一种具有绝缘效果的黑色水性油墨及其制备方法与流程

本发明属于高分子精细化工，具体涉及一种具有绝缘效果的黑色水性油墨及其制备方法。

背景技术：

1、传统的双面pe淋膜纸杯（简称双pe纸杯），是将白卡纸的双面均淋膜薄薄的聚乙烯薄膜层，然后在印刷面进行柔版印刷，最后再成型制杯。该工艺由于油墨裸露在外，因此对水性油墨的耐水、耐磨、耐刮等性能要求较高，很多时候还要进行额外的上光油罩面处理，成本也相应增加。

2、现有新工艺的淋膜纸杯出现，先将白卡纸的其中一面用水性油墨印刷图文，然后对白卡纸的空白面及印刷面均进行电晕处理（目的是增加纸张和墨层的表面张力，提高淋膜后的粘接力），接着用聚乙烯进行双面淋膜，最后再成型制杯。用该工艺制得的新型双pe纸杯，由于墨层是完全封闭在白卡纸与聚乙烯淋膜层之间，因此天然具有抗迁移、耐水、耐溶剂、耐磨、耐刮等特性。

3、传统的黑色水性油墨使用色素炭黑作为着色剂，色素炭黑天然具有一定的导电性，粒径越细、色浓度越高、墨层越薄、导电性越强。在电晕处理过程中，施加的高压电会瞬间击穿含有色素炭黑的黑色涂层或其他含色素炭黑的专色涂层，形成涂层击穿痕，严重时会产生火花进而起火燃烧。市场上传统的绝缘型炭黑，多用于电气电子等塑胶类产品。能够用于水性油墨的绝缘型色素炭黑，还要能满足吸油值低、黑度高的基本要求，价格都很昂贵，而且基本都是进口产品，货源也不稳定。铜铬黑（颜料黑28）作为黑度仅次于炭黑的环保黑色着色剂，具有黑度高、吸油值低、辐射换热效率高等特点，主要用于耐高温的烤漆、反射红外线的保温涂层等特种领域。铜铬黑具有天然的物理惰性，导电能力远小于一般的色素炭黑，接近绝缘炭黑的绝缘水平，可满足新型双pe纸杯的工艺要求。

4、但是，由于铜铬黑的比重太大，高达5.0以上，而且化学惰性很强，要想使用市售的传统分散剂，通过空间位阻和静电排除的原理，来实现铜铬黑粉体颗粒的稳定分散，长期储存不分层、不沉淀，难度很大，而纸杯印刷油墨又要求低粘度印刷，更加突出了这个抗沉降问题。

5、

技术实现思路

1、为解决现有技术问题，本发明先将铜铬黑粉体研磨成纳米级粉体，然后作为无机粒子接枝聚合到水性树脂中，融合为一体，不仅可以很好地解决铜铬黑的抗沉降难题，而且与水性树脂聚合后进一步减少了铜铬黑粒子之间二次团聚的机会，明显提高配制后黑色墨层的绝缘性。本发明提供了一种具有绝缘效果的黑色水性油墨及其制备方法。

2、本发明的具体技术方案如下：

3、本发明提供的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤s1，研磨铜铬黑粉体，得到铜铬黑；步骤s2，将去离子水、乳化剂1、偶联剂、引发剂、消泡剂、铜铬黑混合分散均匀，得到铜铬黑预分散液；步骤s3，将去离子水、乳化剂2、丙烯酸酯单体、ph缓冲剂混合均匀，得到种子乳液；步骤s4，将铜铬黑预分散液滴加到种子乳液中，采用钴-60辐射聚合制得铜铬黑-丙烯酸酯杂化黑色乳液；步骤s5，将铜铬黑-丙烯酸酯杂化黑色乳液、消泡剂、流平剂、抗磨剂、增稠剂、杀菌剂混合分散均匀，过滤即得具有绝缘效果的黑色水性油墨。

4、其中，步骤s1中铜铬黑的粒径d90<0.6μm。

5、其中，步骤s2中乳化剂1为重烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、乙基硫磺酸钠、琥珀酸酐-3-磺酸钠、月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二钠、硬脂酸甲酯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚m、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐、聚乙二醇、聚氧乙烯月桂醇醚、脱水山梨醇三硬脂酸酯、季戊四醇四异硬脂酸酯中的一种或几种。

6、其中，步骤s2中偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、n,n-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、双-(3-三甲氧基硅丙基)胺、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

7、其中，步骤s2中引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、过氧化二月桂酰中的一种或几种。

8、其中，步骤s2中消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂、矿物油类消泡剂、脂肪醇类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂、脂肪酸酯类消泡剂中的一种或几种。

9、其中，步骤s3中丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸叔丁酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。

10、其中，步骤s3中乳化剂2为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、乙基硫磺酸钠、磺基琥珀酸酯二钠、聚甘油酯、磷酸酯类表面活性剂、烷基多苷、咪唑啉类两性表面活性剂、烷基酰胺mea盐、烷基萘磺酸盐中的一种或几种；ph缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸三钠、一乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙醇胺、四硼酸钠、乙二胺、氨水、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或几种。

11、其中，步骤s4中钴-60辐射聚合的温度为40℃-60℃，辐射时间为1h-3h，总吸收剂量为10kgy-50kgy。

12、本发明还提供了一种具有绝缘效果的黑色水性油墨，其特征在于，采用上述具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法制备得到。

13、与现有技术相比，本发明提供的具有绝缘效果的黑色水性油墨及其制备方法具有如下优势：

14、（1）本发明通过钴-60辐射聚合方式将铜铬黑接枝到丙烯酸酯乳液中，相比传统乳液聚合方式明显降低了反应温度和反应时间，大大提高了生产效率；

15、（2）将铜铬黑作为黑色着色剂，替代传统色素炭黑应用于水性油墨，极大地增强了黑色墨层的绝缘性能，适合墨层经过电晕机放电时，无击穿痕的工艺要求；

16、（3）通过钴-60辐射聚合装置，将铜铬黑接枝聚合到丙烯酸乳液中，大大提高了粉体与树脂的相容性，解决了高密度铜铬黑粉体的分层、沉淀问题，黑色水性油墨的储存稳定性好；

17、（4）由于接枝聚合物对铜铬黑的包覆性极好，整个黑色水性油墨对刮刀和印版的损伤远小于同类产品。

18、

技术特征：

1.一种具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法，其特征在于，

10.一种具有绝缘效果的黑色水性油墨，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的具有绝缘效果的黑色水性油墨的制备方法制备得到。

技术总结本发明提供了一种具有绝缘效果的黑色水性油墨及其制备方法，制备方法包括：研磨铜铬黑粉体，得到铜铬黑；将去离子水、乳化剂1、偶联剂、引发剂、消泡剂、铜铬黑混合分散均匀，得到铜铬黑预分散液；将去离子水、乳化剂2、丙烯酸酯单体、pH缓冲剂混合均匀，得到种子乳液；将铜铬黑预分散液滴加到种子乳液中，采用钴‑60辐射聚合制得铜铬黑‑丙烯酸酯杂化黑色乳液；将铜铬黑‑丙烯酸酯杂化黑色乳液、消泡剂、流平剂、抗磨剂、增稠剂、杀菌剂混合分散均匀，过滤得到。该黑色水性油墨具有绝缘性能，适合墨层经过电晕机放电时无击穿痕的工艺要求；且无铜铬黑粉体的分层、沉淀问题，储存稳定性好；对刮刀和印版的损伤远小于同类产品。技术研发人员：杨浩,喻双武,李红波受保护的技术使用者：上海高邦印刷材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13