[發明專利]一種環保型水性油墨的制備方法

在審

• 申請號: 201610267286.9
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105754406A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 陳毅忠;林茂平;王統軍
• 申請（專利權）人: 常州市奧普泰科光電有限公司
• 主分類號: C09D11/102
• 分類號: C09D11/102;C09D11/033;C08G18/66;C08G18/12;C08G18/36
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技術領域

本發明公開了一種環保型水性油墨的制備方法，屬于油墨制備技術領域。

背景技術

傳統油墨是由顏料(包括有色顏料和填充料)、礦物油、助劑等物質組成的均勻混合物，能進行印刷并在被印刷物體上干燥，具有顏色與一定流動度的漿狀膠連體。在我國，油墨制造業基本上生產的是傳統的合成樹脂油墨，這類油墨中含有35%～40%的高沸點石油溶劑，因而含有較多的多環芳烴類物質，且其中的3，4-苯并吡、3-硝基苯并酮等還含有致癌成分，在印刷品上殘留量大，存續時間長，會危害使用者健康，同時也是油墨生產過程中的重要污染源。在環境污染日益引起人們重視的今天，無毒油墨代替傳統油墨將是必然趨勢。

在眾多的環保型油墨中，水性油墨是較有前途的一類。水性油墨的主體溶劑是水，水揮發后清潔無污染，操作者在使用過程中安全健康無毒害，而且水具有導電性不會積聚靜電，生產現場非常安全。水性油墨相對于溶劑型油墨在環保、健康、安全上具有無可比擬的優勢，是名符其實的綠色產品。

桐油是我國特有的天然可再生資源，其來源豐富，綠色環保，但是桐油在我國的應用僅僅停留在最初產品階段。桐油分子結構中含有三個不飽和共軛雙鍵，可將其引入水性聚氨酯分子鏈中，利用固化成膜過程中桐油的氧化交聯反應使線性的水性聚氨酯的耐水性以及綜合性能，同時可以提高生物質可再生資源在聚氨酯領域中的應用，符合綠色環保的發展要求。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對傳統油墨中含有35～40%的高沸點石油溶劑，溶劑中含有較多的多環芳烴類物質，且其中的3，4-苯并吡、3-硝基苯并酮等還含有致癌成分，在印刷品上殘留量大，存續時間長，會危害使用者健康的問題，提供了一種環保型水性油墨的制備方法，本發明從桐油果中提取桐油，將桐油和甘油反應得桐油基二元醇，并對桐油基二元醇和水性聚氨酯擴鏈反應得桐油改性聚氨酯乳液作為油墨連接料，將連接料和水溶劑、顏料、填料、助劑混合得環保型水性油墨，本發明以水為溶劑和桐油改性聚氨酯乳液為連接料，油墨揮發后清潔無污染，具有良好的環保性，用其印制的材料在包裝產品后不會產生對人體有毒有害的物質，而且油墨干燥速度快，光澤度好，著色力好，具有廣泛的市場價值。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

1.（1）稱取2～3kg桐油果洗凈后用氣流粉碎機粉碎并過100目標準篩，將過篩后的桐油果粉末和蒸餾水按固液比為1:5進行混合，放入微波提取儀中在45～55℃下微波提取1～2h，過濾去除濾渣，將濾液轉入旋轉蒸發器，降低壓力至1.2～1.5kPa，于60～70℃下旋蒸去除蒸餾水，得到桐油；

2.（2）按體積比為1:2將上述制得的桐油和甘油混合后裝入帶有攪拌器和溫度計的三口燒瓶中，再加入桐油總質量1%的鈦酸四丁酯作催化劑，以5mL/min速率向燒瓶中通入氮氣直至置換出瓶內所有空氣，移入200～220℃油浴鍋中，啟動攪拌器以400～500r/min轉速攪拌反應3～5h；

3.（3）反應結束后將反應液倒入等體積的去離子水中，放置在搖床上振蕩1～2h后立即倒入分液漏斗，待其靜置分層后分離去除下層水相，再將上層混合液放入烘箱在40～60℃下靜置加熱1～2h，分離得到下層桐油基二元醇；

4.（4）量取5～6L聚酯二元醇裝入反應釜，常溫下加入4～5L甲苯二氰酸酯和5～10g辛酸亞錫，升高反應釜溫度至60～70℃，攪拌反應1～2h，再加入700～800mL二羥甲基丙酸，繼續攪拌反應2～3h后加入600～700mL上述制得的桐油基二元醇并升高反應釜溫度至90～100℃，擴鏈反應1～3h；

5.（5）待上述反應結束后，將產物倒入高速分散機中分散30～40min后得到桐油改性聚氨酯乳液，按重量份數計，稱取15～20份桐油改性聚氨酯乳液、10～15份聯苯胺黃、1～2份乳化硅油、5～8份氯化十六烷基吡啶、0.1～0.3份微晶石蠟和50～60份去離子水混合后倒入分散砂磨機中，研磨混合均勻后出料，即得環保型水性油墨。

本發明制備的環保型水性油墨的密度為1.05～1.98g/cm³，用光澤儀（60°）測試其光澤度為大于95°，在25℃下的表干速度30～50s，黏度值為90～110mPa·S，有機性揮發化合物VOC含量低于50mg/g。

本發明的有益效果是：

（1）本發明以水為溶劑，水揮發后清潔無污染，具有良好的環保性，用其印制的材料在包裝產品后不會產生對人體有毒有害的物質；