[發(fā)明專利]一種塑料印刷用水性油墨及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110243825.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102352151A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立偉;張偉;李玉良;劉志剛;馮巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱大東方卷煙材料科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C09D11/10
• 分類號(hào): C09D11/10
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種塑料印刷用水性油墨，以及該油墨的制備方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，國(guó)民生活水平的提高，社會(huì)對(duì)塑料軟包裝的要求也越來(lái)越高，需求量越來(lái)越大，軟包裝的品種和花樣日漸繁多，使用量也日益增加。對(duì)于食品包裝而言，人們除了日常使用需求之外，對(duì)其環(huán)保性、安全性也提出了更高要求。在我們?nèi)粘Ｉ钪校T如糧食、農(nóng)副產(chǎn)品、洗衣粉、方便面、餅干、糖果、煙酒、藥品、化妝品、兒童玩具、飲料等大都采用塑料包裝。近年來(lái)尤其是塑料編織袋已不斷的推陳出新，在大米蔬菜的包裝上，各種色彩鮮艷、新穎獨(dú)特、圖文并茂的OPP彩膜包裝袋、鍍鋁膜包裝袋、鐳射膜包裝袋、珠光膜包裝袋等諸多品種的塑料包裝袋爭(zhēng)相上市，因此塑料包裝印刷已與人們的生活密不可分了，提高塑料印刷已成為商品提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和提高附加值的重要途徑。

溶劑型印刷油墨中含有大量有毒有害化學(xué)物質(zhì)，包括重金屬、殘留溶劑、有機(jī)揮發(fā)物以及多環(huán)芳烴等。這些有毒有害物質(zhì)可發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)移，對(duì)食品內(nèi)容物造成污染，從而導(dǎo)致食品中含有甲苯、二甲苯、鉛、汞、砷、鉻等有害物質(zhì)。迄今為止，國(guó)際上對(duì)印刷油墨的極限值、允許或禁用的內(nèi)含物質(zhì)和評(píng)定方法尚無(wú)建立共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，在針對(duì)化學(xué)物質(zhì)向食品中遷移量這一點(diǎn)上，歐盟法律僅制定了塑料食品包裝材料遷移至食品中不得超過(guò)1毫克/公斤的寬泛限量。

水性油墨簡(jiǎn)稱為水墨，它主要由水溶性樹(shù)脂、有機(jī)顏料、溶劑及相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成，水性油墨特別適用于煙、酒、食品、飲料、藥品、兒童玩具等衛(wèi)生條件要求嚴(yán)格的包裝印刷產(chǎn)品。水性油墨以水(45％-50％)為溶劑，VOC含量極低，對(duì)環(huán)境污染小。水性塑料油墨，作為能夠有效減少塑料軟包裝生產(chǎn)過(guò)程中污染問(wèn)題的解決方案，日益受到社會(huì)的關(guān)注。水性塑料印刷油墨的特點(diǎn)是無(wú)毒、無(wú)味，適用于各種類型的凹版及輪轉(zhuǎn)柔版印刷工藝，轉(zhuǎn)移性和附著牢度良好；水性油墨使用方便，稀釋劑為水和酒精的水溶液，印刷墨層光澤度高，具有良好的透明性、耐水性和耐候性。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于塑料油墨的生產(chǎn)和使用，還沒(méi)有專門(mén)的法規(guī)，但印刷油墨的使用在消防法、勞動(dòng)安全法、食品安全法等法規(guī)中都有相關(guān)的要求。如今，水性塑料油墨，作為溶劑類油墨的替代產(chǎn)品，以其不易燃和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)彩印包裝企業(yè)、油墨生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)多方面所關(guān)注，印刷中的油墨完全水性化已成為必然地趨勢(shì)。

綜上所述本發(fā)明所生產(chǎn)的油墨對(duì)解決以上生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域中問(wèn)題具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容

多年來(lái)水性油墨行業(yè)同仁每時(shí)每刻都在積極研究開(kāi)發(fā)，水性塑料油墨是世界性難題。本發(fā)明的目的是研制一種可用于塑料表面進(jìn)行印刷的環(huán)保型水性油墨及其制備方法，其無(wú)毒、無(wú)污染、附著牢度好、耐干、抗水性好、不脫色、掉色、制造成本低廉等特點(diǎn)。

其系統(tǒng)組份按質(zhì)量百分比配方如下：

上述的苯丙乳液為經(jīng)有機(jī)硅改性后的苯丙乳液，有機(jī)硅改性苯丙乳液可有效地降低乳液的吸水率和界面張力，其主要反應(yīng)原料如下：丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷、過(guò)硫酸銨、氨水、碳酸氫鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉等。

本發(fā)明所述的有機(jī)硅改性苯丙乳液的制備，其制備方法包括以下步驟：

(1)將75％的乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉加入到去離子水中，攪拌使其充分溶解；然后加入丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸混合單體，攪拌30min，制成預(yù)乳化液。

(2)在裝有回流冷凝管、電動(dòng)攪拌器、恒壓滴液漏斗和溫度計(jì)的250mL四口燒瓶中，加入適量碳酸氫鈉、去離子水和剩余的乳化劑，升溫至60℃，加入部分引發(fā)劑過(guò)硫酸銨溶液，在30min內(nèi)滴加約20％的預(yù)乳化液，在75-80℃保溫反應(yīng)至液體變藍(lán)。

(3)將乙烯基三乙氧基硅烷混入剩余預(yù)乳化液中，在2-3h內(nèi)將預(yù)乳化液和剩余引發(fā)劑溶液滴入燒瓶中，滴完后保溫反應(yīng)1-2h；降溫至40℃以下，用氨水調(diào)節(jié)pH至7-8，過(guò)濾即得有機(jī)硅改性苯丙乳液。

環(huán)氧樹(shù)脂具有高模量、高強(qiáng)度和耐化學(xué)性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)分子中具有活潑的環(huán)氧基和羥基，將環(huán)氧樹(shù)脂作為大分子擴(kuò)鏈劑進(jìn)行改性能夠得到性能良好的水性聚氨酯。

上述環(huán)氧樹(shù)脂改性水性聚氨酯乳液，其具體反應(yīng)原料如下：甲苯二異氰酸酯、聚醚二醇、二羥甲基丙酸、丁二醇、N-甲基吡咯烷酮、環(huán)氧樹(shù)脂、三乙胺、乙二胺等。

本發(fā)明所述的環(huán)氧樹(shù)脂改性水性聚氨酯乳液的制備，其制備方法包括以下步驟：

(1)在干燥氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將脫水后的聚醚二醇和甲苯二異氰酸酯加入到裝有溫度計(jì)、攪拌裝置和回流冷凝器的1000mL四口燒瓶中，在70-80℃反應(yīng)1.5-2h。