一种基于塑料基材水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术属于印刷油墨技术领域。具体涉及一种基于塑料基材水性油墨及其制备方法，包括如下质量百分数的组分：颜料1～5wt％、改性无皂丙烯酸酯乳液40～70wt％、分散剂DISPERBYK

【技术实现步骤摘要】
一种基于塑料基材水性油墨及其制备方法


[0001]本专利技术属于印刷油墨
具体涉及一种基于塑料基材水性油墨及其制备方法。

技术介绍

[0002]与传统溶剂型油墨相比，水性油墨极大地减少了VOCs的排放量，有效地保障了生产人员的健康。但水性油墨在一些塑料基材上的附着与干燥性能仍有所不足。
[0003]丙烯酸类乳液是印刷行业常见油墨连接料之一，具有优良的耐磨性、粘结性，耐候性，但其是耐水性、耐污性较差，在非吸收性材料上的附着能力较小，干燥速度较慢、抗黏性差。此外丙烯酸树脂制备工艺通常会含有物理型乳化剂，所制备的树脂更容易产生气泡，同时会导致其光泽度、耐水性、稳定性的下降。
[0004]在油墨制备过程中，占有极大的比重的连接料的性能将直接影响最终油墨的性能，故通过自制丙烯酸酯乳液来制备水性油墨以改善油墨相关性能。通过苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)制备乳液，通过添加一定比例的硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯(MMA)可以改善丙烯酸酯乳液的相关性能。采用改性丙烯酸酯乳液制备水性油墨的干燥性、在塑料基材表面的附着牢度良好。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有水性油墨在塑料基材上附着牢度低和干燥性差等问题，提供一种在塑料基材上附着牢度与耐抗性良好的水性油墨制备方法。
[0006]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种基于塑料基材水性油墨，包括如下质量百分数的组分：颜料1～5wt％、改性无皂丙烯酸酯乳液40～70wt％、分散剂DISPERBYK
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193 1～3wt％、消泡剂TEGO 815N(主要成分为聚醚改性硅氧烷混合物)0.5～2wt％、润湿剂KYC648(主要成分为聚醚改性硅氧烷)1～4wt％、调节剂AMP95(主要成分为2
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氨基
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2甲基
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1丙醇)0.5～2wt％、流平剂迪高450(主要成分为聚醚硅氧烷共聚物溶液)0.5～2wt％、成膜剂BCS(主要成分为乙二醇丁醚)0.5～2wt％、无水乙醇3～6wt％、去离子水20～30wt％，各组分按比例添加经预研磨、研磨、过滤制得水性油墨。
[0008]作为优选，所述改性无皂丙烯酸酯乳液制备方法包括如下步骤：
[0009](1)调配无皂丙烯酸酯乳液固含量为30～50wt％，单体总质量为乳液总质量(单体与去离子水的质量和)的30～50wt％。按比例准确量取，苯乙烯质量为单体总质量的44～54wt％、丙烯酸丁酯质量为单体总质量的44～54wt％、丙烯酸质量为单体总质量的2～6wt％)、乳化剂(C6H
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O5NaS)质量为单体总质量的0.4～2wt％、改性剂(硅烷偶联剂KH151、硅烷偶联剂KH570、甲基丙烯酸甲酯)质量为单体总质量的2～5wt％、碳酸氢钠粉末质量为单体总质量的0.3～0.9wt％、过硫酸铵粉末质量为单体总质量的0.6～2wt％。
[0010](2)将部分单体与去离子水、反应型乳化剂C6H
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O5NaS、碳酸氢钠混合。于通风条件
下进行预乳化，预乳化搅拌速度800～1200rpm/min，搅拌时间20～30min；
[0011](3)预乳化完成后，进行乳液的交联聚合反应：聚合温度80～90℃，搅拌速度140～200rpm/min。待温度达到80～90℃时，将装有预乳液的玻璃容器安装在反应装置中，同时打开冷却装置，进行回流冷却。
[0012](4)乳液的交联聚合反应开始时，一次性滴加过硫酸铵溶液体积总量的40～60％。当体系出现蓝相反应时，开始滴加剩余单体、剩余引发剂过硫酸铵溶液、改性剂硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯；滴加结束后，将搅拌器搅拌速度提高到180～230rpm/min左右，持续搅拌140～170min；随后提高搅拌器速度至210～240rpm/min左右，持续搅拌8～12s。
[0013](5)交联聚合结束后，乳液冷却，通过氨水调节乳液的pH值至7～8，通过200～300目标准筛过滤乳液并将过滤后的乳液进行装瓶。
[0014]作为优选，所述过硫酸铵溶液质量分数浓度为5～10wt％。
[0015]作为优选，所述预乳化工艺中，缓冲剂碳酸氢钠用量为碳酸氢钠总质量的100％、苯乙烯用量为苯乙烯总质量的33～50％、丙烯酸丁酯用量为丙烯酸丁酯总质量的33～50％、丙烯酸用量为丙烯酸总质量的67～100％，苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸三种物质剩余部分不参与预乳化工艺。
[0016]作为优选，所述引发剂过硫酸铵溶液分二步加入，当反应开始时，一次性加入过硫酸铵溶液体积总量的40～60％，当反应体系出现蓝相时开始滴加剩余过硫酸铵溶液，分四次共计40min滴加完成，每次滴加量为过硫酸铵溶液体积总量的10～15％。
[0017]一种基于塑料基材水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)将去离子水、BYK193、改性无皂丙烯酸酯乳液、颜料混合加入磨砂机的研磨杯中，进行初步接触分散；10～12min之后，加入镐珠、KYC648；20～30min之后，加入TEGO FOAMEX 815N、、成膜剂BCS、AMP95、迪高450，预研磨转速800～1000r/min，预研磨时间25～35min；
[0019](2)预研磨结束后，控制转速为3000～4000r/min，研磨3～4h之后，加入无水乙醇，继续研磨0.3～0.6h。
[0020](3)用200～300目聚酯网进行过滤，制得一种基于塑料基材水性油墨，封装。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术所制得的改性丙烯酸酯乳液，工艺简单、稳定性好，乳液在塑料基材表面的附着力和耐抗性得到提升。
[0023](2)本专利技术利用改性乳液制备油墨的基本性能得到提升，油墨的粘度降低23％～35％，细度降低34％～43％，初干性提高22％～67％，彻干性提高26％～37％。
[0024](3)本专利技术利用改性乳液制备油墨的附着力和耐抗性得到改善，油墨在BOPP、BOPA、PE等塑料基材表面的附着牢度以及耐抗性得到较明显提升。
[0025](4)本专利技术所制备的水性油墨环保无害，符合当今印刷行业的绿色印刷发展趋势。
附图说明
[0026]图1为本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0027]以下结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，本专利技术的保护内容范围并不局限于以下具体实施例。
[0028]实施例1
[0029](1)材料称取、溶液配制
[0030]1)乳液预设固含量为质量分数40wt％。苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸质量分别为单体总质量的44wt％、54wt％、2wt％；硅烷偶联剂KH570、甲基丙烯酸甲酯质量为单体总质量的5wt％、2wt％；乳化剂、引发剂、缓冲剂用量为单体总质量的1.2wt％、1.0wt％、0.3wt％。
[0031]2)引发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于塑料基材水性油墨，其特征在于：包括如下质量百分数的组分：颜料1～5wt％、改性无皂丙烯酸酯乳液40～70wt％、分散剂DISPERBYK
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193 1～3wt％、消泡剂TEGO 815N(主要成分为聚醚改性硅氧烷混合物)0.5～2wt％、润湿剂KYC648(主要成分为聚醚改性硅氧烷)1～4wt％、调节剂AMP95(主要成分为2
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氨基
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2甲基
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1丙醇)0.5～2wt％、流平剂迪高450(主要成分为聚醚硅氧烷共聚物溶液)0.5～2wt％、成膜剂BCS(主要成分为乙二醇丁醚)0.5～2wt％、无水乙醇3～6wt％、去离子水20～30wt％，各组分按比例添加经预研磨、研磨、过滤制得水性油墨。2.根据权利要求1所述的一种基于塑料基材水性油墨，其特征在于：所述改性无皂丙烯酸酯乳液制备方法包括如下步骤：(1)调配无皂丙烯酸酯乳液固含量为30～50wt％，单体总质量为乳液总质量(单体与去离子水的质量和)的30～50wt％。按比例准确量取，苯乙烯质量为单体总质量的44～54wt％、丙烯酸丁酯质量为单体总质量的44～54wt％、丙烯酸质量为单体总质量的2～6wt％)、乳化剂(C6H
11
O5NaS)质量为单体总质量的0.4～2wt％、改性剂(硅烷偶联剂KH151、硅烷偶联剂KH570、甲基丙烯酸甲酯)质量为单体总质量的2～7wt％、碳酸氢钠粉末质量为单体总质量的0.3～0.9wt％、过硫酸铵粉末质量为乳液总质量的0.6～2wt％。(2)将部分单体与去离子水、反应型乳化剂C6H
11
O5NaS、碳酸氢钠混合。于通风条件下进行预乳化，预乳化搅拌速度800～1200rpm/min，搅拌时间20～30min；(3)预乳化完成后，进行乳液的交联聚合反应：聚合温度80～90℃，搅拌速度140～200rpm/min。待温度达到80～90℃时，将装有预乳液的玻璃容器安装在反应装置中，同时打开冷却装置，进行回流冷却。(4)乳液的交联聚合反应开始时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓飞，张正健，刘光发，徐彦明，陈蕴智，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：