一种快干型水性油墨及其制备方法与流程

本发明涉及印刷油墨，具体涉及一种快干型水性油墨及其制备方法。

背景技术：

1、在印刷行业中，油墨的干燥速度和环保属性是决定产品应用广泛性和市场接受度的关键因素。特别是在高速印刷技术广泛应用的当下，快速干燥能够显著提高生产效率和降低等待时间。然而，传统使用的溶剂型油墨虽然在干燥速度上具有优势，但其含有大量挥发性有机化合物(vocs)，不仅对环境构成重大污染，也可能对操作人员健康造成威胁。因此，虽然溶剂型油墨在某些高速印刷领域依然占据一席之地，但其环境和健康问题已迫切需要解决。

2、针对上述问题，水性油墨成为了一种受到欢迎的替代方案，因为它们相比溶剂型油墨具有更低的voc排放，对环境和操作人员更为友好。然而，水性油墨的主要限制在于其干燥速度通常较慢，这在高速印刷操作中可能导致生产效率降低，影响整体工作流程。因此，开发一种即环保又能迅速干燥的水性油墨变得尤为关键，既要满足环保的需求，又要保持生产过程的高效率，以适应快速发展的印刷市场需求。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种快干型水性油墨及其制备方法，将水性聚氨酯树脂与生物质纳米纤维混合，同时加入具有催化性能的氧化锌量子点，减少易挥发毒性组分的同时，可以有效提高水性油墨的干燥速度，同时可以提高水性油墨的结构整体性，提高了产品的使用性能。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种快干型水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30～40份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、水性颜料2～6份、氧化锌量子点2～4份、生物质纳米纤维2～4份、十二烷基苯磺酸钠0.5～0.8份、聚二甲基硅氧烷1～1.5份、乙醇5～7份、水15～20份。

3、优选地，所述水性颜料为钛白粉、柠檬黄、酞菁蓝、超细炭黑、钴绿、氧化铁红中的任何一种。

4、优选地，所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：

5、①称取10～20mmol的乙酸锌溶于100ml乙醇中，在室温条件下300～400rpm搅拌使其充分溶解，得到锌离子溶液；

6、②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10ml 0.2mol/l氢氧化钾的乙醇溶液，500～600rpm持续搅拌6～8h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点。

7、优选地，所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

8、i、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；

9、ii、称取2g步骤i所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10ml 30wt％的过氧化氢溶液和200ml 3.2mol/l的硝酸溶液，加热至40～60℃条件下，400～500rpm磁力搅拌48～60h，加入1l蒸馏水终止反应，得到反应终止液；

10、iii、对步骤ii所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100ml蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作4～5次，得到产物前体；

11、iv、将步骤iii所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。

12、本发明还提出一种快干型水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：

13、s1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；

14、s2、将水性聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、水性颜料、氧化锌量子点、生物质纳米纤维、乙醇、水加入反应器中，300rpm搅拌30min；

15、s3、待s2步骤搅拌结束后，向反应器中加入十二烷基苯磺酸钠、聚二甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。

16、本发明取得的有益效果如下：

17、本发明提出的快干型水性油墨通过采用环保材料如水性聚氨酯树脂和生物质纳米纤维，显著降低了挥发性有机化合物(vocs)的排放，使得油墨对环境友好，同时为操作人员提供了更安全的工作环境。其次，油墨的配方中加入了乙醇和氧化锌量子点，这些成分有助于加快水分和其他溶剂的蒸发，提高油墨的干燥速度；其中氧化锌量子点具有量子限域性能，具有催化能力，能在一定程度上加速化学干燥过程，尤其是在光照条件下，有效满足印刷过程中对快干性的需求。此外，生物质纳米纤维通过其高表面积和优异的吸水性能，加速水分蒸发并改善油墨的流变性质，使油墨层更易于形成均匀薄层且快速干燥，同时这些纳米纤维也增强了油墨的结构稳定性，防止干燥过程中的裂纹或形态不稳定，从而提高了生产效率并缩短了整体工作流程的时间。总体而言，本发明的快干型水性油墨是一种高效、环保且性能优越的新型油墨，适合在现代印刷行业广泛应用。

技术特征：

1.一种快干型水性油墨，其特征在于，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30～40份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、水性颜料2～6份、氧化锌量子点2～4份、生物质纳米纤维2～4份、十二烷基苯磺酸钠0.5～0.8份、聚二甲基硅氧烷1～1.5份、乙醇5～7份、水15～20份。

2.根据权利要求1所述的一种快干型水性油墨，其特征在于，所述水性颜料为钛白粉、柠檬黄、酞菁蓝、超细炭黑、钴绿、氧化铁红中的任何一种。

3.根据权利要求2所述的一种快干型水性油墨，其特征在于，所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种快干型水性油墨，其特征在于，所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

5.一种如权利要求1-4任一项所述的快干型水性油墨的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

技术总结本发明涉及印刷油墨技术领域，具体是提供了一种快干型水性油墨及其制备方法，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30～40份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、水性颜料0～8份、氧化锌量子点2～4份、生物质纳米纤维2～4份、十二烷基苯磺酸钠0.5～0.8份、聚二甲基硅氧烷1～1.5份、乙醇5～7份、水15～20份。本发明将水性聚氨酯树脂与生物质纳米纤维混合，同时加入具有催化性能的氧化锌量子点，减少易挥发毒性成分的同时，可以有效提高水性油墨的干燥速度，同时可以提高水性油墨的结构整体性，提高了产品的使用性能。技术研发人员：柳永康,杨郭祥受保护的技术使用者：岳阳晶威新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4