綠色凹印水性油墨的研發(fā)

高紅麗 劉昕

本文介紹了一種實現(xiàn)綠色凹版印刷水性油墨的最新專利（申請?zhí)枺?01310750293.0），該發(fā)明主要是一種綠色凹印水性油墨及其制備方法，凹版水性油墨包括以下組份：聚乙烯醇、改性劑、溶劑、助劑、色料、稀釋劑，其中助劑為催化劑、表面活性劑、疏水劑、消泡劑和流平劑組成的混合物。制備的凹印水性油墨解決了現(xiàn)有凹版水性油墨耐候性，耐水性、耐溶劑性和抗黃變性差，能應(yīng)用于高檔印刷品的印刷；該專利綠色凹印水性油墨安全無污染，生產(chǎn)效率高，印刷質(zhì)量優(yōu)異，色飽和度、色強度和清晰度明顯優(yōu)于普通油墨，設(shè)備容易清洗等優(yōu)點對于實現(xiàn)環(huán)保、健康的綠色印刷十分有利。

最近由于嚴(yán)重的環(huán)境污染引起霧霾天氣，給人們的生活和工作帶來很大不便。研發(fā)一種環(huán)保型凹版水性油墨，具有節(jié)能、無溶劑排放、不污染環(huán)境、生產(chǎn)效率高、印品性能優(yōu)異等特點，必將會引起強烈關(guān)注。采用水溶性樹脂作為油墨連結(jié)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(fā)色性強、文字清晰、網(wǎng)點完整、能適應(yīng)快速印刷要求的方向發(fā)展，應(yīng)用范圍得到擴展。綠色環(huán)保印刷設(shè)備以及環(huán)保材料的研發(fā)是國家新聞出版廣電總局提出印刷復(fù)制業(yè)振興的重大項目帶動戰(zhàn)略之一，但目前凹版水性油墨大多都是溶劑油墨，研發(fā)綠色凹版水性油墨的技術(shù)還不成熟。主要方法有：用可溶解的交聯(lián)聚乙烯醇聚氨酯及其合成方法；自粘性改性聚乙烯醇涂料及其制造方法；涂布用耐水型阻隔聚乙烯醇涂料及其制備方法；用高固含耐水型聚乙醇涂料及其制備方法；聚乙烯醇活性改性方法等。這些專利中對聚乙醇進行改性，存在一些缺陷：耐水性、耐溶劑性、抗黃變性、穩(wěn)定性和附著力都受到一定的限制；PVA穩(wěn)定性一般；耐磨性一般，細(xì)度大，在應(yīng)用方面受到限制。該專利制備的水性油墨的黏度為0.02～0.3Pa.s，耐水性、耐溶劑性、抗黃變性、穩(wěn)定性和附著力好。符合凹版水性油墨的印刷要求；配制不同醇解度和不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PVA水溶液通過單因素比較分析得到穩(wěn)定性好、黏度適中的凹印水性油墨連結(jié)料，避免添加增稠劑來保證連結(jié)料的黏度，降低成本，簡化實驗步驟；通過單因素優(yōu)選法添加了最優(yōu)用量的表面活性劑進一步提高顏料在連結(jié)料中的分散程度，提高耐磨性，降低細(xì)度，降低成本。

基本組成

該專利制備的一種綠色凹印水性油墨，按重量百分比由以下組份組成：6%～12%聚乙烯醇、0.1%～3.5%改性劑、37%～70%溶劑、5.3%～9.5%助劑、8%～20%色料、10%～19%稀釋劑。以上各組分的重量百分比總和為100%，其中助劑為催化劑、表面活性劑、疏水劑、消泡劑和流平劑組成的混合物；改性劑為脂肪族類水性聚氨酯樹脂；溶劑為水；稀釋劑為去離子水和乙醇按體積比為3∶2的混合物。助劑中，各組份占水性凹印油墨總重量的百分比為：0.5%～1.5%催化劑、0.5%～1.0%表面活性劑、1%～5%疏水劑、1%～2.3%流平劑、1%～2.5%消泡劑。催化劑為對苯磺酸、檸檬酸和三乙胺中的一種或任意兩種按重量比為1∶1組成的混合物；表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和OP-10中的一種或任意兩種按重量比為1∶1組成的混合物、或辛烷基酚聚氧乙烯醚與十二烷基硫酸鈉按重量比為2∶1組成的混合物；疏水劑為丙烯酰胺和硫氰酸銨中的一種或按重量比為1∶1組成的混合物；消泡劑為金柏CD-111、金柏CD-3、金柏CD-65、金柏DF-123A、金柏DF126、金柏DF131、金柏DF-132中的一種；流平劑為有機硅丙烯酸酯、水性有機硅、聚有機硅氧烷中的一種。色料為聯(lián)苯胺黃G、酞青藍、永久紅4B、青銅粉、透明黃GG、永固橘黃G、聯(lián)苯胺黃GR中的一種。

制備方法

凹版水性油墨的制備：

1.按重量百分比分別稱取6%～12%聚乙烯醇、0.1%～3.5%改性劑、37%～70%溶劑、5.3%～9.5%助劑、8%～20%色料、10%～19%稀釋劑。以上各組份的重量百分比總和為100%，其中助劑為催化劑、表面活性劑、疏水劑、消泡劑和流平劑組成的混合物。利用1稱取的溶劑，在65℃～95℃的恒溫水浴的條件下溶解聚乙烯醇配制成聚乙烯醇的水溶液；

2.將配制好的聚乙烯醇水溶液倒入反應(yīng)容器三口燒瓶中，均勻加入催化劑、表面活性劑和改性劑，在溫度為20℃～25℃的條件下反應(yīng)30～45分鐘；然后加入消泡劑和流平劑再繼續(xù)攪拌10～20分鐘；

3.在溫度為20℃～25℃、低速攪拌下加入色料，攪拌15～25分鐘，再加入稀釋劑攪拌10～20分鐘，最后加入疏水劑攪拌10～20分鐘，收料即得。

特點及應(yīng)用

1.本配方中連結(jié)料聚乙烯醇是為數(shù)不多的水溶性高分子樹脂，溶劑是水，無毒、無污染、價格低廉、取材方便，用它做連結(jié)料無溶劑揮發(fā)；

2.本配方的水性凹印油墨安全無污染，生產(chǎn)效率高，印刷質(zhì)量優(yōu)異，色飽和度、色強度和清晰度明顯優(yōu)于普通油墨，設(shè)備容易清洗，對于實現(xiàn)環(huán)保健康的綠色印刷十分有利；

3.本配方的水性凹印油墨具有良好的耐候性，耐水性、耐溶劑性和耐黃變性得到很大的改善，能應(yīng)用于高檔印刷品的印刷。該專利水性凹印油墨制備方法、工藝簡單，容易實現(xiàn)，環(huán)保無污染，所用設(shè)備價格便宜、體積小。