一种环保型薄膜水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型薄膜水性油墨及其制备方法，涉及油墨技术领域，包括以下原料：改性水性聚氨酯乳液10～20份、改性水性丙烯酸树脂20～40份、颜料10～20份、三乙醇胺0.8～1.2份、成膜助剂0.4～0.8份、水10～30份；制备方法包括：S1、将改性水性聚氨酯乳液、改性水性丙烯酸树脂和水进行混合，在1500～2000r/min下搅拌30～60min；S2、继续加入颜料、三乙醇胺和成膜助剂，继续搅拌混合均匀。本发明专利技术的有益效果是通过对水性丙烯酸和水性聚氨酯进行改性，以及与三乙醇胺和成膜助剂等协同作用，能够提高本发明专利技术的水性油墨与薄膜的附着力，并提高油墨的耐水性。高油墨的耐水性。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型薄膜水性油墨及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油墨
，具体涉及一种环保型薄膜水性油墨及其制备方法。

技术介绍

[0002]在我国现阶段，食品印刷包装中使用量最大的是氯化聚丙烯油墨、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。在环境保护意识逐渐增强的情况下，尤其是在食品、儿童玩具和医疗包装领域，开展环保型油墨的研发势在必行。
[0003]在众多的环保型油墨中，水性油墨是较有前途的一类。水性油墨的主体溶剂是水，水挥发后清洁无污染，操作者在使用过程中安全健康无毒害，而且水具有导电性不会积聚静电，生产现场非常安全。水性油墨相对于溶剂型油墨在环保、健康、安全上具有无可比拟的优势，是名符其实的绿色产品。
[0004]虽然水性油墨安全健康无毒害，但由于水性油墨的溶剂水是极性材料，通常很难在低极性的塑料薄膜表面润湿，从而导致在薄膜表面附着力较差。常用的水性油墨有水性丙烯酸油墨和水性聚氨酯油墨，水性丙烯酸油墨印刷于高密度、低密度聚乙烯薄膜上时附着力较好，但印刷于聚丙烯薄膜上时附着力较差，即水性丙烯酸油墨无法在聚乙烯、聚丙烯、PET、PVC、铝箔等薄膜上通用。选用复溶性较差的水性丙烯酸乳液来制备水性塑料表印油墨时，成膜后耐水性较好但会出现堵版现象，增加工人的工作量，并且产品印刷效果差导致产品不合格。选用复溶性较好的水性丙烯酸乳液来制备水性塑料表印油墨时，成膜后会出现印刷好的成品不耐水、遇水揉搓会掉色的问题。当选用复溶性较好的丙烯酸乳液与复溶性较差的乳液互配来制备水性塑料表印油墨时，仍然会出现印刷成膜后产品不耐水，遇水后轻微揉搓掉色的问题。水性聚氨酯油墨虽然对PET、尼龙薄膜的附着力好，但对聚丙烯印刷薄膜的附着力相对较差，并且耐水性差。耐水性太差时印刷时会出现咬色现象，当后续的干式复合工艺中使用水性复合胶水进行复合时，还会出现水性复合胶将已印刷薄膜上的油墨轻微溶解导致有白点出现的现象，导致印刷产品不合格。
[0005]因此，如何提高水性油墨在塑料薄膜上的附着力，是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种环保型薄膜水性油墨及其制备方法。
[0007]本专利技术的技术解决方案如下：
[0008]本专利技术第一方面提供一种环保型薄膜水性油墨，包括以下重量份数的原料：
[0009]改性水性聚氨酯乳液10～20份、改性水性丙烯酸树脂20～40份、颜料10～20份、三乙醇胺0.8～1.2份、成膜助剂0.4～0.8份、水10～30份。
[0010]优选地，所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括：将乳化剂加入水中，得到乳液；向
乳液中加入聚乙烯蜡颗粒，分散均匀；继续加入聚氨酯颗粒，分散均匀；最后加入硅烷偶联剂和纳米氧化锌，在60～80℃搅拌1～3h，得到改性水性聚氨酯乳液。
[0011]优选地，聚氨酯颗粒、聚乙烯蜡颗粒、纳米氧化锌与水的质量比为3～4:1～2:0.6～1:20～40。
[0012]优选地，乳化剂的加入量为聚氨酯颗粒质量的4～8％，硅烷偶联剂加入量为聚氨酯颗粒质量的1～2％。
[0013]优选地，所述改性水性丙烯酸树脂的制备方法包括：
[0014]将β
‑
环糊精溶解加入去离子水中，加热至70～80℃溶解，继续加入改性纳米粒子和硅烷偶联剂，超声分散30～60min，最后加入聚乙二醇，得到改性β
‑
环糊精；
[0015]将丙烯酸与甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺、甘油脂肪酸酯与去离子水进行混合，继续加入改性β
‑
环糊精，搅拌乳化，制得混合液一；
[0016]将己二酸二酰肼和偶氮二异丁腈溶于去离子水中，制得混合液二；
[0017]将混合液一升温至50～60℃，将混合液二滴加于混合液一中，继续升温至80～100℃，反应时间2～8h，制得改性水性丙烯酸树脂。
[0018]优选地，改性纳米粒子的制备方法包括：将纳米二氧化钛和纳米二氧化硅分散在水中，形成分散液；将硅烷偶联剂加入乙醇中，加入纳米纤维素高速分散；继续加入所述分散液，于50～70℃下加热反应1～3h，冷却，得改性纳米粒子。
[0019]优选地，纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米纤维素的质量比为2～4:1～2:1～2，硅烷偶联剂的加入量为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米纤维素三者总质量的1～3％。
[0020]优选地，改性纳米粒子、β
‑
环糊精、聚乙二醇、硅烷偶联剂的质量比为1～2:2～4:1～2:0.01～0.02。
[0021]优选地，丙烯酸与甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺、甘油脂肪酸酯、己二酸二酰肼和偶氮二异丁腈的质量比为2～6:2～6:4～8:0.4～0.8:0.8～1.2:0.4～0.6:0.4～0.6，纳米二氧化硅和β
‑
环糊精的加入量分别为丙烯酸质量的3～7％和5～9％。
[0022]本专利技术的第二方面提供一种环保型薄膜水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将改性水性聚氨酯乳液、改性水性丙烯酸树脂和水进行混合，在1500～2000r/min下搅拌30～60min；
[0024]S2、继续加入颜料、三乙醇胺和成膜助剂，继续搅拌混合均匀。
[0025]本专利技术至少具有以下有益效果之一：
[0026]本专利技术是以水性丙烯酸和水性聚氨酯作为连接料，并通过对水性丙烯酸和水性聚氨酯进行改性来提高连接料与薄膜的附着力，具体而言：
[0027]一方面，本专利技术将乳化剂加入水中，得到乳液，向乳液中加入聚乙烯蜡颗粒、聚氨酯颗粒、硅烷偶联剂和纳米氧化锌，从而制得改性水性聚氨酯乳液；聚乙烯蜡能够作为颜料的载体，改善颜料和填料的分散性，有良好的防沉降作用，提高油墨的耐磨性；采用硅烷偶联剂对纳米氧化锌进行表面处理，从而在纳米氧化锌表面成功连接上硅烷偶联剂，不仅能够使纳米氧化锌与水性聚氨酯之间紧密连接起来形成更大的分子，使得水性油墨具有更多的点位与基底相互作用，从而提高所得水性油墨的附着力，而且硅烷偶联剂上含有大量的碳碳双建，不仅可与水性聚氨酯树脂发生交联，提高水性聚氨酯的网络密度，阻止了水分子
的浸入，从而提高所得水性油墨的耐水性能；并且，由于纳米氧化锌粒径较小，粒径分布较为均匀，通过加入乳化剂和硅烷偶联剂，有利于提高纳米氧化锌在水性油墨中的分散性。因此，通过改性能够提高水性聚氨酯和纳米氧化锌的分散性，并且提高聚氨酯与薄膜的附着力，并提高油墨的耐水性。
[0028]另一方面，通过对水性丙烯酸树脂进行改性，改性纳米粒子不仅能够保持油墨的良好流动性和细度防止颜料沉降，而且能够均匀分散在水性丙烯酸树脂中，有助于提高油墨的耐磨性、防腐性，并且改性粒子能够与水性丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型薄膜水性油墨，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性水性聚氨酯乳液10～20份、改性水性丙烯酸树脂20～40份、颜料10～20份、三乙醇胺0.8～1.2份、成膜助剂0.4～0.8份、水10～30份。2.根据权利要求1所述的一种环保型薄膜水性油墨，其特征在于，所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括：将乳化剂加入水中，得到乳液；向乳液中加入聚乙烯蜡颗粒，分散均匀；继续加入聚氨酯颗粒，分散均匀；最后加入硅烷偶联剂和纳米氧化锌，在60～80℃搅拌1～3h，得到改性水性聚氨酯乳液。3.根据权利要求2所述的一种环保型薄膜水性油墨，其特征在于，聚氨酯颗粒、聚乙烯蜡颗粒、纳米氧化锌与水的质量比为3～4:1～2:0.6～1:20～40。4.根据权利要求2所述的一种环保型薄膜水性油墨，其特征在于，乳化剂的加入量为聚氨酯颗粒质量的4～8％，硅烷偶联剂加入量为聚氨酯颗粒质量的1～2％。5.根据权利要求1所述的一种环保型薄膜水性油墨，其特征在于，所述改性水性丙烯酸树脂的制备方法包括：将β
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环糊精溶解加入去离子水中，加热至70～80℃溶解，继续加入改性纳米粒子和硅烷偶联剂，超声分散30～60min，最后加入聚乙二醇，得到改性β
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环糊精；将丙烯酸与甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、双丙酮丙烯酰胺、甘油脂肪酸酯与去离子水进行混合，继续加入改性β
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环糊精，搅拌乳化，制得混合液一；将己二酸二酰肼和偶氮二异丁腈溶于去离子水中，制得混合液二；将混合液一升温至50～60℃，将混合液二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周来生，李雄，
申请(专利权)人：江西科态新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：