备用；称取7.4g甲基丙烯酸甲酯、10.2g丙烯酸异辛酯、0.12g正十二硫醇、0.2g甲基丙烯酸和0.4g双丙酮丙烯酰胺混合均匀，得到单体混合物，备用；(2)在烧瓶中加入0.6g复合乳化剂、0.1gNaHCO3、16.4g去离子水、0.6g甲基丙烯酸甲酯和1.8g丙烯酸异辛酯，N2气氛下，于40℃、400r/min乳化30min，然后降低搅拌速度到300r/min；(3)将上述体系加热至78℃，保持300r/min匀速搅拌，加入引发剂水溶液总质量的30％，至冷凝管无回流，然后，滴加剩余的单体混合物和剩余的引发剂水溶液，80min滴完，升温至90℃保温2h；(4)然后降温至40℃以下，加入氨水调节pH到8-9，搅拌15min，加入0.2g己二酸二酰肼搅拌15min，过200目筛，得到聚丙烯酸酯乳液；进一步地，步骤(2)中所述复合乳化剂为十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚按照质量之比1∶5复配而成。本专利技术的有益效果：本专利技术以水性丙烯酸酯乳液作为油墨的成膜物质，通过在聚合过程中引入双丙酮丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺具有两种反应性基团：N-取代的酰胺和甲酮，极易与丙烯酸类单体共聚，从而向聚合物中引入酮羰基(-CO-)；乳液中加入己二酸二酰肼后，己二酸二酰肼中的-NHNH2基团与聚合物中的-CO-发生酮肼交联反应，生成腙，因为形成的C＝N(腙)具有较高的键能，破坏其需要更高的温度，故乳液的热稳定性提高；同时，由于乳液聚合体系加入了正十二硫醇(链转移剂)，使得大部分高分子链发生链转移反应，使聚合物的聚合度降低，生成分子量较低的共聚物，分子量分布较窄，使乳液具有较好的润湿性能和成膜性能；再者，双丙酮丙烯酰胺的加入，发生酮肼交联反应，聚丙烯酸酯涂膜由热塑性变成热固性分子，涂膜交联度增大，致密度增大，吸水率降低，乳液膜的内聚力越大，使得油墨的附着力提高；本专利技术在油墨中掺入了改性填料，制得的复合填料表面含有大量的羟基官能团，异佛尔酮二异氰酸酯可通过与羟基的反应接枝到复合填料表面，在复合填料上接枝的异佛尔酮二异氰酸酯能够提高填料与聚丙烯酸酯乳液的相容性，使得改性填料能够均匀分散于油墨中；由于制备的复合填料是在纳米ZnO表面包覆纳米SiO2而形成的，氧化锌具有较强的光催化性能和紫外屏蔽能力，通过在纳米ZnO表面包覆纳米SiO2，能够抑制氧化锌强的光催化能力，可以阻隔纳米ZnO与树脂基底的直接接触，降低光催化性能并保护树脂基材不被降解，同时，纳米SiO2本身也存在一定的紫外吸收性能，使得填料的屏蔽紫外线的能力增强，从而该改性填料在具有紫外线吸收性能的同时，光催化性能得到抑制；将改性填料加入油墨中时，不仅能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保水性油墨的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步、按照如下重量份：聚丙烯酸酯乳液60-70份、改性填料6-7份、颜料4-5份、润湿剂0.5-0.7份、分散剂0.8-1份、消泡剂0.5-0.7份、去离子水10-12份称取原料；/n第二步、色浆的制备：/n向分散缸中加入去离子水，再加入颜料，常温超声10min，配制成颜料的水分散液，再加入润湿剂和一半的分散剂，在高速分散机中以6000r/min分散60min后，再加入砂磨机中研磨，研磨至粒度＜10μm，得到色浆；/n第三步、将色浆与聚丙烯酸酯乳液混合，加入改性填料和剩余的一半分散剂，常温超声分散处理80-90min，再加入消泡剂，200r/min机械搅拌10min，得到所述环保水性油墨。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保水性油墨的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、按照如下重量份：聚丙烯酸酯乳液60-70份、改性填料6-7份、颜料4-5份、润湿剂0.5-0.7份、分散剂0.8-1份、消泡剂0.5-0.7份、去离子水10-12份称取原料；
第二步、色浆的制备：
向分散缸中加入去离子水，再加入颜料，常温超声10min，配制成颜料的水分散液，再加入润湿剂和一半的分散剂，在高速分散机中以6000r/min分散60min后，再加入砂磨机中研磨，研磨至粒度＜10μm，得到色浆；
第三步、将色浆与聚丙烯酸酯乳液混合，加入改性填料和剩余的一半分散剂，常温超声分散处理80-90min，再加入消泡剂，200r/min机械搅拌10min，得到所述环保水性油墨。


2.根据权利要求1所述的一种环保水性油墨的制备工艺，其特征在于，所述改性填料由如下方法制备：
(1)称取1.6g纳米ZnO粉体分散在150mL无水乙醇中，常温超声30min，加入3.3g碳酸乙烯酯，继续超声分散30min，将体系置于35℃恒温水浴锅内，保持35℃恒温超声分散，缓慢滴入8.3g正硅酸乙酯和100mL无水乙醇的混合物，控制3h滴完，期间加入氨水调节体系的pH值在8-9之间，反应结束后继续超声分散2h，离心洗涤，产物真空干燥24h，研磨过200目筛后得复合填料；
(2)称取0.5g复合填料，加入至200mL的DMF中，200r/min搅拌10min后超声分散30min，得到复合填料分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑梦平，
申请(专利权)人：郑梦平，
类型：发明
国别省市：广东;44