一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种含水性丙烯酸酯‑聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨，所述油墨包括以下原料：水性丙烯酸酯‑聚氨酯乳液、无机填充料、润滑剂、润湿流平剂、消泡剂、抗磨剂、pH值稳定剂、水性颜料、防胀破胶剂、去离子水。本发明专利技术还公开一种含水性丙烯酸酯‑聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨的制备工艺、三辊研磨机。本发明专利技术具有制备工艺简单、易操作，产品安全无毒，着色力和光泽度好，印后附着力好，耐磨性强等效果。

【技术实现步骤摘要】
一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨及其制备工艺
本专利技术属于油墨
，具体涉及一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨及其制备工艺。
技术介绍
中国作为是烟草产销大国，卷烟的产销量占全球30％左右。在卷烟产量的逐年上升的同时，也消耗掉了大量的印刷包装品，而烟草的印刷包装品所使用的印刷油墨多为传统的溶剂型产品，含有大量的苯类、酮类、酯类等挥发性有机溶剂，在印刷过程中大量的挥发和印刷品内的残留，给环境及人们的身心健康带来了极大的危害，需要开发新型环保的烟包油墨以替代传统的溶剂型烟包油墨。水性烟包油墨就是一个及其重要的研究方向。水性油墨是以水作为主体溶剂，由水性树脂、颜料及相关助剂经复合研磨加工而成。常用的涂料、油墨用水性树脂主要为水性聚氨酯树脂和水性丙烯酸酯。水性聚氨酯树脂具有优异的力学性能、耐磨性、柔韧性、附着力、耐化学品性和耐老化性等特点，但是单一的水性聚氨酯乳液存在固含量低、稳定性差、膜的保光性和耐水性差等缺点，而水性丙烯酸酯作水性油墨的连接料，在光泽度、耐候性、耐热性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面均具有显著的优势，但是纯丙烯酸乳液存在耐磨性、耐化学品性差，热黏冷脆等缺点。同时，在制备油墨时，往往要添加少量填充料以作为颜料的充填物质，用来减少颜料的用量，降低油墨成本，同时又可以调整油墨的颜色，改善油墨的印刷适性。但是填充料应用不当可能会引起油墨的胶化，目前比较常用的油墨填充料主要为胶质碳酸钙，但是胶质碳酸钙的制备工艺复杂，价格较高，会提高产品的成本。另外，在生产该烟包油墨时，需要对油墨原料形成的混合物进行进一步地研磨处理，常见的研磨手段是使用三辊研磨机，而现有三辊研磨机存在磨效率不高的问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，利用水性聚氨酯树脂和水性丙烯酸酯性能上的互补性，制备的水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液作为水性烟包油墨的水性连结料，以水作为溶剂，并添加适当无机填充料和多种助剂，充分混合后再置于改进后的三辊研磨机上进一步研磨，制得环保型烟包油墨，该烟包油墨不仅具有安全、无毒无害、不燃不爆等显著特点，而且流变性、印刷适性好，色泽饱满，印刷制品具有良好耐磨、耐水、耐候，着色力强，光泽度好等性能。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨，包括以下重量百分数的原料：水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液20-60份、无机填充料1-10份、润滑剂1-10份、润湿流平剂0.05-0.5份、消泡剂0.05-0.5份、抗磨剂0.05-1份、pH值稳定剂0.5-2份、水性颜料1-10份、防胀破胶剂0.05-0.5份、去离子水20-60份；优选地，一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨，包括以下重量百分数的原料：水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液30-50份、无机填充料5-10份、润滑剂5-10份、润湿流平剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、抗磨剂0.1-1份、pH值稳定剂1-2份、水性颜料5-10份、防胀破胶剂0.1-0.5份、去离子水35-50份；所述的无机填充料为轻质氧化镁；所述的润滑剂为玉米油或者大豆油；所述的消泡剂为水性有机硅消泡剂；所述的水性有机硅消泡剂为DC-65(美国道康宁)；所述的润湿流平剂为DC-67(美国道康宁)；所述的抗磨剂为蜡乳液；所述的pH值稳定剂为三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-丙醇中的任意一种；所述的防胀破胶剂为TM-3(天扬化工)。优选地，一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨的制备工艺，包括以下步骤：S1.制备水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液；S2.取润滑剂和无机填充料，充分搅拌混合，得到均匀粘稠状的混合液A；S3.向混合液A中加入去离子水和水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液，搅拌至分散混合均匀，得到混合液B；S4.向混合液B中加入pH值稳定剂，调节混合液B的pH至碱性，再加入润湿流平剂、抗磨剂、水性颜料、防胀破胶剂和消泡剂，充分搅拌得到分散均匀的混合液C；S5.将混合液C置于三辊研磨机上进行研磨，重复研磨3-5次；S6.研磨完成后，进行过滤处理，得到所述的环保型烟包油墨。优选地，所述的步骤S1中水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液的制备具体包括以下步骤：1)称取异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、1,4-丁二醇，二月桂酸二丁基锡、MDAPS、乙二醇丙烯酸酯、去离子水；所述的MDAPS为两性离子型亲水扩链剂，同时兼有了阴离子和阳离子的特性，使制得的聚氨酯具有良好的表面活性；所述的异佛尔酮二异氰酸酯15-20份，所述的聚碳酸酯二元醇12-15份，所述的1,4-丁二醇1-5份，所述的二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份，所述的MDAPS1-5份，所述的乙二醇丙烯酸酯5-10份，所述的去离子水50-65份；2)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、二月桂酸二丁基锡混合，对混合物进行真空脱水处理后，在氮气保护环境中，进行保温反应；所述的保温温度为75-85℃，保湿时间1-2小时；3)保温反应结束后，继续加入1,4-丁二醇和MDAPS，进行扩链反应；所述的扩链反应时间为1-2小时；4)扩链反应结束后，待溶液降温，继续加入乙二醇丙烯酸酯，进行保温反应；所述的溶液降温为降温到40-50℃；所述的加入乙二醇丙烯酸酯进行保温反应，保温温度为40-50℃，反应时间为0.5-1小时；5)最后，向溶液中加入去离子水，高速搅拌，使其充分乳化，制得水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液；所述的高速搅拌速度为2000-3000转/分钟，搅拌时间为0.5-1小时；制得的水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液的固含量可达30％-45％。优选地，所述步骤S5具体操作如下：1)通过转动连接柱上的防滑套调节三根研磨轴上固定套接的研磨辊的间距；2)打开储料筒的弧形盖板，将步骤S4中得到的混合液C置于三辊研磨机的储料筒内，关闭弧形盖板；3)转动控制阀门，使储料筒内的混合液C通过下料管均匀地排至研磨辊上；4)混合液C在研磨辊间相互挤压、摩擦下进行研磨。一种用于含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨制备工艺的三辊研磨机，包括壳体，所述壳体内设置有移动机构、旋转机构、防固化机构、下料控制机构和分散机构，所述下料控制机构还包含安全控制机构，所述安全控制机构用以注料时自动控制下料通道关闭，且所述安全控制机构包含流速仪、压力传感器与控制器，所述流速仪、所述压力传感器均与所述控制器电性连接；所述移动机构用于控制下料时的原料输入位置；所述连接机构设置在所述旋转机构上，所述连接机构内转动套接有储料筒，所述储料筒与所述防固化机构相适配，所述防固化机构用于防止原料固化；所述旋转机构安装在移动机构上，所述旋转机构用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨，其特征在于，包括以下重量百分数的原料：水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液20-60份、无机填充料1-10份、润滑剂1-10份、润湿流平剂0.05-0.5份、消泡剂0.05-0.5份、抗磨剂0.05-1份、pH值稳定剂0.5-2份、水性颜料1-10份、防胀破胶剂0.05-0.5份、去离子水20-60份。/n

【技术特征摘要】
1.一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨，其特征在于，包括以下重量百分数的原料：水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液20-60份、无机填充料1-10份、润滑剂1-10份、润湿流平剂0.05-0.5份、消泡剂0.05-0.5份、抗磨剂0.05-1份、pH值稳定剂0.5-2份、水性颜料1-10份、防胀破胶剂0.05-0.5份、去离子水20-60份。


2.一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液；
S2.取润滑剂和无机填充料，充分搅拌混合，得到均匀粘稠状的混合液A；
S3.向混合液A中加入去离子水和水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液，搅拌至分散混合均匀，得到混合液B；
S4.向混合液B中加入pH值稳定剂，调节混合液B的pH，再加入润湿流平剂、抗磨剂、水性颜料、防胀破胶剂和消泡剂，充分搅拌得到分散均匀的混合液C；
S5.将混合液C置于三辊研磨机上进行研磨；
S6.研磨完成后，进行过滤处理，得到所述的环保型烟包油墨。


3.根据权利要求2所述的一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨的制备工艺，其特征在于，所述的步骤S1中水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液的制备具体包括以下步骤：
1)称取异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、1,4-丁二醇，二月桂酸二丁基锡、MDAPS、乙二醇丙烯酸酯、去离子水；
2)将异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、二月桂酸二丁基锡混合，对混合物进行真空脱水处理后，在氮气保护环境中，进行保温反应；
3)保温反应结束后，继续加入1,4-丁二醇和MDAPS，进行扩链反应；
4)扩链反应结束后，待溶液降温，继续加入乙二醇丙烯酸酯，进行保温反应；
5)最后，向溶液中加入去离子水，高速搅拌，使其充分乳化，制得水性丙烯酸酯-聚氨酯乳液。


4.根据权利要求2所述的一种含水性丙烯酸酯-聚氨酯复合乳液的环保型烟包油墨的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5具体操作如下：
1)通过转动连接柱(36)上的防滑套(37)调节三根研磨轴(33)上固定套接的研磨辊(34)的间距；
2)打开储料筒(...

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