醇水复合塑料油墨及其制备方法.pdf

本发明公开了一种醇水复合塑料油墨，它包括改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、分散剂、颜料、改性聚酯树脂、附着力促进剂和乙醇，其特征是各组分的重量份含量分别是改性丙烯酸共聚树脂15份～45份，改性醛酮树脂2份～10份，分散剂2份～5份，颜料8份～35份，改性聚酯树脂6份～10份，附着力促进剂1份～4份，乙醇20份～40份。本发明提供的醇水复合塑料油墨，不仅安全性好，而且印刷适性优良，适合不同的高速或低速印刷。油墨在使用过程中可直接用水或乙醇稀释，对环境和人身体都不存在危害，绝对为绿色环保产品，其市场潜力十分可观。

1.  一种醇水复合塑料油墨，它包括改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、分散剂、颜料、改性聚酯树脂、附着力促进剂和乙醇，其特征是各组分的重量份含量分别是改性丙烯酸共聚树脂15份～45份，改性醛酮树脂2份～10份，分散剂2份～5份，颜料8份～35份，改性聚酯树脂6份～10份，附着力促进剂1份～4份，乙醇20份～40份。

2.  根据权利要求1所述的醇水复合塑料油墨，其特征在于所述的改性丙烯酸共聚树脂的平均分子量为8000～100000，改性丙烯酸共聚树脂为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂。

3.  根据权利要求1或2所述的醇水复合塑料油墨，其特征在于所述的改性聚酯树脂为丙烯酸酯改性聚酯树脂。

4.  根据权利要求1或2所述的醇水复合塑料油墨，其特征在于所述的乙醇为含量95％的乙醇；所述的分散剂为BYK-220S；所述的附着力促进剂为钛酸酯高联剂HW-801。

5.  根据权利要求3所述的醇水复合塑料油墨，其特征在于所述的乙醇为含量95％的乙醇；所述的分散剂为BYK-220S；所述的附着力促进剂为钛酸酯高联剂HW-801。

6.  一种根据上述权利要求所述的醇水复合塑料油墨的制备方法，其特征在于采用如下的步骤：
a)、预分散，将改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、改性聚酯树脂、分散剂、乙醇按配方比例的1/3-2/3分别加入到预混合分散缸中，开动分散机将其搅拌均匀，然后在搅拌过程中逐渐加入配方量的颜料、附着力促进剂，加料完毕后开启分散机搅拌均匀，分散以对颜料进行充分的润湿，制得待研磨的预分散色浆；
b)、研磨分散，将预分散色浆通过研磨设备进行细分散，用外力分离颜料的聚集体使之成为符合油墨工艺要求的细度≤15μm，从而得到颜料色浆；
c)、调配，将余下的改性丙烯酸共聚树脂液、改性醛酮树脂液、改性聚酯树脂液、分散剂、乙醇加入到颜料色浆中，开动高速分散机搅拌以充分分散混合均匀，然后再对油墨的粘度、色相作调整，从而达到预定的质量要求，制成成品油墨；
d)、净化包装，通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，然后包装。

7.  根据权利要求6所述的醇水复合塑料油墨的制备方法，其特征是所述的改性丙烯酸共聚树脂是聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂，所述聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂的生产方法是首先利用聚醚二元醇和二异氰酸酯合成带有-NCO基团的聚氨酯预聚体，其反应过程如式(1)所示：
(n+1)OCN-R-NCO+nHO-R’朞H→OCN-(RNHCOOR’OCONH)nR朜CO
利用减压对聚醚二元醇进行蒸馏，得到的聚氨酯预聚体再与羟基丙烯酸进一步反应生成两端均有丙烯酸封端的聚氨酯丙烯酸预聚体，其反应过程如式(2)所示：
OCN-(RNHCOOR’OCONH)nR朜CO+2CH2＝CHCOOCH2CH(CH3)OH→CH2＝
CHCOOH2CH(CH3)OCONH-(RNHCOOR’OCONH)nR朜HOCOCH(CH3)CH2COOCH＝CH2
在引发剂偶氮二异丁晴作用下，在50～100℃的范围内，得到的聚氨酯丙烯酸预聚体再与单体丙烯酸聚合，在水介质中聚合制得的聚合溶液即为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂。

8.  根据权利要求6或7所述的醇水复合塑料油墨的制备方法，其特征是所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂，所述的生产方法是以丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类单体和苯乙烯为原料，在引发剂偶氮二异丁晴和链转移剂双硫酯的作用下合成丙烯酸酯预聚体；然后，选用丙烯酸酯预聚体、多元醇和多元酸在催化剂单丁基氧化锡的作用下合成丙烯酸酯改性聚酯树脂。

醇水复合塑料油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种印刷包装业用的凹版塑料复合油墨，特别是一种醇水复合塑料油墨及其制备方法。
背景技术
近年来，随着包装工业飞速发展，塑料凹印油墨市场也不断增长，当前我国在塑料薄膜的印刷上，凹印具有其它印刷所无法比拟的独到之处，特别是应有于食品和医药包装上，在各大商场、超市的食品货架摆放着的颜色艳丽、包装新颖、琳琅满目的各种食品均采用的是塑料凹版印刷包装，这些塑料的包装印刷已与人们的生活密不可分。同时，由于消费者的环保意识的提高，他们对包装印刷的安全性、环保性十分关注，传统的塑料印刷用油墨是油性和醇溶性的，尽管对溶剂残留作了严格要求，但也存在对人体健康所产生的伤害和印后溶剂残留异味的影响和食品的安全等问题，受到国家的关注，国家出台了一部GB/T10004-2008标准及食品安全法对类似甲苯的芳香族溶剂已被禁用于食品包装印刷，其他发达国家也有相关环保法律来控制挥发性有机化合物的释放；目前，国外对我国出口的农副产品、食品包装袋油墨有着明确的规定，直接要求所使用的油墨必须是水溶油墨，因此，提高包装印刷质量已成为商品提高市场竞争力和提高附加值的重要途径，随着社会对食品、农产品及生活用品包装的安全性越来越关注，对包装的要求也将越来越高。为适应社会发展需求，以设法减少对环境的污染和破坏，必然会要求使用“绿色包装和绿色印刷油墨”。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能减少环境污染、安全性好、印刷适性优良，绿色环保的醇水复合塑料油墨及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供的一种醇水复合塑料油墨，它包括改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、分散剂、颜料、改性聚酯树脂、附着力促进剂和乙醇，其特征是各组分的重量份含量分别是改性丙烯酸共聚树脂15份～45份，改性醛酮树脂2份～10份，分散剂2份～5份，颜料8份～35份，改性聚酯树脂6份～10份，附着力促进剂1份～4份，乙醇20份～40份。所述的改性丙烯酸共聚树脂的平均分子量为8000～100000，所述改性丙烯酸共聚树脂为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂。所述的改性聚酯树脂为丙烯酸酯改性聚酯树脂。所述的乙醇为含量95％的乙醇；所述的分散剂为BYK-220S；所述的附着力促进剂为钛酸酯高联剂HW-801。
本发明所述的颜料的选择以印刷用的五原为例，白色颜料可选用金红石型的钛白粉，如C.I.Pigment White 6，黑色颜料可选用碳黑，如C.I.Pigment Black 7，黄色颜料可选用联苯胺黄，如C.I.Pigment Yellow 14，红色颜料可选用偶氮色淀红，如C.I.PigmentRed 57:1，蓝色颜料可选用酞青蓝，如C.I.Pigment Blue 15:4。
本发明提供的一种根据上述所述的醇水复合塑料油墨的制备方法，其特征在于采用如下的步骤：
a)、预分散，将改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、改性聚酯树脂、分散剂、乙醇按配方比例的1/3-2/3分别加入到预混合分散缸中，开动分散机将其搅拌均匀，然后在搅拌过程中逐渐加入配方量的颜料、附着力促进剂，加料完毕后开启分散机搅拌均匀，高速分散以对颜料进行充分的润湿，制得待研磨的预分散色浆；
b)、研磨分散，将预分散色浆通过研磨设备进行细分散，用外力分离颜料的聚集体使之成为符合油墨工艺要求的细度≤15μm，从而得到颜料色浆；
c)、调配，将余下的改性丙烯酸共聚树脂液、改性醛酮树脂液、改性聚酯树脂液、分散剂、乙醇加入到颜料色浆中，开动高速分散机搅拌以充分分散混合均匀，然后再对油墨的粘度、色相作调整，从而达到预定的质量要求，制成成品油墨；
d)、净化包装，通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，然后包装。
在此，所述的改性丙烯酸共聚树脂可以是聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂，所述聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂的生产方法是首先利用聚醚二元醇和二异氰酸酯合成带有-NCO基团的聚氨酯预聚体，其反应过程如式(1)所示：
(n+1)OCN-R-NCO+nHO-R’朞H→OCN-(RNHCOOR’OCONH)nR朜CO
利用减压对聚醚二元醇进行蒸馏，得到的聚氨酯预聚体再与羟基丙烯酸进一步反应生成两端均有丙烯酸封端的聚氨酯丙烯酸预聚体，其反应过程如式(2)所示：
OCN～NCO+2CH₂＝CHCOOCH₂CH(CH₃)OH→CH₂＝
CHCOOH₂CH(CH₃)OCONH～NHOCOCH(CH₃)CH₂COOCH＝CH₂
由上述反应式(2)可知，加入丙烯酸羟丙酯不仅起到封闭活泼的-NCO基团的作用，而且还在聚氨酯丙烯酸大分子链两端引入了不饱和双链键，因而在引发剂作用下，在50～100℃的范围内，得到的聚氨酯丙烯酸预聚体再与单体丙烯酸聚合，在水介质中聚合制得的聚合溶液即为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂。
本发明得到的聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂作为选择的改性丙烯酸共聚树脂，可以直接作为油墨的连接料，用于上述醇水复合塑料油墨的生产。此聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂具有良好的增稠性能，分散悬浮性能、絮凝性能、粘结性能及成膜性能，与颜料结合形成醇水性油墨，印刷转移效果良好，印刷速度快，色泽鲜艳。
本发明所述的改性聚酯树脂可以是丙烯酸酯改性聚酯树脂，所述丙烯酸酯改性聚酯树脂的生产方法是以丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类单体和苯乙烯为原料，在引发剂偶氮二异丁晴和链转移剂双硫酯的作用下合成丙烯酸酯预聚体；然后，选用丙烯酸酯预聚体、多元醇和多元酸在催化剂单丁基氧化锡的作用下合成丙烯酸酯改性聚酯树脂；然后，选用丙烯酸酯预聚体、多元醇和多元酸在80～100℃的范围内加入催化剂单丁基氧化锡进行搅拌2-5小时，在催化剂单丁基氧化锡的作用下合成丙烯酸酯改性聚酯树脂；由此制备的丙烯酸酯改性聚酯树脂兼具丙烯酸树脂和聚酯树脂两者的优点，由此得到的丙烯酸酯改性聚酯树脂与改性丙烯酸共聚树脂有良好的相容性。
本发明由于采用了以上的技术方案，所生产的产品解决了传统塑料印刷油墨的弊病，其产品质量达到国外同类产品质量先进水平，产品除具有无毒、无刺激性气味，无腐蚀性、不燃、不爆、使用安全性好、浓度高、粘度低、印刷适应性好等特点外，尤其具有如下特点：
着色力好、印品色泽鲜艳、光泽度高；
附着力强、墨层不脱落、耐磨性能优良；
无热粘连现象、图案清晰、饱满；
抗化学性强、遇酸、油脂不变；
抗水性能好，耐热水、耐冰水；
无毒、无味，符合当前食品、农副产品过渡包装的要求。
本发明应用范围广，热稳性好，对BOPP、PET、BOPA及K涂层(PVDC)薄膜等具有优良的附着力，对各种复合包装结构均能提供良好的剥离强度，适应各类食品包装的后加工要求，如冷冻、沸煮以及高温蒸煮等。另外还可以适用于各种复合方式，如干式复合，挤出复合和无溶剂复合等，应用范围十分广泛。
本发明的油墨不仅安全性好，而且印刷适性优良，适合不同的高速或低速印刷。油墨在使用过程中可直接用水或乙醇稀释，对环境和人身体都不存在危害，绝对为绿色环保产品，本发明提供的油墨用95％的乙醇或食用乙醇作为溶剂或稀释剂，该乙醇是可以用经农作物发酵的可再生资源；在此，用可再生资源替代不可再生资源的醇水性凹版塑料油墨；其市场潜力十分可观。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
本实施例提供的一种醇水复合塑料油墨，它包括改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、分散剂、颜料、改性聚酯树脂、附着力促进剂和乙醇，各组分的重量份含量分别是改性丙烯酸共聚树脂15份，改性醛酮树脂2份，分散剂2份，颜料8份，改性聚酯树脂6份，附着力促进剂1份，乙醇20份。所述的改性丙烯酸共聚树脂的平均分子量为8000，所述改性丙烯酸共聚树脂为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂；所述的改性聚酯树脂为丙烯酸酯改性聚酯树脂。所述的乙醇为含量95％的乙醇；所述的分散剂为BYK-220S；所述的附着力促进剂为钛酸酯高联剂HW-801；所述的颜料选用碳黑。
本实施例提供的醇水复合塑料油墨的制备方法，采用如下的步骤：
a)、预分散，将改性丙烯酸共聚树脂、改性醛酮树脂、改性聚酯树脂、分散剂、乙醇按配方比例的1/3-2/3分别加入到预混合分散缸中，开动分散机将其搅拌均匀，然后在搅拌过程中逐渐加入配方量的颜料、附着力促进剂，加料完毕后开启分散机搅拌均匀，分散以对颜料进行充分的润湿，制得待研磨的预分散色浆；
b)、研磨分散，将预分散色浆通过研磨设备进行细分散，用外力分离颜料的聚集体使之成为符合油墨工艺要求的细度≤15μm，从而得到颜料色浆；
c)、调配，将余下的改性丙烯酸共聚树脂液、改性醛酮树脂液、改性聚酯树脂液、分散剂、乙醇加入到颜料色浆中，开动高速分散机搅拌以充分分散混合均匀，然后再对油墨的粘度、色相作调整，从而达到预定的质量要求，制成成品油墨；
d)、净化包装，通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，然后包装。
实施例2：
本实施例提供的一种醇水复合塑料油墨，其各组分的重量份含量分别是改性丙烯酸共聚树脂45份，改性醛酮树脂10份，分散剂5份，颜料35份，改性聚酯树脂10份，附着力促进剂4份，乙醇40份；所述的颜料选用联苯胺黄；所述的改性丙烯酸共聚树脂的平均分子量为100000。
实施例3：
本实施例提供的醇水复合塑料油墨(红色)，包括以下重量份的配比的组分：
改性丙烯酸共聚树脂30份；改性醛酮树脂3份；分散剂2份；选用偶氮色淀红的红色颜料20份；改性聚酯树脂7份；附着力促进剂1份；乙醇35份。
上述醇水复合塑料油墨的制备工艺如下：
(1)、将配方中的乙醇和水按8∶4的比例制成混合溶剂；
(2)、改性丙烯酸共聚树脂配成树脂液，把改性醛酮树脂、改性聚酯树脂，按重量份加入上述(1)混合溶剂，用高速分散机搅拌至全部溶解；
(3)、按配方准确称量颜料、分散剂、树脂液、乙醇、附着力促进剂，并依次分别倒入分散缸中，用高速分散机混合分散30分钟；
(4)、把混合后的拉缸物料，用砂磨机研磨3～6遍，细度达到15μm时停止研磨；
(5)、对研磨好的物料，依据国家及行业标准各项质量技术指标进行全面检验；
(6)、检验合格后过滤包装，成品入库。
实施例4：
本实施例提供的醇水复合塑料油墨(白色)，包括以下重量份的配比的组分：
改性丙烯酸共聚树脂30份；改性醛酮树脂4份；分散剂2份；选用金红石型的钛白粉为白色颜料26份；改性聚酯树脂6.5份；附着力促进剂1.5份；乙醇30份
上述醇水复合塑料油墨的制备工艺如下：
(1)、将配方中的乙醇和水按3∶5的比例制成混合溶剂；
(2)、改性丙烯酸共聚树脂配成树脂液，把改性醛酮树脂、改性聚酯树脂，按重量百分比加入上述(1)混合溶剂，用高速分散机搅拌至全部溶解；
(3)、按配方准确称量颜料、分散剂、树脂液、乙醇、附着力促进剂，并依次分别倒入拉缸中，用高速分散机混合分散30分钟；
(4)、把混合后的拉缸物料，用砂磨机研磨3～6遍，细度达到15μm时停止研磨；
(5)、对研磨好的物料，依据国家及行业标准各项质量技术指标进行全面检验；
(6)、检验合格后过滤包装，成品入库。
实施例5：
本实施例描述的是所述的改性丙烯酸共聚树脂是聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂，所述聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂的生产方法是首先利用聚醚二元醇和二异氰酸酯合成带有-NCO基团的聚氨酯预聚体，其反应过程如式(1)所示：
(n+1)OCN-R-NCO+nHO-R’朞H→OCN-(RNHCOOR’OCONH)nR朜CO
利用减压对聚醚二元醇进行蒸馏，得到的聚氨酯预聚体再与羟基丙烯酸进一步反应生成两端均有丙烯酸封端的聚氨酯丙烯酸预聚体，其反应过程如式(2)所示：
OCN～NCO+2CH₂＝CHCOOCH₂CH(CH₃)OH→CH₂＝
CHCOOH₂CH(CH₃)OCONH～NHOCOCH(CH₃)CH₂COOCH＝CH₂
在引发剂偶氮二异丁晴作用下，在50～100℃的范围内，得到的聚氨酯丙烯酸预聚体再与单体丙烯酸聚合，在水介质中聚合制得的聚合溶液即为聚氨酯改性丙烯酸共聚树脂。
实施例6：
本实施例描述的是所述的改性聚酯树脂是丙烯酸酯改性聚酯树脂，所述丙烯酸酯改性聚酯树脂的生产方法是以丙烯酸、甲基丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类单体和苯乙烯为原料，在引发剂偶氮二异丁晴和链转移剂双硫酯的作用下合成丙烯酸酯预聚体；然后，选用丙烯酸酯预聚体、多元醇和多元酸在80～100℃的范围内加入催化剂单丁基氧化锡进行搅拌2-5小时，在催化剂单丁基氧化锡的作用下合成丙烯酸酯改性聚酯树脂。