阅读说明：本技术 一种用于免处理pet材料的单组份丝印油墨 (Single-component silk-screen printing ink for treatment-free PET (polyethylene terephthalate) material ) 是由 黎景林 姜振中 胡锋 胡敏超 王晨 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨,包括如下重量配比的组份：饱和聚酯树脂5~20份、有机硅改性树脂10~30份、溶剂30~60份、消泡剂0.5~1份、流平剂0.5~1份、分散剂2~5份、颜料5~25份、填料5~20份、蜡粉0.5~1份、所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物。本发明选用上述原料作为单组份丝印油墨的组成成分,最终制得的丝印油墨具有优异的耐水、耐酸、耐碱性能以及优异的耐温性、耐划伤及耐刮性,同时有效的克服了现有丝印油墨应用在免处理PET材料上附着力不好的问题,减少了PET材料的处理工艺,优化油墨的使用时间、提高生产效率,并且能够在PET材料的印刷方案设计上提供更加多样化的选择。(The invention discloses a single-component silk-screen printing ink for a treatment-free PET material, which comprises the following components in parts by weight: 5-20 parts of saturated polyester resin, 10-30 parts of organic silicon modified resin, 30-60 parts of solvent, 0.5-1 part of defoaming agent, 0.5-1 part of flatting agent, 2-5 parts of dispersing agent, 5-25 parts of pigment, 5-20 parts of filler and 0.5-1 part of wax powder, wherein the solvent is one or a mixture of two of ketone solvent and ester solvent. The raw materials are selected as the components of the single-component silk-screen printing ink, the finally prepared silk-screen printing ink has excellent water resistance, acid resistance and alkali resistance, and excellent temperature resistance, scratch resistance and scratch resistance, and meanwhile, the problem of poor adhesive force of the existing silk-screen printing ink applied to a non-processed PET material is effectively solved, the processing technology of the PET material is reduced, the service time of the printing ink is optimized, the production efficiency is improved, and more diversified choices can be provided on the design of a printing scheme of the PET material.)

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨

技术领域

本发明涉及丝印油墨，尤其涉及一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

背景技术

PET材料具有优异的物理性能、化学性能、尺寸稳定性、可回收性及透明性，可广泛的应用于感光材料、电子、电气绝缘、反光材料、工业用膜的领域。PET材料表面张力过低，通常需要物理或化学处理来提高表面张力来改善印刷的适应性，但是物理处理（如电晕处理、火焰处理等）存在时效性，特别是在高温高湿的环境里，物理处理后的PET材料表面张力更容易衰减，而化学处理（如涂布热固涂层，药水浸蚀等）增加了操作工艺，提高了成本，还产生有VOC的排放。大部分PET材料需经过上述物理或化学处理后，油墨才有足够的附着力满足印刷适用性，而未经处理的PET材料只能依靠双组份反应的油墨或热固型的油墨才能满足涂覆要求，若采用双组份反应的油墨需要现用现配，超过反应时间则多余的油墨会产生浪费，若采用热固型的油墨需要烘烤设备进行加热才能固化成膜，因此，现有丝印油墨及制备技术还有待提高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的油墨附着力不佳、PET材料前处理费时等缺陷，提供了一种新的用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，包括如下重量配比的组份：

饱和聚酯树脂 5~20份，

有机硅改性树脂 10~30份，

溶剂 30~60份，

消泡剂 0.5~1份，

流平剂 0.5~1份，

分散剂 2~5份，

颜料 5~25份，

填料 5~20份，

蜡粉 0.5~1份，

所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，其制备方法为：

S1、取上述溶剂总重量的10~30%、上述重量比的饱和聚酯树脂，投入容器中并加热到60℃，以7~10米/秒的线速度搅拌30~60分钟，使所述饱和聚酯树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液A；

S2、取上述溶剂总重量的20~30%、上述重量比的有机硅改性树脂，投入容器中并加热到60℃，以7~10米/秒的线速度搅拌30~60分钟，使所述有机硅改性树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液B；

S3、取剩余的溶剂、上述重量比的分散剂，投入容器中以3~5米/秒的线速度搅拌10分钟，使所述分散剂溶解于所述溶剂中，得到混合分散液；

S4、取混合分散液，加入上述重量比的颜料、填料、蜡粉，以7~10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到经过分散处理的浆料；

S5、取混合树脂液A与浆料混合，以7~10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到预分散色浆；

S6、取预分散色浆转入涡轮砂磨机进行研磨，研磨温度控制在30~40℃，将预分散色浆研磨成D90=500nm的颗粒，然后加入混合树脂液B、上述重量比的流平剂、上述重量比的消泡剂，以3~5米/秒的线速度搅拌10分钟，搅拌均匀后通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，即得到用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

本发明中选用的溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，上述溶剂能够更好地使上述组份溶解，并能调节最终制得油墨的粘度以及挥发干燥速度。

本发明选用上述原料作为单组份丝印油墨的组成成分，能够使最终制得的产品具有优异的耐水、耐酸、耐碱性能以及优异的耐温性、耐划伤及耐刮性。同时本发明最终制得的丝印油墨属于用于免处理PET材料的单组份自然干燥型油墨，有效的克服了现有丝印油墨应用在免处理PET材料上附着力不好的问题，减少了PET材料的处理工艺，优化油墨的使用时间、提高生产效率，并且能够在PET材料的印刷方案设计上提供更加多样化的选择。

本发明的步骤S1中，搅拌线速度选为7~10米/秒，搅拌30~60分钟是为了将饱和聚酯树脂分散在溶剂中，制备均一的、稳定的混合树脂液A，若搅拌速度过快易导致制备过程中树脂液发热，从而影响混合树脂液A的稳定性；若搅拌速度过低易造成分散不均匀的现象。

本发明的步骤S2中，将有机硅改性树脂加入到溶剂中搅拌30~60分钟，使得有机硅改性树脂充分分散到溶剂中，制成均一的、稳定的混合树脂液B。

本发明的步骤S3中，将分散剂加入到溶剂中充分搅拌10分钟，制得稳定的混合分散液，稳定的混合分散液能够使最终制得产品的稳定性更佳。

本发明的步骤S4中，在混合分散液中加入颜料、填料、蜡粉并搅拌30分钟，对颜料、填料进行表面吸附处理，使颜料、填料充分吸附分散液，同时使得蜡粉充分分散到溶剂中，能够起到消泡、防沉的作用，改善最终制得油墨的光泽度。

本发明的步骤S5中，将混合树脂液A与浆料充分搅拌30分钟，饱和聚酯树脂的分子链和颜料、填料进行混合缠绕，经充分地分散处理，得到稳定的预分散色浆。

本发明的步骤S6中，将制得的预分散色浆进行充分研磨处理，使得预分散色浆中的粒径进一步细化且粒径尺寸更加均匀，加入混合树脂液B、流平剂、消泡剂，搅拌均匀并过滤后，即制得稳定的用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

选取上述有机硅改性树脂与饱和聚酯树脂为丝印油墨的主体原料，能够平衡丝印油墨墨层之间的硬度与柔韧性，从而加速油墨的干燥速度；两种树脂均为热塑性树脂，能够通过溶剂的自然挥发进行干燥处理，不需要增加其他组份的固化剂或催化剂，因而最终能够制得性能优异的用于免处理PET材料的自然干燥的单组份丝印油墨。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述饱和聚酯树脂的玻璃化温度为5~30℃，羟值为2~6mgKOH/g，分子量为1000~5000，固含量大于99.5%。

饱和聚酯树脂羟值控制在2~6mgKOH/g，分子量控制在1000~5000，低分子量的饱和聚酯树脂易被酮酯类溶剂溶解。低分子量的饱和聚酯树脂与颜料、填料混合时，颜料和填料更容易渗透到树脂内，能够更好地对颜料颗粒、填料颗粒进行包裹、分散处理。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述有机硅改性树脂为有机硅改性饱和聚酯树脂、有机硅改性聚氨酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂中的一种。

上述树脂具有较强的耐化学性，如耐酒精、耐酸、耐碱等，对同属性的PET基材有更好的附着性和相溶性。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述有机硅改性饱和聚酯树脂的玻璃化温度为50~70℃，羟值为5~10mgKOH/g，分子量为10000~15000，固含量大于99.5%。

有机硅改性饱和聚酯树脂的羟值控制在5~10mgKOH/g，分子量控制在10000~15000，高分子量的有机硅改性饱和聚酯树脂使得油墨的结构更致密，对PET材料的附着力更强，使得制得的丝印油墨墨层的物理性质和化学稳定性更佳。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述消泡剂为非硅油类消泡剂。

上述消泡剂为非硅类消泡剂，具有优异的消泡、抑泡、破泡的作用，能够有效降低丝印油墨的表面张力，使丝印油墨易于涂覆和吸附。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯高聚物。

上述流平剂能够有效降低油墨的粘度、消除缩孔，使油墨表面更加平整。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物。

上述分散剂能够有效避免制备过程中固体颗粒出现沉降和凝絮的状况，提高油墨的光泽和着色力。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述的颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料。

上述颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料，能够使油墨的着色力更佳。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述填料为滑石粉、碳酸纳米钙中的一种或两种的混合物。

上述填料能够提高油墨的固含量，增强丝印油墨的物理性能，降低生产成本。

作为优选，上述所述的一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，所述蜡粉为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种。

上述蜡粉能够提供极佳的抗刮伤性和耐磨性，在批量生产印刷时使得油墨不会蹭脏背面或脱落，提高印刷产品的外观质量。

与现有技术相比，本发明具有突出的有益效果：

1、本发明选取饱和聚酯树脂与有机硅改性树脂为主体原料，两种组份紧密结合作为油墨的连结料，两种组份在上述的配比下使用能够进一步提高油墨的附着性能。最终制得的单组份丝印油墨更具有实用性，使用时无需添加固化剂或催化剂等其他组份，且单组份的丝印油墨提高了油墨的利用率，克服了传统的多组份油墨使用时需现场配制的缺陷。本发明制得的丝印油墨涂覆后只需自然干燥即可形成稳定的连续膜，不需要经过烘箱加热，克服了传统的热固型丝印油墨固化时须加热的缺陷，节省工艺时间，降低成本；

2、本发明最终制得的丝印油墨具有优异的耐水性、耐酸性、耐碱性，以及优异的耐划伤和耐刮性，克服了现有丝印油墨在免处理PET材料上印刷时附着力不好的缺陷，且减少烘烤设备、简化工艺，能够显著提高了印刷生产效率。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但它们不是对本发明的限制：

实施例1

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，包括如下重量配比的组份：

饱和聚酯树脂 20份，

有机硅改性树脂 30份，

溶剂 60份，

消泡剂 1份，

流平剂 1份，

分散剂 5份，

颜料 25份，

填料 20份，

蜡粉 1份，

所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，其制备方法为：

S1、取上述溶剂总重量的30%、上述重量比的饱和聚酯树脂，投入容器中并加热到60℃，以10米/秒的线速度搅拌60分钟，使所述饱和聚酯树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液A；

S2、取上述溶剂总重量的30%、上述重量比的有机硅改性树脂，投入容器中并加热到60℃，以10米/秒的线速度搅拌60分钟，使所述有机硅改性树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液B；

S3、取剩余的溶剂、上述重量比的分散剂，投入容器中以5米/秒的线速度搅拌10分钟，使所述分散剂溶解于所述溶剂中，得到混合分散液；

S4、取混合分散液，加入上述重量比的颜料、填料、蜡粉，以10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到经过分散处理的浆料；

S5、取混合树脂液A与浆料混合，以10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到预分散色浆；

S6、取预分散色浆转入涡轮砂磨机进行研磨，研磨温度控制在40℃，将预分散色浆研磨成D90=500nm的颗粒，然后加入混合树脂液B、上述重量比的流平剂、上述重量比的消泡剂，以5米/秒的线速度搅拌10分钟，搅拌均匀后通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，即得到用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

作为优选，所述饱和聚酯树脂的玻璃化温度为30℃，羟值为6mgKOH/g，分子量为5000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述有机硅改性树脂为有机硅改性饱和聚酯树脂、有机硅改性聚氨酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂中的一种。

作为优选，所述有机硅改性饱和聚酯树脂的玻璃化温度为70℃，羟值为10mgKOH/g，分子量为15000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述消泡剂为非硅油类消泡剂。

作为优选，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯高聚物。

作为优选，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物。

作为优选，所述的颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料。

作为优选，所述填料为滑石粉、碳酸纳米钙中的一种或两种的混合物。

作为优选，所述蜡粉为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种。

实施例2

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，包括如下重量配比的组份：

饱和聚酯树脂 5份，

有机硅改性树脂 10份，

溶剂 30份，

消泡剂 0.5份，

流平剂 0.5份，

分散剂 2份，

颜料 5份，

填料 5份，

蜡粉 0.5份，

所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，其制备方法为：

S1、取上述溶剂总重量的10%、上述重量比的饱和聚酯树脂，投入容器中并加热到60℃，以7米/秒的线速度搅拌30分钟，使所述饱和聚酯树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液A；

S2、取上述溶剂总重量的20%、上述重量比的有机硅改性树脂，投入容器中并加热到60℃，以7米/秒的线速度搅拌30分钟，使所述有机硅改性树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液B；

S3、取剩余的溶剂、上述重量比的分散剂，投入容器中以3米/秒的线速度搅拌10分钟，使所述分散剂溶解于所述溶剂中，得到混合分散液；

S4、取混合分散液，加入上述重量比的颜料、填料、蜡粉，以7米/秒的线速度搅拌30分钟，得到经过分散处理的浆料；

S5、取混合树脂液A与浆料混合，以7米/秒的线速度搅拌30分钟，得到预分散色浆；

S6、取预分散色浆转入涡轮砂磨机进行研磨，研磨温度控制在30℃，将预分散色浆研磨成D90=500nm的颗粒，然后加入混合树脂液B、上述重量比的流平剂、上述重量比的消泡剂，以3米/秒的线速度搅拌10分钟，搅拌均匀后通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，即得到用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

作为优选，所述饱和聚酯树脂的玻璃化温度为5℃，羟值为2mgKOH/g，分子量为1000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述有机硅改性树脂为有机硅改性饱和聚酯树脂、有机硅改性聚氨酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂中的一种。

作为优选，所述有机硅改性饱和聚酯树脂的玻璃化温度为50℃，羟值为5mgKOH/g，分子量为10000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述消泡剂为非硅油类消泡剂。

作为优选，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯高聚物。

作为优选，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物。

作为优选，所述的颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料。

作为优选，所述填料为滑石粉、碳酸纳米钙中的一种或两种的混合物。

作为优选，所述蜡粉为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种。

实施例3

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，包括如下重量配比的组份：

饱和聚酯树脂 12.5份，

有机硅改性树脂 20份，

溶剂 45份，

消泡剂 0.75份，

流平剂 0.75份，

分散剂 3.5份，

颜料 15份，

填料 12.5份，

蜡粉 0.75份，

所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，其制备方法为：

S1、取上述溶剂总重量的20%、上述重量比的饱和聚酯树脂，投入容器中并加热到60℃，以8.5米/秒的线速度搅拌45分钟，使所述饱和聚酯树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液A；

S2、取上述溶剂总重量的24%、上述重量比的有机硅改性树脂，投入容器中并加热到60℃，以8.5米/秒的线速度搅拌45分钟，使所述有机硅改性树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液B；

S3、取剩余的溶剂、上述重量比的分散剂，投入容器中以4米/秒的线速度搅拌10分钟，使所述分散剂溶解于所述溶剂中，得到混合分散液；

S4、取混合分散液，加入上述重量比的颜料、填料、蜡粉，以8.5米/秒的线速度搅拌30分钟，得到经过分散处理的浆料；

S5、取混合树脂液A与浆料混合，以8.5米/秒的线速度搅拌30分钟，得到预分散色浆；

S6、取预分散色浆转入涡轮砂磨机进行研磨，研磨温度控制在35℃，将预分散色浆研磨成D90=500nm的颗粒，然后加入混合树脂液B、上述重量比的流平剂、上述重量比的消泡剂，以4米/秒的线速度搅拌10分钟，搅拌均匀后通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，即得到用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

作为优选，所述饱和聚酯树脂的玻璃化温度为17.5℃，羟值为4mgKOH/g，分子量为3000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述有机硅改性树脂为有机硅改性饱和聚酯树脂、有机硅改性聚氨酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂中的一种。

作为优选，所述有机硅改性饱和聚酯树脂的玻璃化温度为60℃，羟值为7.5mgKOH/g，分子量为12500，固含量大于99.5%。

作为优选，所述消泡剂为非硅油类消泡剂。

作为优选，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯高聚物。

作为优选，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物。

作为优选，所述的颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料。

作为优选，所述填料为滑石粉、碳酸纳米钙中的一种或两种的混合物。

作为优选，所述蜡粉为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种。

实施例4

一种用于免处理PET材料的单组份丝印油墨，包括如下重量配比的组份：

饱和聚酯树脂 8份，

有机硅改性树脂 12份，

溶剂 60份，

消泡剂 0.5份，

流平剂 0.5份，

分散剂 3份，

颜料 8份，

填料 7份，

蜡粉 1份，

所述溶剂为酮类溶剂、酯类溶剂的一种或两种的混合物，其制备方法为：

S1、取上述溶剂总重量的13.3%、上述重量比的饱和聚酯树脂，投入容器中并加热到60℃，以7米/秒的线速度搅拌45分钟，使所述饱和聚酯树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液A；

S2、取上述溶剂总重量的20%、上述重量比的有机硅改性树脂，投入容器中并加热到60℃，以10米/秒的线速度搅拌60分钟，使所述有机硅改性树脂分散在所述溶剂中，得固含量为50%的混合树脂液B；

S3、取剩余的溶剂、上述重量比的分散剂，投入容器中以3米/秒的线速度搅拌10分钟，使所述分散剂溶解于所述溶剂中，得到混合分散液；

S4、取混合分散液，加入上述重量比的颜料、填料、蜡粉，以10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到经过分散处理的浆料；

S5、取混合树脂液A与浆料混合，以10米/秒的线速度搅拌30分钟，得到预分散色浆；

S6、取预分散色浆转入涡轮砂磨机进行研磨，研磨温度控制在30℃，将预分散色浆研磨成D90=500nm的颗粒，然后加入混合树脂液B、上述重量比的流平剂、上述重量比的消泡剂，以3米/秒的线速度搅拌10分钟，搅拌均匀后通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，即得到用于免处理PET材料的单组份丝印油墨。

作为优选，所述饱和聚酯树脂的玻璃化温度为7℃，羟值为6mgKOH/g，分子量为1500，固含量大于99.5%。

作为优选，所述有机硅改性树脂为有机硅改性饱和聚酯树脂、有机硅改性聚氨酯树脂、有机硅改性丙烯酸树脂中的一种。

作为优选，所述有机硅改性饱和聚酯树脂的玻璃化温度为70℃，羟值为10mgKOH/g，分子量为15000，固含量大于99.5%。

作为优选，所述消泡剂为非硅油类消泡剂。

作为优选，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯高聚物。

作为优选，所述分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物。

作为优选，所述的颜料为不含卤素的无机或有机环保性颜料。

作为优选，所述填料为滑石粉、碳酸纳米钙中的一种或两种的混合物。

作为优选，所述蜡粉为聚乙烯蜡、聚四氟乙烯蜡、聚酰胺蜡中的一种。

实施例5

取上述4个实施例中最终制得的丝印油墨，取现有的东莞荣彩油墨涂料科技有限公司生产的型号为PET-501的丝印油墨作为对比例1，将这5种丝印油墨使用250目网版丝印于未经任何处理的70丝PET材料上，对丝印油墨的附着力、细度、硬度进行测试，本发明各实施例得到的丝印油墨和对比例性能参数参见表1：

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。