專利名稱：一種醇水性塑料凹版調金油的制備方法
技術領域：
本發明涉及塑料凹版復合油墨，特別是塑料凹版復合印刷金墨用醇水性調金油及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著人民生活水平的不斷提升，不僅帶動了包裝工業的飛速增長，也促進了塑料凹版油墨技術及市場的不斷發展。目前塑料凹版油墨在塑料包裝上已獲得非常廣泛的應用，如在食品、藥品、農副產品、日用品等行業的各類塑料薄膜基材包裝，其應用范圍幾乎囊括了所有的包裝領域。為適應社會發展對“綠色和環保”的追求，塑料凹版油墨企業及相關研究機構近年來一直致力于“綠色環保”油墨的研究和開發，以求用清潔無污染或低污染的醇水溶性或醇溶油墨替代傳統的苯溶性油墨，從而減輕對環境的污染和對人體健康的威脅。如專利申請號CN200610022514.2公開了用于凹版的醇水性復合油墨，專利申請號 CN200510044632. 9公開了一種無苯醇溶環保塑料印刷油墨及其制備方法。通過科研單位和印刷、包裝企業的共同努力，目前醇水溶性或醇溶油墨正以其環保和性能優勢，在塑料凹版復合包裝印刷中開始逐步替代傳統的苯溶性油墨，有望成為一類主流的塑料凹版印刷復合油墨。但是，由于醇水溶性或醇溶油墨研究時間尚短，其品種的配套尚有缺陷，如缺少高品質的醇水溶性或醇溶性金、銀、珠光墨等，直接導致了目前醇水溶性或醇溶油墨在高品質金屬質感復合包裝印刷中仍需使用現有傳統的苯溶性金墨。苯溶性金墨的使用既不環保，同時在與醇水溶性或醇溶油墨配套使用時，也存在明顯的印刷質量問題。所謂金墨是用銅金粉與適當的調金油及有機溶劑等調制而成的印刷油墨。調金油是金墨質量好壞的關鍵，而其中所用樹脂連接料是金墨的成膜物質，最終所得金墨的品質及其理化性能均由樹脂連接料決定。傳統苯溶性塑料凹版復合金墨是以苯溶性氯化聚丙烯為樹脂連接料，以甲苯、二甲苯等有毒有害苯類溶劑組成的調金油調制而成。在與醇水溶性或醇溶油墨配合使用時，不僅苯類溶劑殘留高，對環境和人類危害大，同時氯化聚丙烯與醇水溶性或醇溶油墨樹脂連接料-多元聚丙烯酸(酯)樹脂的類型差異大，導致金墨的印刷轉移效果及粘結力明顯變差，易出現金墨層脫落、印跡模糊等弊病。目前國內已公開的無苯調金油資料主要涉及紙張、紙箱預印等用途。其中專利申請號CN03112^6公開了卡紙印刷金墨調制用溶劑型凹印、柔印特種調金油，專利申請號CN200610038142. 2公開了一種水松紙印刷金墨調制用無苯調金油，專利申請號 CN200610048325. 2則公開了一種無苯紙箱預印調金油。這些無苯調金油屬于酯溶性調金油，因其所用樹脂連接料為普通丙烯酸酯樹脂，故僅溶于乙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯等酯類溶劑中，并需要添加鄰苯二甲酸辛酯等增塑劑組分，相對傳統苯溶性調金油而言，其環保性有較大的進步。但是，酯溶性調金油含有增塑劑組分使其很難在塑料凹版復合金墨中使用，而丙二醇甲醚乙酸酯等高沸點溶劑也會使油墨有機溶劑殘留明顯偏高，同時酯溶性調金油所用普通酯溶性丙烯酸樹脂與醇水溶性或醇溶油墨樹脂連接料-多元聚丙烯酸(酯)樹脂的結構仍有一定差異，兩者之間的粘接以及油墨的轉移仍存在一定問題。為避免上述現有技術的不足之處，本發明提供一種塑料凹版復合油墨用醇水性調金油及其制備方法，以通過特定結構多元丙烯酸樹脂的合成，獲得醇水性塑料凹版復合金墨用調金油，不僅可以有效提高金粉的分散性，減少金粉用量，降低成本；同時還可提高金粉在醇水性油墨配套印刷時的附著力和粘結強度，改善轉移性及印刷效果。由于特定結構多元丙烯酸酯樹脂的醇水溶性， 使其在調配金墨時僅需使用乙醇和水為溶劑，避免了其它有毒有害溶劑及增塑劑的使用， 具有很好的安全環保性。
發明內容
本發明的目的在于提供一種塑料凹版復合油墨用醇水性調金油及其制備方法，以通過特定結構多元丙烯酸樹脂的合成，獲得醇水性塑料凹版復合金墨用調金油，不僅可以有效提高金粉的分散性，減少金粉用量，降低成本；同時還可提高金粉在醇水性油墨配套印刷時的附著力和粘結強度，改善轉移性及印刷效果。由于特定結構多元丙烯酸酯樹脂是由丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、功能單體聚合而成，具有醇水溶性，使其在調配金墨時僅需使用乙醇和水為溶劑，避免了其它有毒有害溶劑及增塑劑的使用，具有很好的安全環保性，可以用于各類醇水性塑料凹版復合包裝印刷金墨的調配。本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的醇水性塑料凹版調金油是由特定結構多元丙烯酸酯樹脂、乙醇、水及酯類溶劑組成，通過溶液自由基一步聚合法合成、調配而得。調金油的樹脂連結劑是以溶液自由基一步聚合法合成的特定結構多元丙烯酸酯樹脂。調金油中各組成的重量配比為
特定結構多元丙烯酸酯樹脂乙醇
酯類溶劑水
聚酮樹脂
40 15 15 1. 0 -0. 5 -0. 1 -0. 05
60 30 30 -15 -5. 0 -0. 3 0. 2
蠟粉
助分散劑
其中特定結構的多元丙烯酸酯樹脂的單體原料組成重量配比為 (甲基)丙烯酸酯類單體醋酸乙烯酯
40 20 15 0. 1 ‘
60
45
25
-1. 5
-步聚合法合成、調配而得，其聚
功能單體引發劑
醇水性塑料凹版調金油的制備采用溶液自由基-合工藝為常規溶液聚合工藝，或者選擇下述工藝1)先將酯類溶劑和50wt%的引發劑加入反應釜，攪拌均勻后，升溫至50 85°C ；2)待溫度穩定后，將(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、功能單體和剩余的50wt%引發劑混合均勻，在3 8小時內均勻滴加入反應釜；3)滴加完畢后，保持溫度50 85°C，繼續攪拌2 5小時，然后降溫；4)將聚酮樹脂、蠟粉和助分散劑溶于乙醇，然后與水混合均勻，形成乙醇、水的混合溶液；5)待釜溫降至室溫后，加入上述已混合均勻的乙醇、水混合溶液，攪拌30分鐘完成調配后出釜。即得醇水性塑料凹版調金油成品。其中(甲基)丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯己酯，以上的一種或幾種組成的混合物；功能單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯，馬來酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、羥甲基甲基丙烯酰胺，以上的一種或幾種組成的混合物；引發劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰；酯類溶劑為醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯，以上的一種或幾種組成的混合物；蠟粉為聚乙烯蠟、微晶蠟，以上的一種或兩種種組成的混合物；助分散劑為硬脂酸、硬脂酸納、油酸、油酸鈉、苯甲酸鈉、十二烷基磺酸鈉，以上的一種或幾種組成的混合物。本發明最大的優點是通過功能單體參與自由基共聚，使所合成的多元丙烯酸樹脂分子鏈上帶有羥基、酰胺基、酸酐等極性基團，從而提高了多元丙烯酸樹脂的極性，使其可以很好地溶解于醇水混合溶劑中；同時羥基、酰胺基、酸酐等極性基團對金粉具有很好的分散能力，可以有效提高金粉的分散性，減少金粉用量，降低成本；與此同時，樹脂所獲得的極性還可以增強金墨在塑料基材上印刷時的轉移性和粘結力。另外多元丙烯酸樹脂結構的高度可調性使其能夠通過分子結構的調整即可獲得足夠的柔性和初粘力，而不需要像普通酯溶性丙烯酸樹脂那樣必須加入增塑劑才能獲得足夠的柔性和初粘力。以上優點使該醇水性調金油在塑料凹版復合油墨領域具有廣闊的應用前景。相應的醇水性塑料凹版復合金墨的制備工藝為常規金墨制備工藝，或者選用下述制備工藝1)將無水乙醇與水按9. 5 0. 5 8 1的比例制成混合溶劑；幻用混合溶劑對金粉進行浸泡，其中金粉與混合溶劑的重量比為1.0 0.2 2. 0 ；浸泡時間5 30分鐘，同時啟動低速攪拌器進行攪拌，以確保金屬顏料完全浸泡溶脹；3)加入按前述工藝制備的調金油，其中金粉與調金油的重量比為1.0 0.8 2. 0 ；同時啟動低速攪拌器，攪拌5 30分鐘；4)加入混合溶劑，調節所得金墨粘度至塑料凹版復合印刷所需粘度，即得塑料凹版復合印刷用金墨。其中金粉為800 1200目中等細度的銅金粉。
具體實施例方式實施例一將0. 4g的偶氮二異丁腈、50g的醋酸乙酯加入反應釜，攪拌均勻后，升溫至70°C ； 待溫度穩定后，開始均勻滴加單體混合物(30g的丙烯酸丁酯、20g的甲基丙烯酸甲酯、30g 的的醋酸乙烯酯、IOg的丙烯酸羥乙酯、3g的馬來酸酐、7g的甲基丙烯酰胺、0. 4g的偶氮二異丁腈均勻混合而成)；滴加時間為3小時，滴加期間保持溫度為70°C;滴加完畢后，保持溫度70°C，繼續攪拌4小時，然后降溫；將2. Og的聚酮樹脂、0. 2g的聚乙烯蠟、0. 2g的硬脂酸鈉溶于45g的無水乙醇中，然后加入5g的水攪拌混合均勻，形成乙醇、水的混合溶液；將上述已混合均勻的乙醇、水混合溶液加入反應釜，攪拌30分鐘完成調配后出釜。即得醇水性塑料凹版調金油成品。實施例二將0. 5g的過氧化苯甲酰、40g的醋酸乙酯加入反應釜，攪拌均勻后，升溫至75°C ； 待溫度穩定后，開始均勻滴加單體混合物(30g的丙烯酸丁酯、IOg的甲基丙烯酸甲酯、42g 的的醋酸乙烯酯、12g的丙烯酸羥乙酯、2g的馬來酸酐、4g的羥甲基丙烯酰胺、0. 5g的過氧化苯甲酰均勻混合而成)；滴加時間為3小時，滴加期間保持溫度為75°C;滴加完畢后，保持溫度75°C，繼續攪拌3小時，然后降溫；將2. 5g的聚酮樹脂、0. 3g的聚乙烯蠟、0. Ig的硬脂酸鈉、0. Ig的硬脂酸溶于52g的無水乙醇中，然后加入8g的水攪拌混合均勻，形成乙醇、水的混合溶液；將上述已混合均勻的乙醇、水混合溶液加入反應釜，攪拌30分鐘完成調配后出釜。即得醇水性塑料凹版調金油成品。實施例三將0. 6g的偶氮二異丁腈、30g的醋酸乙酯、15g的醋酸正丙酯加入反應釜，攪拌均勻后，升溫至75°C ；待溫度穩定后，開始均勻滴加單體混合物(35g的甲基丙烯酸丁酯、IOg 的甲基丙烯酸甲酯、42g的的醋酸乙烯酯、8g的丙烯酸羥乙酯、4g的馬來酸酐、6g的丙烯酰胺、0.6g的偶氮二異丁腈均勻混合而成)；滴加時間為4小時，滴加期間保持溫度為75°C ； 滴加完畢后，保持溫度75°C，繼續攪拌3小時，然后降溫；將3. Og的聚酮樹脂、0. 3g的聚乙烯蠟、0. Ig的硬脂酸鈉、0. Ig的油酸鈉溶于45g的無水乙醇中，然后加入IOg的水攪拌混合均勻，形成乙醇、水的混合溶液；將上述已混合均勻的乙醇、水混合溶液加入反應釜，攪拌 30分鐘完成調配后出釜。即得醇水性塑料凹版調金油成品。實施例四將無水乙醇與水按9. 5 0.5的比例制成混合溶劑；稱取IOOg的細度為1200目銅金粉，加入80g的上述混合溶劑，浸泡15分鐘，同時啟動低速攪拌器進行攪拌，以確保金屬顏料完全浸泡溶脹；加入IOOg的按前述工藝制備的醇水性塑料凹版調金油，同時啟動低速攪拌器，攪拌20分鐘；然后加入混合溶劑，調節所得金墨粘度至塑料凹版復合印刷所需粘度，經檢驗合格后，包裝，即得醇水性塑料凹版復合印刷用金墨。制得的醇水性塑料凹版復合印刷用金墨的主要技術指標如下表所示
權利要求
1.本專利涉及的一種醇水性塑料凹版調金油的制備方法，是由特定結構多元丙烯酸酯樹脂、乙醇、水及酯類溶劑組成，通過溶液自由基一步聚合法合成、調配而得。其特征在于以溶液自由基一步聚合法合成的特定結構多元丙烯酸酯樹脂作為調金油的樹脂連結料，其中各組成的重量配比為特定結構多元丙烯酸酯樹脂40 60乙醇15 30酯類溶劑15 30水1. 0 15聚酮樹脂0. 5 5. 0蠟粉0. 1 0. 3助分散劑0. 05 0. 2其中特定結構的多元丙烯酸酯樹脂的單體原料組成重量配比為 (甲基)丙烯酸酯類單體40 60醋酸乙烯酯20 45功能單體15 25引發劑0.1 1.5醇水性塑料凹版調金油的制備采用溶液自由基一步聚合法合成、調配而得，其聚合工藝為常規溶液聚合工藝，或者選擇下述工藝1)先將酯類溶劑和50wt%的引發劑加入反應釜，攪拌均勻后，升溫至50 85°C；2)待溫度穩定后，將(甲基)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、功能單體和剩余的50wt%引發劑混合均勻，在3 8小時內均勻滴加入反應釜；3)滴加完畢后，保持溫度50 85°C，繼續攪拌2 5小時，然后降溫；4)將聚酮樹脂、蠟粉和助分散劑溶于乙醇，然后與水混合均勻，形成乙醇、水的混合溶液；5)待釜溫降至室溫后，加入上述已混合均勻的乙醇、水混合溶液，攪拌30分鐘完成調配后出釜。即得醇水性塑料凹版調金油成品；相應的醇水性塑料凹版復合金墨的制備工藝為常規金墨制備工藝，或者選用下述制備工藝1)將無水乙醇與水按9.5 0. 5 8 1的比例制成混合溶劑；2)用混合溶劑對金粉進行浸泡，其中金粉與混合溶劑的重量比為1.0 0.2 2.0;浸泡時間5 30分鐘，同時啟動低速攪拌器進行攪拌，以確保金屬顏料完全浸泡溶脹；3)加入按前述工藝制備的調金油，其中金粉與調金油的重量比為1.0 0.8 2.0;同時啟動低速攪拌器，攪拌5 30分鐘；4)加入混合溶劑，調節所得金墨粘度至塑料凹版復合印刷所需粘度，即得塑料凹版復合印刷用金墨。
2.根據權利要求1所述的一種醇水性塑料凹版調金油的制備方法，其特征在于(甲基)丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯己酯、甲基丙烯酸甲酯、 甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯己酯，以上的一種或幾種組成的混合物；功能單體為丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯，馬來酸酐、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、羥甲基甲基丙烯酰胺，以上的一種或幾種組成的混合物；引發劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰；酯類溶劑為醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯，以上的一種或幾種組成的混合物；蠟粉為聚乙烯蠟、微晶蠟，以上的一種或兩種種組成的混合物；助分散劑為硬脂酸、硬脂酸納、油酸、油酸鈉、苯甲酸鈉、十二烷基磺酸鈉，以上的一種或幾種組成的混合物；金粉為800 1200目中等細度的銅金粉。
全文摘要
本發明涉及一種由特定結構多元丙烯酸酯樹脂、乙醇、水及酯類溶劑組成的醇水性塑料凹版復合金墨用調金油。其中特定結構多元丙烯酸酯樹脂是由丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、功能單體聚合而成，具有醇水溶性，對金粉有很好的分散能力和分散穩定性。以特定結構多元丙烯酸酯樹脂為連接料制備的調金油，不僅可以有效提高金粉的分散性，減少金粉用量，降低成本；同時還可提高金粉的附著力，改善印刷效果；由于特定結構多元丙烯酸酯樹脂的醇水溶性，使其在調配金墨時僅需使用乙醇和水為溶劑，避免了其它有毒有害溶劑及增塑劑的使用，具有很好的安全環保性，非常符合現代塑料復合包裝印刷的要求，在塑料凹版復合油墨領域有著廣闊的應用前景。
文檔編號C09D11/10GK102485813SQ201010567020
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者付勇, 金勇 申請人:成都市新津托展油墨有限公司