一种醇溶环保印刷油墨及其制备方法与流程

本发明涉及印刷油墨，具体为一种醇溶环保印刷油墨及其制备方法。

背景技术：

1、油墨是用于印刷的重要材料，其通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上；随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增加，凹版印刷具有印刷速率快、生产效率高和印品质量好等独特优势，在食品软包装印刷领域中占据一定优势；传统食品塑料软包装印刷中，苯溶性氯化聚丙烯油墨应用最广，该油墨的优点是价格低廉，印刷适性优良，印后加工性能好，干燥快，但在生产和贮存过程中，氯化聚丙烯油墨易释放出氯而形成氯化氢，使油墨呈较强的酸性，对印刷版辊产生严重腐蚀，同时会挥发出大量的苯类溶剂蒸汽，对生产环境造成严重的污染，而且这些挥发的苯类溶剂蒸汽排放到大气当中，会对人类的生态环境造成恶劣影响，因此制备出一种环保型印刷油墨成为目前亟需解决的问题。

2、目前环保型油墨主要以水性油墨为主，但由于水本身溶解性差，为了增加溶解性，油墨里要加入多种助溶剂，很容易引起voc超标，另外水性油墨在多色叠印时适性较差，在实际应用上受到一些限制；酯溶性油墨的溶剂以乙酸乙酯、乙酸正丙酯等为主，为调节干燥速度还要加入慢干剂等，这些物质气味较强，对人体有伤害；醇溶型油墨具有干燥速度适中、油墨着色力高、溶剂不会损坏柔印版辊等特点，能够完美应用于柔版印刷设备上；同时醇类溶剂比酯类溶剂有着更低气味和刺激性，因此醇溶型油墨使用更加安全。

3、聚氨酯类油墨具有毒性小、对多种塑料薄膜材料印刷适性好、印品光泽度好等优点，以醇溶性聚氨酯树脂为油墨用连接料，通过添加分散剂、哑粉、钛白粉、溶剂等助剂，得到的印刷油墨具有价格便宜、安全、卫生等优点，适合于国内用于商品的软包装生产；发明专利cn101168633b公开了一种环境友好型油墨用聚氨酯连接剂的制备方法，先用二异氰酸酯和聚酯多元醇生成端基为-nco的预聚体，然后用二羟甲基丙酸和1,4-丁二醇扩链制得聚氨酯连接剂，但该方法所得聚氨酯连接剂存在粘结力有限、不耐溶剂冲洗等缺点，使得制备的聚氨酯油墨耐高温蒸煮性能不佳；发明专利cn102746735b公开了一种醇溶性聚氨酯油墨连接料，该油墨连接料不含未反应的异氰酸酯基团，毒性小，可用于醇溶型油墨中；但该油墨连接料分为甲组分和乙组分，需要调整两组分比例，使用起来比较麻烦，且未明显提高油墨的防水性能。

4、目前市面上普通的复合油墨不具备耐蒸煮性能，经过蒸煮、高温消毒或烘干等高温处理后，包装袋容易出现起皱、离层，颜色褪色、迁移、渗透等现象；本发明通过合成含氟和酰亚胺基团的新型二胺扩链剂，与聚酯多元醇、甲苯异氰酸酯等反应，得到防水耐蒸煮聚氨酯树脂，接着加入乙醇及相关助剂，得到的印刷油墨，具有绿色环保、安全无污染的特点，拓宽了油墨的应用范围。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种醇溶环保印刷油墨及其制备方法，提高了油墨的耐蒸煮性和防水性，适应多种印刷薄膜的需要，绿色环保、安全无污染。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种醇溶环保印刷油墨包括如下重量份数计的组分：30-40份防水耐蒸煮聚氨酯树脂、1.5-4份聚乙烯醇缩丁醛树脂、乙醇30-45份、1-2份分散剂、0.3-0.5份抗静电剂，1.5-2.5份消泡剂、0.2-0.4份附着力促进剂和20-30份颜料。

4、分散剂为烷基硫酸酯钠，抗静电剂为ae-2v，消泡剂为有机硅油，附着力促进剂为二氧化硅粉，颜料为钛白粉。

5、进一步的，醇溶环保印刷油墨的制备方法为：向装有玻璃砂的胶罐中加入聚乙烯醇缩丁醛树脂和1/3乙醇，密封在摇摆机上高速分散20-30min，接着加入1/2防水耐蒸煮聚氨酯树脂、1/3乙醇和消泡剂，搅拌下逐渐加入颜料和附着力促进剂，继续高速分散50-80min，加入剩余的1/2防水耐蒸煮聚氨酯树脂、1/3乙醇、分散剂和抗静电剂，继续在摇摆机上高速分散5-15min，待其达到预定的质量要求时，用100-200目砂网过滤，除去机械杂质及粗粒，得到醇溶环保印刷油墨。

6、进一步的，防水耐蒸煮聚氨酯树脂的制备方法为：

7、步骤s1、氮气氛围下，向装有回流冷凝管和温度计的反应烧瓶中加入2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷和乙酸，加热溶解后，加入4-硝基邻苯二甲酸酐，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，乙酸洗涤，在甲苯和n,n-二甲基乙酰胺中重结晶后，得到双硝基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷；

8、步骤s2、氮气氛围下，向装有回流冷凝管和温度计的反应烧瓶中加入双硝基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷和乙醇，搅拌均匀后，加入氯化铵水溶液和铁粉，搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，乙酸乙酯和去离子水萃取，有机相浓缩，干燥后得到双氨基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷；

9、步骤s3、氮气氛围下，向装有温度计和回流冷凝管的反应烧瓶中加入25-35g聚己二酸乙二醇酯、5-10g聚乙二醇、20-30g甲苯二异氰酸酯、4-8g二羟甲基丙酸和0.15-0.25g二月桂酸二丁基锡，在70-90℃下反应3-5h，加入丙酮降低黏度，降温至35-45℃，加入2-10g双氨基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷进行扩链，升温至55-70℃继续反应1-3h，加入三乙胺调节ph，然后加入去离子水剪切乳化20-35min，减压浓缩，得到防水耐蒸煮聚氨酯树脂。

10、进一步的，步骤s1中2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、4-硝基邻苯二甲酸酐的比例关系为1mol:(2.05-2.2)mol。

11、进一步的，步骤s1中反应温度为140-160℃，反应时间为8-16h。

12、进一步的，步骤s2中氯化铵水溶液的质量分数为10-20％。

13、进一步的，步骤s2中双硝基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷、氯化铵水溶液、铁粉的比例关系为1mol:(8-12)mol:(5-10)mol。

14、进一步的，步骤s2中反应温度为60-75℃，反应时间为2-5h。

15、进一步的，步骤s3中三乙胺调节ph为8-9。

16、采取上述技术方案，本发明的有益效果在于：

17、本发明首先将2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷和4-硝基邻苯二甲酸酐反应，得到双硝基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷，然后在铁粉和氯化铵的体系下发生硝基还原反应，得到双氨基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷，接着以聚己二酸乙二醇酯、聚乙二醇和甲苯二异氰酸酯在引发剂的作用下聚合并加入双氨基邻苯二甲酰亚胺六氟丙烷作为扩链剂，得到防水耐蒸煮聚氨酯树脂，最后与乙醇、颜料与助剂等分散均匀，得到醇溶环保印刷油墨。

18、醇溶环保印刷油墨含有独特化学结构的有机氟，可以降低表面自由能，减少表面与其他物质的接触能力，成膜过程中氟元素优先向外表面迁移，造成氟元素在涂膜表面富集现象，具备疏水疏油特性的c-f键可以在材料表面可以形成一种非常薄的分子层，从而降低表面能量，使得水珠在表面无法停留，从而实现疏水效果，进而使得制备的复合油墨的防水性得到增强；同时防水耐蒸煮聚氨酯树脂中含有耐高温的酰亚胺基团，其主链含有十分稳定的芳杂环结构单元，分子链间的极性作用力很强，可以应用于高温杀毒、环保卫生等对温度要求较高的场合。

19、聚氨酯可溶于乙醇，异氰酸基团也会和乙醇的羟基反应掉，降低了其在使用过程中产生毒性的可能，相比于酯类溶剂，有利于产品成本的降低，减少环境污染，且对水气不敏感，可在任何环境中使用，进一步拓宽了醇溶印刷油墨的应用范围。