[發明專利]一種石墨烯水性凹印油墨及其制備方法

在審

• 申請號: 201611068483.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN107033675A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 姚林;尹天平;高華
• 申請（專利權）人: 德陽烯碳科技有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/107;C09D11/105;C09D11/106;C09D11/104;C09D11/102;C09D11/14;C09D11/03
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 鄧小兵

技術領域

本發明涉及印刷技術領域，尤其涉及一種石墨烯水性凹印油墨及其制備方法，主要應用于包裝領域。

背景技術

長期以來，塑料薄膜包裝凹印工藝中采用的油墨大多都是溶劑型油墨，其中含有的苯、甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、丙酮等有機化合物易揮發、易燃易爆、有毒、有刺激性氣味，在印刷過程中對人體和大氣環境產生了極大的危害。隨著人們環保意識的提高現有包裝印品質量耐候性、抗黃變性、耐水性差，揮發性有機化合物的殘留量多，越來越不能滿足人們的需求。采用水溶性樹脂作為油墨連接料，用無毒無害的水和乙醇混合液作為水性凹印油墨稀釋劑，使得水性凹印油墨朝著不燃、無毒、氣味小、發色性強、文字清晰、網點完整、能適應快速印刷要求的方向發展，應用范圍得到擴展。

現有的水性凹印油墨的使用都有明確的專屬性，不能普遍應用。且現有水性凹印油墨的耐水性、耐候性、以及穩定性較差， 應用受限制的問題。而制備具有導電性能的特種水性凹印油墨的更少，目前制備具有導電性能的凹印油墨普遍使用的油性體系。

石墨烯自2004年被發現以來就作為一種新型碳材料而備受關注。石墨烯獨特的電子結構決定了其優異的電子學性能，而電阻率只約10-8 Ω?m，為世上所知的電阻率最小的材料。而高的徑厚比、高的比表面積、優異的導電性質決定了將石墨烯當作一種導電填料可以起到摻量極低的情況下具有很好的導電性質。

而石墨烯具有穩定的六圓環結構、表面不帶任何的官能團，因此其具有很好的耐水、耐酸耐堿鹽等性質，且理論上具有5300w/(m.k）的導熱系數，因而其具有提高傳統的凹印油墨的耐水性、耐候性、以及穩定性等性質。

中國專利公告號為“CN104292983”的現有技術在2015年1月21日公開的一種導電油墨，其組分及配方如下：石墨烯5份-30份；炭黑5份-20份；銅粉5份-20份；樹脂5份-30份；溶劑20份-40份；助劑1份-20份。經該專利制得的導電油墨成本低廉、導電性能優異、穩定性高。但在實際使用過程中，仍然存在著如下缺陷：一、由于在水性體系下銅粉很容易被氧化，變成氧化銅，因此銅粉在水性體系下是根本不能存在的，導致該導電油墨的性能較差。二、采用銅粉、石墨烯和炭黑的組合，由于銅的密度很大，因而三者的分散存在很大的難題。三、銅粉的價格始終會比炭黑的價格高10倍以上，導致導電油墨的制備成本較高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供一種石墨烯水性凹印油墨及其制備方法，本發明解決了以下幾個技術問題：

1、克服了傳統溶劑型的凹印油墨帶來的環境污染，使得水性凹印油墨朝著不燃、無毒、氣味小、發色性強、文字清晰、網點完整、能適應快速印刷要求的方向發展，應用范圍得到擴展。

2、克服了現有水性凹印油墨的耐水性、耐候性、導電性差、穩定性較差和應用受限制的問題。

3、克服了現有的凹印油墨在塑料薄膜（OPP、PE、PVC、PP、CPP、BOPP、PET）上附著力差的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種石墨烯水性凹印油墨，其特征在于，包括如下質量百分比的組分：

導電填料3%-10%，水性樹脂0.5%-10%，水溶性樹脂2.5%-40%，水乳2.5%-40%，分散劑0.1%-1%，助劑1%-5%，醇類溶劑44%-89.9%；其中，所述導電填料由導電炭黑與石墨烯按0.1-10：1的質量比混合而成。

所述水性樹脂為丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟碳樹脂、氯醋樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚丙烯酰胺樹脂、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇樹脂、天然高分子糖類及其衍生物的一種或按任意比例混合的多種。

所述水溶性樹脂為丙烯酸樹脂、醇酸樹脂、氟碳樹脂、氯醋樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂中的一種或按任意比例混合的多種。

所述水乳為丙烯酸乳液、醇酸乳液、氟碳乳液、氯醋乳液、聚酯乳液、聚氨酯乳液、環氧乳液中的一種或按任意比例混合的多種。

所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基溴化銨、聚氧乙烯月桂醚類、吐溫類、曲拉通類、木質素磺酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇、天然高分子糖類及其衍生物中的一種或按任意比例混合的多種。