一种水性柔版印刷油墨及其制备方法与流程
- 国知局
- 2024-09-11 14:49:57
本技术涉及油墨,尤其涉及一种水性柔版印刷油墨及其制备方法。
背景技术:
1、随着油墨技术不断向高科技化发展,人们环保意识的不断提高,开发环保型油墨是今后油墨发展必须首先考虑的问题。环保油墨是通过改变油墨中树脂粘接料功能基团来降小油墨中溶剂用量,即采用环保型原材料配制新型油墨。目前,环保型柔版油墨主要有水性油墨、uv油墨、水性uv油墨和醇溶性油墨。其中水性油墨就是一种正在推广使用“绿色”印刷材料,水性油墨具有其它油墨无可比拟的安全环保特点,水性油墨与溶剂型油墨的最大区别在于前者以水作为溶剂,最大特点就是明显地减少了油墨中vocs的排放量减少大气污染,是世界公认的环保型印刷材料。。
2、目前水性柔版油墨是以聚酰胺树脂或丙烯酸树脂作为粘接料,该类水性柔版墨流平性好,墨层与承印基材附着牢度高、抗水性良好、色饱和度较高,生产过程可直接用自来水清洗版辊。水性柔版油墨虽然有明显的优势,但是目前国内市场上流通的大多数柔性版水墨因其自身表面张力大导致适用基材单一,树脂对溶剂释放性差导致干燥速度慢、附着力差、耐水性差、抗刮耐磨程度差、光泽度小等缺点,这些缺点也抑制了它的快速发展和运用。
3、因此,开发急需一种具有固化速度快、附着力好、耐水性好、稳定性佳和光泽度高的水性柔版印刷油墨,以满足市场需求。
技术实现思路
1、本技术目的在于针对当前技术的不足,提供一种水性柔版印刷油墨及其制备方法,本技术制备的水性柔版印刷油墨具有固化速度快、附着力好、耐水性好和稳定性佳等优势,固化后的油墨附着牢度强和光泽度高,绿色环保,能够满足市场需求。
2、第一方面,本技术提供一种水性柔版印刷油墨,采用如下技术方案:
3、一种水性柔版印刷油墨,按质量份数计,包括以下制备原料:水性预聚物48-50份、活性稀释剂50-52份、水性色浆18-20份、光引发剂4-4.5份、聚乙烯蜡粉0.5-1份、消泡剂0.08-0.12份、流平剂0.5-1份。
4、通过采用上述技术方案,水性预聚物:作为水性柔版印刷油墨中的主要成分,水性预聚物通过自由基聚合制备的苯乙烯丙烯酸共聚物与甲基丙烯酸羟乙酯反应制备而成,具有良好的固化速度和附着力,可以使油墨在印刷后快速干燥并牢固附着在印刷物表面上。活性稀释剂:活性稀释剂是起稀释作用的成分,含有四丙烯酸官能团的活性稀释能够与其他组分形成较强的化学键结合,提高油墨的附着力和稳定性,同时还可以调节油墨的流动性和固化速度。水性色浆:水性色浆通过改性处理增强了其在水性柔版印刷油墨中的分散性和相容性,提高了油墨的光泽度和色彩饱和度,同时增强了色浆与油墨的界面结合力,从而提高了油墨的耐磨性和附着力。光引发剂:光引发剂在油墨固化过程中起到催化剂的作用,促进油墨的光引发固化反应,使油墨在印刷后快速固化形成坚固的印刷图案。聚乙烯蜡粉、消泡剂、流平剂:这些成分主要起到改善油墨的流动性、润湿性和表面张力的作用,提高油墨的印刷性能和涂布均匀性,同时消除油墨表面的气泡,使印刷效果更加平整和光滑。以上各组份在水性柔版印刷油墨中相互协同作用,共同发挥其各自的功能,使得最终制备的油墨具有优异的性能,能够满足印刷市场的需求。
5、优选的,所述水性预聚物的制备方法,包括以下步骤:
6、s21、将苯乙烯、丙烯酸、四氢呋喃和偶氮二异丁腈依次加入反应器中,在氮气保护下,搅拌混合均匀,升温至65℃反应3-4小时,然后用乙醚沉淀3次,干燥后,得到苯乙烯丙烯酸共聚物;
7、s22、将苯乙烯丙烯酸共聚物、四氢呋喃、甲基丙烯酸羟乙酯、苯酚、三乙胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐依次加入反应器中,在氮气保护下,搅拌混合均匀,升温至60℃反应24-30小时,然后用乙醚沉淀3次,干燥后,得到水性预聚物。
8、通过采用上述技术方案,水性预聚物水性柔版印刷油墨中扮演着重要的角色,主要通过以下步骤制备:将苯乙烯、丙烯酸、四氢呋喃和偶氮二异丁腈加入反应器,升温至65℃反应3-4小时,用乙醚沉淀3次,干燥后得到苯乙烯丙烯酸共聚物。将苯乙烯丙烯酸共聚物、四氢呋喃、甲基丙烯酸羟乙酯、苯酚、三乙胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐加入反应器,在氮气保护下升温至60℃反应24-30小时,用乙醚沉淀3次,干燥后得到水性预聚物。水性预聚物的作用及协同作用包括以下方面:提供油墨的主要固化基质,使油墨在印刷后能够迅速固化,附着在印刷物表面上。增强油墨的附着力,使印刷图案持久耐用,不易脱落。与其他成分协同作用,提高油墨的稳定性,使得油墨在制备和使用过程中更加可靠。通过和水性色浆等成分的相互作用,可以调节油墨的颜色和光泽度,提高印刷效果的质量。总的来说,水性预聚物是水性柔版印刷油墨中的关键成分,它在固化速度、附着力、稳定性等方面发挥着重要作用,并与其他成分协同工作,共同为水性柔版印刷油墨的优异性能做出贡献。
9、优选的,所述苯乙烯、丙烯酸、四氢呋喃和偶氮二异丁腈的用量比为500g:346g:2l:16g。
10、优选的,所述苯乙烯丙烯酸共聚物、四氢呋喃、甲基丙烯酸羟乙酯、苯酚、三乙胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的用量比为200g:5l:626g:1l:488g:626g。
11、优选的,所述活性稀释剂的制备方法为:将甲基丙烯酸缩水甘油酯、四氢呋喃、苯酚和三乙胺依次加入反应器中,搅拌混合均匀,升温至40℃反应8-10小时,然后过碱性氧化铝柱子分离,浓缩干燥,得到活性稀释剂。
12、通过采用上述技术方案,活性稀释剂通过甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙二胺反应获得了含有四丙烯酸官能团的活性稀释。活性稀释剂用于调节油墨的粘度和流动性,在印刷过程中起到使油墨易于传播和均匀分布的作用,从而保证印刷的质量和效果。其次,活性稀释剂含有四丙烯酸官能团,可以与其他成分中的官能团进行化学反应,促进油墨中的交联反应,有助于提高油墨的耐磨性和附着力。此外,活性稀释剂还可以增加油墨的稳定性,防止其在储存和使用过程中发生变质或沉淀。因此,活性稀释剂在水性柔版印刷油墨中不仅具有调节性能的作用,还可以提升油墨的综合性能,与其他原料共同发挥协同作用,确保油墨品质的稳定和优良。另外,活性稀释剂的制备方法中所使用的成分也起到了重要的作用。甲基丙烯酸缩水甘油酯作为一种具有活性官能团的化合物,可以与其他成分中的官能团发生化学反应,有助于增强油墨的耐久性和附着力。同时,苯酚和三乙胺的加入也可以提高活性稀释剂的稳定性和抗氧化性能,有助于延长油墨的使用寿命。因此,活性稀释剂的独特成分配方和制备方法与其他原料之间的协同作用,为水性柔版印刷油墨的优异性能提供了重要支持。
13、优选的,所述甲基丙烯酸缩水甘油酯、四氢呋喃、苯酚和三乙胺的用量比为45.22g:200ml:1ml:4.78g。
14、优选的,所述水性色浆的制备方法,包括以下步骤:
15、s71、按照质量分数,将80-100份聚丙烯酸盐置于200-240份水中,搅拌均匀,然后加入50份纳米钛白粉,升温至60℃,搅拌70-80min;离心分离,洗涤,干燥后制得改性纳米钛白粉;所述纳米钛白粉的平均粒径为30纳米;
16、s72、按照质量分数,将50份改性纳米钛白粉加入到由0.6份3-氨丙基三乙氧基硅烷、30份乙醇和30份纯水组成的溶液中,搅拌均匀,升温至40℃,搅拌50-60min,得到水性色浆。
17、通过采用上述技术方案,水性色浆的制备方法包括两个主要步骤:首先是利用聚丙烯酸盐和纳米钛白粉进行改性处理得到改性纳米钛白粉,其次是将改性纳米钛白粉与3-氨丙基三乙氧基硅烷等成分混合制备水性色浆。在水性柔版印刷油墨中,水性色浆的作用是提供颜色、增加光泽度,并且可以增强油墨与印刷介质的附着力。在这个制备方法中,纳米钛白粉经过改性处理后,其粒径较小且表面活性增强,有利于提高柔版印刷油墨的色彩鲜艳度和光泽度。同时,3-氨丙基三乙氧基硅烷可以增加改性纳米钛白粉与油墨基质间的相容性,有助于提高油墨的稳定性和耐磨性,减少沉淀和分层现象,从而提高印刷品的外观质量和持久性。因此,制备出高质量的水性色浆不仅可以提高印刷品的质量和稳定性,还可以增加油墨的适用范围和市场竞争力。
18、优选的,所述光引发剂由紫外光引发剂irgacure819、紫外光引发剂irgacure907和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以质量份数比5:3:1-2组成,所述紫外光引发剂irgacure819和紫外光引发剂irgacure907均购自德国巴斯夫公司。
19、通过采用上述技术方案,光引发剂在水性柔版印刷油墨中的作用是触发光引发聚合反应,促使油墨中的预聚物发生聚合固化,实现油墨的固化和干燥。所述光引发剂由紫外光引发剂irgacure819、紫外光引发剂irgacure907和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦组成,其质量份数比为5:3:1-2。紫外光引发剂irgacure819和irgacure907能够被紫外光激发产生自由基,从而引发预聚物的聚合反应。2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦是一种光引发剂协同剂,可以加速紫外光引发剂的活化过程,提高固化速度和效率。通过不同比例的组合,可以调节光引发剂的活性和适用范围,使其更适合水性柔版印刷油墨的固化要求。因此,所述光引发剂在水性柔版印刷油墨中的协同作用是通过紫外光引发剂和协同剂共同作用,实现油墨的快速固化和干燥,从而提高油墨的附着力、耐磨性和耐水性,同时保持油墨表面的光泽度和质感,使印刷品具有更高的质量和稳定性。
20、优选的,所述流平剂为聚丙烯酸酯;所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
21、第二方面,本技术提供一种水性柔版印刷油墨的制备方法,采用如下的技术方案:作为一个总的技术构思,本技术还提供上述一种水性柔版印刷油墨的制备方法,包括以下步骤:
22、按照质量份数,将水性预聚物和活性稀释剂进行混合然后进行以700rpm速度搅拌分散20-30分钟,再加入水性色浆、聚乙烯蜡粉、流平剂和消泡剂继续进行以900rpm速度搅拌分散25-30分钟,然后加入光引发剂继续以1000rpm速度搅拌分散10-15分钟,得到水性柔版印刷油墨。
23、综上所述,本技术的有益技术效果:
24、1.固化速度快:通过使用特定配方的光引发剂,能够快速引发油墨中的固化反应,使油墨在印刷后能迅速固化干燥,提高生产效率。
25、2.附着力好:通过水性预聚物和活性稀释剂的配比调整,实现油墨与印刷基材的良好结合,使油墨附着力强,避免出现脱落或剥离现象。
26、3.耐水性好:水性柔版印刷油墨在固化后具有良好的耐水性能,保持印刷品表面的清晰度和稳定性,能够长时间保持印刷品的质量。
27、4.绿色环保:采用水性预聚物等环保原料制备油墨,减少有害气体和物质的排放,符合环保政策和市场需求。
28、5.具有稳定性:水性柔版印刷油墨经过配方优化,能够在生产过程中保持稳定性,不易发生变质或沉淀,确保油墨质量的稳定性和一致性。
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