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一种提高环保水性油墨附着力的方法

阅读：766发布：2023-01-24

专利汇可以提供一种提高环保水性油墨附着力的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于水性油墨的技术领域，提供了一种提高环保水性油墨附着力的方法。该方法先制备聚多巴胺，并包覆于原位生成的钴铁氧体纳米磁性材料的表面，然后与水性丙烯酸树脂、去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂混合并研磨分散为水性油墨，通过聚多巴胺结构中的大量基团实现油墨附着力的提高。与传统方法相比，本发明的方法制备的环保水性油墨，粘结性能好，附着力强，制备的提高了水性油墨本身的粘结性能，印刷墨残留率高，性能稳定，印刷效果佳，同时无毒无污染，环保性佳，对环境无危害，并且整个工艺过程简单易操作，成本低，适合推广应用。，下面是一种提高环保水性油墨附着力的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于，先制备聚多巴胺，并包覆于原位生成的钴铁氧体纳米磁性材料的表面，然后与水性丙烯酸树脂、去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂混合并研磨分散为水性油墨，通过聚多巴胺结构中的大量基团实现油墨附着力的提高，提高附着力的具体步骤如下：
（1）将硝酸钴和硝酸铁按一定的重量份溶于去离子水中，再加入一定量的柠檬酸溶液，磁力搅拌均匀，然后加入一定量的盐酸多巴胺，制得混合溶液；
（2）向步骤（1）得到的混合溶液中加入碳酸氢铵，调节pH值至碱性，然后加入氢氧化钠水溶液，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度继续反应，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；
（3）将步骤（2）制得的聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂按一定的重量份混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨。
2.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（1）中各原料重量份为，硝酸钴20 25重量份、硝酸铁22 28重量份、柠檬酸2 3重量份、盐酸多巴胺~ ~ ~
12 16重量份、水28 44重量份。
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3.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（2）中各原料重量份为，混合溶液83 89重量份、碳酸氢铵1 2重量份、氢氧化钠10 15重量份。
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4.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（2）所述pH值调节至8 8.5。
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5.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（2）所述反应温度为70 90℃，反应时间为5 7h。
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6.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（3）所述有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料或喹吖啶酮颜料中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（3）所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物中的一种。
8.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（3）所述流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（3）所述缓冲剂为脂肪胺、醇胺、酰胺、脂环胺或芳香胺中的至少一种。
10.根据权利要求1所述一种提高环保水性油墨附着力的方法，其特征在于：步骤（3）中各原料重量份为，聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料8 15重量份、水性丙烯酸30 40重~ ~
量份、去离子水31 56重量份、乙醇3 8重量份、有机颜料2 4重量份、消泡剂0.2 0.5重量份、~ ~ ~ ~
流平剂0.4 0.8重量份、缓冲剂0.4 0.7重量份。
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说明书全文

一种提高环保水性油墨附着力的方法

技术领域

[0001] 本发明属于水性油墨的技术领域，提供了一种提高环保水性油墨附着力的方法。

背景技术

[0002] 随着人们环保意识的不断提高，绿色环保成为21世纪的发展主题。近年来，很在包装印刷方面增加了许多卫生、环保方面的要求和制约条件，传统的有机溶剂油墨和上光油会排放碳氢化合物，污染空气、有损健康，面临逐步淘汰，具有危害小、污染少、无公害的水性油墨成为油墨印刷行业发展的必然趋势，受到国内外各界人士的关注。

[0003] 水性油墨作为一种无溶剂挥发、无溶剂残留的环保型油墨，特别适用于卫生条件要求严格的包装印刷产品，人们对各种承印物提出越来越高的要求，传统的水性油墨已经不能将油墨有效地吸附在承印物上，不能满足人们对油墨的品质越来越高的要求，在提高水性油墨干燥速度、色相、流动性等性能的同时，附着力的提升也是不容忽视的一项。

[0004] 水性油墨附着力是指油墨墨膜与承印基材之间，通过物理和化学作用相互粘附的能力，也是把墨膜从承印基材上剥离所需的剥离力，只有呈现良好的附着力，才不会在后续加工中出现反粘、磨花等现象，以保证印刷图案的完整。传统的提高水性油墨附着力的方法主要有电晕处理和选择正确的连接料，但电晕处理操作复杂，成本高，效果不理想，而选用矿物油、水性丙烯酸、水性聚氨酯等连接料时，存在不同程度的毒性和污染问题。因此研究和应用提高水性油墨附着力的课题成为本领域发展的重要方向。

[0005] 目前国内外在提高油墨粘接性能，尤其提高水性油墨附着力方面已取得了一定成效。其中林日胜等人发明了一种高附着力薄膜包装印刷用水性油墨及其制作方法（中国发明专利申请号200910154788.0），由以下原料组成：水、醇类溶剂、改性氯化聚丙烯乳液、辅助拼用乳液、颜料、助剂。改性氯化聚丙烯乳液是：使用功能性有机酸在无芳烃溶液中经自由基引发接枝共聚，用有机胺中和后脱除溶剂，经过转相乳化工艺形成的改性氯化聚丙烯乳液，此发明的优点在于：合成并使用了一种功能性有机酸改性氯化聚丙烯水性乳液以及基于功能性有机酸改性氯化聚丙烯乳液匹配的颜料分散、配方复合的油墨制作技术，该类型水性油墨能够大大提高油墨在薄膜上的附着和复合性能。另外，盘茂森等人发明了一种应用于PVC印刷的高附着力水性油墨（中国发明专利申请号201710629708.7），包括以下组分：水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液、去离子水、颜料、氨水、消泡剂、助剂；所水性聚氨酯-丙烯酸树脂乳液由聚氨酯乳液和丙烯酸单体经乳液聚合而成，在聚合过程中，加入硅烷偶联剂、间羧基苯磺酸钠和石墨烯作为乳液聚合助剂，此发明应用于PVC印刷的高附着力水性油墨具有附着力高、接触角小、润湿性好和成本低廉的特点。

[0006] 可见，现有技术中的提高水性油墨附着力的方法中，电晕处理技术难度较大，过程复杂，成本较高，而选用高粘度连接料时，普遍都具有毒性，对环境卫生和人员健康都有不同程度的污染和损害，且干燥后的油墨中存在残留有害物，难以达到绿色环保的要求。

发明内容

[0007] 针对这种情况，我们提出一种提高环保水性油墨附着力的方法，将硝酸钴和硝酸铁溶于去离子水中，再加入柠檬酸溶液，磁力搅拌后再加入盐酸多巴胺，调节pH后加入氢氧化钠水溶液，再在氮气保护下将升温继续反应，得到聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料，将其加入到水性丙烯酸树脂搅拌均匀，再向混合树脂液中添加去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂，最后通过研磨分散得到高附着力环保水性油墨。在提高油墨附着力的同时，确保了环保友好性。

[0008] 为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：一种提高环保水性油墨附着力的方法，先制备聚多巴胺，并包覆于原位生成的钴铁氧体纳米磁性材料的表面，然后与水性丙烯酸树脂、去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂混合并研磨分散为水性油墨，通过聚多巴胺结构中的大量基团实现油墨附着力的提高，提高附着力的具体步骤如下：
（1）将硝酸钴和硝酸铁按一定的重量份溶于去离子水中，再加入一定量的柠檬酸溶液，磁力搅拌均匀，然后加入一定量的盐酸多巴胺，制得混合溶液；
（2）向步骤（1）得到的混合溶液中加入碳酸氢铵，调节pH值至碱性，然后加入氢氧化钠水溶液，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度继续反应，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；
（3）将步骤（2）制得的聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂按一定的重量份混合，然后研磨分散，制得具有良好的附着力的环保水性油墨。

[0009] 优选的，步骤（1）中各原料重量份为：硝酸钴20 25重量份、硝酸铁22 28重量份、柠~ ~檬酸2 3重量份、盐酸多巴胺12 16重量份、水28 44重量份。
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[0010] 优选的，步骤（2）中各原料重量份为：混合溶液83 89重量份、碳酸氢铵1 2重量份、~ ~氢氧化钠10 15重量份。
~

[0011] 优选的，步骤（2）所述pH值调节至8 8.5。~

[0012] 优选的，步骤（2）所述反应温度为70 90℃，反应时间为5 7h。~ ~

[0013] 优选的，步骤（3）所述有机颜料为偶氮颜料、酞菁颜料或喹吖啶酮颜料中的至少一种。

[0014] 优选的，步骤（3）所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物中的一种。

[0015] 优选的，步骤（3）所述流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、脲醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。

[0016] 优选的，步骤（3）所述缓冲剂为脂肪胺、醇胺、酰胺、脂环胺或芳香胺中的至少一种。

[0017] 优选的，步骤（3）中各原料重量份为：聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料8 15~重量份、水性丙烯酸30 40重量份、去离子水31 56重量份、乙醇3 8重量份、有机颜料2 4重~ ~ ~ ~
量份、消泡剂0.2 0.5重量份、流平剂0.4 0.8重量份、缓冲剂0.4 0.7重量份。
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[0018] 本发明提供的方法先制备聚多巴胺，并包覆于原位生成的钴铁氧体纳米磁性材料的表面，然后与水性丙烯酸树脂、去离子水、乙醇、有机颜料、消泡剂、流平剂和缓冲剂混合并研磨分散为水性油墨，通过聚多巴胺结构中的大量基团实现油墨附着力的提高。与传统方法相比，本发明的方法制备的环保水性油墨，粘结性能好，附着力强，制备的提高了水性油墨本身的粘结性能，印刷墨残留率高，性能稳定，印刷效果佳，同时无毒无污染，环保性佳，对环境无危害，并且整个工艺过程简单易操作，成本低，适合推广应用。

[0019] 以本发明中提高水性油墨附着力的方法、以聚酯为粘合剂和以聚氨酯为粘合剂提高水性油墨附着力的方法，制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表1所示。

[0020] 表1：性能指标印刷膜残留率（%）
以聚酯为粘合剂 65 80
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以聚氨酯为粘合剂 70 85
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本发明的方法 90 97
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本发明提供了一种提高环保水性油墨附着力的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明的方法聚多巴胺的结构中含有大量的具有极强的仿生黏附力的基团，与钴铁氧体表面原子发生螯合或者氢键相互作用，提高了水性油墨本身的粘结性能。

[0021] 2.本发明的方法中具有高黏附力的基团可使钴铁氧体纳米磁性材料与油墨紧密地结合在一起，显著提升了油墨的粘附力，印刷墨残留率高，性能稳定，印刷效果佳。

[0022] 3.本发明的方法在制备中的原材料均无毒无污染，环保性佳，对环境无危害。

[0023] 4.本发明的整个工艺过程简单易操作，成本低，适合推广。

具体实施方式

[0024] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。

[0025] 实施例1将23kg硝酸钴和25kg硝酸铁溶于36kg去离子水中，再加入2kg柠檬酸，磁力搅拌均匀，然后加入14kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取853 89kg混合溶液中加2kg入碳酸氢铵，将pH~
值调节为8.3，然后加入13kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到80℃继续反应6h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取11kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入35kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与44.6kg去离子水、5kg乙醇、3kg偶氮颜料、0.3kg聚二甲基硅氧烷、0.6kg聚丙烯酸和0.5kg脂肪胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例1的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0026] 实施例2将20kg硝酸钴和22kg硝酸铁溶于44kg去离子水中，再加入2kg柠檬酸，磁力搅拌均匀，然后加入12kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取89kg混合溶液中加1kg入碳酸氢铵，将pH值调节为8，然后加入10kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到70℃继续反应7h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取8kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入30kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与56kg去离子水、3kg乙醇、2kg酞菁颜料、0.2kg乳化硅油、0.4kg 羧甲基纤维素和0.4kg醇胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例2的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0027] 实施例3将25kg硝酸钴和28kg硝酸铁溶于28 4kg去离子水中，再加2 3kg柠檬酸，磁力搅拌均~ ~
匀，然后加入16kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取83kg混合溶液中加2kg入碳酸氢铵，将pH值调节为8.5，然后加入15kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到90℃继续反应5h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取15kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入40kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与31kg去离子水、8kg乙醇、4kg喹吖啶酮颜料、0.5kg高碳醇脂肪酸酯复合物、0.8kg脲醛树脂和0.7kg酰胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例3的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0028] 实施例4将22kg硝酸钴和23kg硝酸铁溶于39kg去离子水中，再加入3kg柠檬酸，磁力搅拌均匀，然后加入13kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取87kg混合溶液中加1kg入碳酸氢铵，将pH值调节为8.3，然后加入12kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到75℃继续反应6.5h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取10kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入32kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与31 56kg去离~
子水、4kg乙醇、2kg偶氮颜料、0.3kg聚二甲基硅氧烷、0.5kg三聚氰胺甲醛树脂和0.5kg芳香胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例4的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0029] 实施例5将24kg硝酸钴和27kg硝酸铁溶于31kg去离子水中，再加入3kg柠檬酸，磁力搅拌均匀，然后加入15kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取84kg混合溶液中加2kg入碳酸氢铵，将pH值调节为8.4，然后加入14kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到88℃继续反应6.5h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取12kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入38kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与37.3kg去离子水、7kg乙醇、4kg酞菁颜料、0.4kg乳化硅油、0.7kg聚丙烯酸和0.6kg芳香胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例5的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0030] 实施例6将23kg硝酸钴和26kg硝酸铁溶于34kg去离子水中，再加入2kg柠檬酸，磁力搅拌均匀，然后加入15kg盐酸多巴胺，制得混合溶液；取84kg混合溶液中加2kg入碳酸氢铵，将pH值调节为8.2，然后加入14kg氢氧化钠，通入氮气置换出体系内的空气，并在氮气保护下升高温度到78℃继续反应6h，制得聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料；取12kg聚多巴胺包覆的钴铁氧体纳米磁性材料加入36kg水性丙烯酸树脂中，搅拌均匀，进一步与42.4kg去离子水、5kg乙醇、3kg喹吖啶酮颜料、0.4kg高碳醇脂肪酸酯复合物、0.7k脲醛树脂和0.5kg脂肪胺混合，然后研磨分散，制得的环保水性油墨具有良好的附着力；
以实施例6的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0031] 对比例1混合溶液配制时，未加入盐酸多巴胺，不需加入碳酸氢铵和氢氧化钠，仅发生硝酸钴和硝酸铁的水热反应，温度为160℃，时间为3h，制得钴铁氧体纳米磁性材料，其他制备条件与实施例6一致；
以对比例1的方法制备水性油墨，并进行印刷，采用质量浓度为40%的硫酸溶液对印刷品的表面进行浸泡洗脱，30min后取出印刷品，测试印刷膜残留率，用以表征水性油墨的附着力，所得结果如表2所示。

[0032] 表2：性能指标印刷膜残留率（%）
实施例1 93.5
实施例2 96.4
实施例3 92.5
实施例4 95.3
实施例5 93.4
实施例6 92.3
对比例1 58.8

标题	发布/更新时间	阅读量
电压力锅	2020-05-12	427
压力机	2020-05-13	203
电压力锅	2020-05-11	6
电力表箱	2020-05-11	515
电力表箱	2020-05-11	380
磁力泵	2020-05-12	494
动力电池	2020-05-12	75
力传感器	2020-05-12	271
电压力锅	2020-05-12	716
磁力开关	2020-05-11	856

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