一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨及其制备方法
阅读说明：本技术 一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨及其制备方法 (Single-solvent high-speed printing plastic composite white ink and preparation method thereof ) 是由 潘小军 罗良萍 汪健 潘吉红 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨及其制备方法,包括以下组成成分：改性聚氨酯树脂25-35％、三元氯醋树脂10-12％、颜料10-35％、酯类溶剂10-30％、聚乙烯蜡0-1％、消光粉0-1％、分散剂0.2-0.5％、附着力促进剂0.5-2％、其他助剂0.2-1.5％。本发明以单一的酯类溶剂为油墨溶剂,溶解力和挥发速度适中,符合树脂合成和印刷设备要求。油墨中的溶剂为单一酯类,方便回收系统回收和精馏,精馏纯度可达99％以上,回收溶剂可在印刷和复合工序中正常使用,VOC排放可以下降到回收之前的5％以下。同时,通过对油墨配方和原材料的优化,可用于印刷速度400m/min以上的印刷。(The invention provides a single-solvent high-speed printing plastic composite white ink and a preparation method thereof, wherein the single-solvent high-speed printing plastic composite white ink comprises the following components: 25-35% of modified polyurethane resin, 10-12% of ternary vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, 10-35% of pigment, 10-30% of ester solvent, 0-1% of polyethylene wax, 0-1% of matting powder, 0.2-0.5% of dispersing agent, 0.5-2% of adhesion promoter and 0.2-1.5% of other auxiliary agents. The invention takes single ester solvent as the printing ink solvent, has moderate dissolving power and volatilization speed, and meets the requirements of resin synthesis and printing equipment. The solvent in the printing ink is single ester, so that the recovery and rectification of a recovery system are convenient, the rectification purity can reach more than 99 percent, the recovered solvent can be normally used in printing and composite working procedures, and the VOC emission can be reduced to less than 5 percent before recovery. Meanwhile, the ink formula and the raw materials are optimized, so that the ink can be used for printing at the printing speed of more than 400 m/min.)
技术领域
本发明涉及复合白色油墨技术领域，具体涉及一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨及其制备方法。
背景技术
凹版印刷是四大印刷方式中的其中一种，以其印制品墨层厚实，颜色鲜艳、饱和度高、印版耐印率高、印品质量稳定、印刷速度快等优点在印刷包装及图文出版领域内占据极其重要的地位。目前的凹版印刷油墨基本上以溶剂型油墨为主，大多采用挥发干燥的方式，因此存在着VOCS排放的问题。
随着全球环保要求越来越严格，新《环保法》出台，各地相继推出VOCs排放强制性地方限量标准。各印刷企业必须采取措施应对。目前各软包装印刷厂家主要采用使用水性油墨、加装蓄热式热力焚化炉装置(RTO)、上溶剂回收系统等方法进行解决。
溶剂回收系统由于可以将印刷生产过程中的溶剂进行回收，大大提高了溶剂的利用率，可以降低印刷厂的溶剂应用成本，因此受到了大量的印刷厂的欢迎。但回收的溶剂再利用时遇到了困难，其一，回收溶剂由于纯度问题,可能在应用时造成印品异味或者进行复合时复合强度会降低。这需要提高回收溶剂的纯度。其二，由于普通单一溶剂油墨的自身性能的限制，无法适应400m/min印刷速度的高速印刷设备上的使用，造成设备性能的浪费
现用的醇酯溶型油墨中由于含有异丙醇、正丁酯、丙二醇甲醚等混合溶剂，在溶剂回收时无法进行精馏分离，从而造成回收溶剂再利用时产生以上问题。而普通的单一溶剂油墨因原材料性能及配方问题，印刷适性次于普通的醇酯溶油墨，无法满足高速印刷的要求。
发明内容
本发明提出一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨及其制备方法，单一溶剂油墨能够适应在印刷速度400m/min以上的印刷设备上的使用，完成对混合溶剂型高速油墨的正常更替。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨，包括以下组成成分：
改性聚氨酯树脂：25-35％
三元氯醋树脂：10-12％
钛白粉：10-35％
酯类溶剂：10-30％
聚乙烯蜡：0-1％
消光粉：0-1％
分散剂：0.2-0.5％
附着力促进剂：0.5-2％
其他助剂：0.2-1.5％。
改性聚氨酯树脂，是单一溶剂复合白墨的主体连接料，该树脂中的溶剂全部为酯类溶剂，具有很好的酯溶性，并能够很好包裹颜料颗粒，可以为油墨在塑料表面提供优异的附着力，成膜效果优异，且具备耐水煮性能。改性聚氨酯树脂可在市场购得。
三元氯醋树脂是辅助树脂，对颜料有优异的分散性，帮助成膜，提高印刷品的复合强度。三元氯醋树脂可在市场上购得。
钛白粉，是着色剂，其主要作用在于制造单一溶剂白色油墨时油墨颜色的调配。钛白粉可在市场购得。
聚乙烯蜡作用是提高单一溶剂油墨印刷品的爽滑性，印刷时更好的保护印版和刮刀，聚乙烯蜡可在市场上购得。
酯类溶剂是单一溶剂油墨的溶剂，用于溶解树脂和颜料、调节油墨的粘度以及挥发速度。酯类溶剂可在市场上购得。
消光粉作用是改善油墨的抗黏连性能，改善油墨流动性以及溶剂残留等性能。可在市场上购得。
分散剂的作用是提高钛白粉的分散效果，改善油墨的稳定性。可在市场上购得。
附着力促进剂的作用是为油墨提高油墨在OPP基材上的附着力。可在市场上购得。
其他助剂包括抗静电剂、消泡剂及成膜助剂等辅助助剂，针对不同的情况来添加，例如改善印刷时的静电和气泡问题，提高墨层的成膜效果。市场上购得。
作为优选的，颜料设置为钛白粉、炭黑、有机黄颜料、有机红颜料、有机蓝颜料中的一种。
作为优选的，其他助剂设置为抗静电剂、改性硅型消泡剂、成膜助剂、紫外吸收剂中的一种或多种。
作为优选的，酯类溶剂设置为醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯中的一种或多种。
一种适用于单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨的制备方法，具体步骤如下：
(1)、干混：按照配方准确称取所需重量份数的颜料、消光粉、聚乙烯蜡和其他助剂，将其以1000-2500r/min的搅拌速率搅拌混合均匀，并过80-150目筛，留液去渣备用；
(2)、分散：在预混合分散缸中加入5-10％的改性聚氨酯树脂和 10-15％的三元氯醋树脂，开启分散机在转速300-1200r/min下再加入分散剂和20-30％的单一的酯类溶剂，充分搅拌均匀后加入全部的步骤1的混合物料，再加入附着力促进剂，静置5-10min，将分散机的转速调整到1200-1500r/min进行充分搅拌，形成预分散色浆料；
(3)、研磨：将预分散浆料转移至砂磨机上分散，控制转速为 300-1200r/min，控制料温为10-50℃，控制研磨进料速度为 0.1-0.2MPa，反复研磨2-3次，使之达到通用复合油墨所需细度，浆料使用200-500目筛子过滤，即得颜料色浆；
(4)、调粘：将剩余的溶剂、三元氯醋树脂和改性聚氨酯树脂加入颜料色浆中，开启分散机进行搅拌分散，控制转速为300-1200r/min，分散10-15min，调整油墨的粘度，制成成品复合油墨；
(5)、包装：将得到的复合油墨使用200-500目筛子进行低温过滤回笼5-10min，并进行低温真空包装，然后包装入库。
更进一步地，步骤5中低温过滤时的温度为5-15℃，低温真空包装时的温度为5-10℃。
本发明的有益效果：本发明提供的单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨，选用的单一溶剂聚氨酯树脂的酯溶性更好，能够大幅度提高酯类溶剂对油墨的溶解能力,大大提高了油墨的转移性能；选用遮盖力和白度高，吸油量低且品质稳定可靠的钛白粉作为白墨颜料，再辅以进口的分散剂，使钛白粉得到充分的分散，让树脂充分包裹住钛白粉，确保油墨低粘、高遮盖，且具有优异的印刷适性；选用树脂时，选用溶剂释放性更好的树脂，同时调整油墨中溶剂的比例，并选配合适的助剂来降低残留；同时改造印刷设备，提高烘道温度，加大风量，加长风道等；在油墨生产过程中添加适量的消泡剂和抗静电剂，必要时可在印刷时再添加；本发明以单一的酯类溶剂为油墨溶剂，溶解力和挥发速度适中，符合树脂合成和印刷设备要求。油墨中的溶剂为单一酯类，方便回收系统回收和精馏，精馏纯度可达99％以上，回收溶剂可在印刷和复合工序中正常使用，VOC排放可以下降到回收之前的5％以下。同时，通过对油墨配方和原材料的优化，本发明可用于印刷速度400m/min以上的印刷设备上的印刷。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨，包括以下组成成分：
改性聚氨酯树脂：30％
三元氯醋树脂：10％
钛白粉：30％
酯类溶剂：26.8％
聚乙烯蜡：1％
消光粉：1％
分散剂：0.2％
附着力促进剂：1.5％
其他助剂：0.5％。
实施例2
一种单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨，包括以下组成成分：
改性聚氨酯树脂：33％
三元氯醋树脂：12％
钛白粉：35％
酯类溶剂：15.4％
聚乙烯蜡：0.4％
消光粉：1％
分散剂：0.2％
附着力促进剂：2％
其他助剂：1％。
改性聚氨酯树脂，是单一溶剂复合白墨的主体连接料，该树脂中的溶剂全部为酯类溶剂，具有很好的酯溶性，并能够很好包裹颜料颗粒，可以为油墨在塑料表面提供优异的附着力，成膜效果优异，且具备耐水煮性能。改性聚氨酯树脂可在市场购得。
三元氯醋树脂是辅助树脂，对颜料有优异的分散性，帮助成膜，提高印刷品的复合强度。三元氯醋树脂可在市场上购得。
钛白粉，是着色剂，其主要作用在于制造单一溶剂白色油墨时油墨颜色的调配。钛白粉可在市场购得。
聚乙烯蜡作用是提高单一溶剂油墨印刷品的爽滑性，印刷时更好的保护印版和刮刀，聚乙烯蜡可在市场上购得。
酯类溶剂是单一溶剂油墨的溶剂，用于溶解树脂和颜料、调节油墨的粘度以及挥发速度。酯类溶剂可在市场上购得。
消光粉作用是改善油墨的抗黏连性能，改善油墨流动性以及溶剂残留等性能。可在市场上购得。
分散剂的作用是提高钛白粉的分散效果，改善油墨的稳定性。可在市场上购得。
附着力促进剂的作用是为油墨提高油墨在OPP基材上的附着力。可在市场上购得。
其他助剂包括抗静电剂、消泡剂及成膜助剂等辅助助剂，针对不同的情况来添加，例如改善印刷时的静电和气泡问题，提高墨层的成膜效果。市场上购得。
更进一步地，其他助剂设置为抗静电剂、改性硅型消泡剂、成膜助剂、紫外吸收剂中的一种或多种。
更进一步地，酯类溶剂设置为醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯中的一种或多种。
一种适用于单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨的制备方法，具体步骤如下：
(1)、干混：按照配方准确称取所需重量份数的颜料、消光粉、聚乙烯蜡和其他助剂，将其以1000-2500r/min的搅拌速率搅拌混合均匀，并过80-150目筛，留液去渣备用；
(2)、分散：在预混合分散缸中加入5-10％的改性聚氨酯树脂和 10-15％的三元氯醋树脂，开启分散机在转速300-1200r/min下再加入分散剂和20-30％的单一的酯类溶剂，充分搅拌均匀后加入全部的步骤1的混合物料，再加入附着力促进剂，静置5-10min，将分散机的转速调整到1200-1500r/min进行充分搅拌，形成预分散色浆料；
(3)、研磨：将预分散浆料转移至砂磨机上分散，控制转速为300-1200r/min，控制料温为10-50℃，控制研磨进料速度为 0.1-0.2MPa，反复研磨2-3次，使之达到通用复合油墨所需细度，浆料使用200-500目筛子过滤，即得颜料色浆；
(4)、调粘：将剩余的溶剂、三元氯醋树脂和改性聚氨酯树脂加入颜料色浆中，开启分散机进行搅拌分散，控制转速为 300-1200r/min，分散10-15min，调整油墨的粘度，制成成品复合油墨；
(5)、包装：将得到的复合油墨使用200-500目筛子进行低温过滤回笼5-10min，并进行低温真空包装，然后包装入库。
其中，步骤5中低温过滤时的温度为5-15℃，低温真空包装时的温度为5-10℃。
在本发明中，本发明提供的单一溶剂的高速印刷塑料复合白色油墨，选用的单一溶剂聚氨酯树脂的酯溶性更好，能够大幅度提高酯类溶剂对油墨的溶解能力,大大提高了油墨的转移性能；选用遮盖力和白度高，吸油量低且品质稳定可靠的钛白粉作为白墨颜料，再辅以进口的分散剂，使钛白粉得到充分的分散，让树脂充分包裹住钛白粉，确保油墨低粘、高遮盖，且具有优异的印刷适性；选用树脂时，选用溶剂释放性更好的树脂，同时调整油墨中溶剂的比例，并选配合适的助剂来降低残留；同时改造印刷设备，提高烘道温度，加大风量，加长风道等；在油墨生产过程中添加适量的消泡剂和抗静电剂，必要时可在印刷时再添加；本发明以单一的酯类溶剂为油墨溶剂，溶解力和挥发速度适中，符合树脂合成和印刷设备要求。油墨中的溶剂为单一酯类，方便回收系统回收和精馏，精馏纯度可达99％以上，回收溶剂可在印刷和复合工序中正常使用，VOC排放可以下降到回收之前的5％以下。同时，通过对油墨配方和原材料的优化，本发明可用于印刷速度400m/min以上的印刷设备上的印刷。
每一实施例所产出的油墨作性能介绍，产品经检测和应用，其结果如下表：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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