一種平版印刷機(jī)用水性油墨及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種平版印刷機(jī)用水性油墨及其制備方法。按質(zhì)量份計(jì)，其組成包括30-85份的超支化聚合物、2-20份的填料、5-20份顏料和1-15份的水。所述的超支化聚合物為超支化羥甲基苯酚、超支化多羥基環(huán)氧、超支化聚酰胺的一種或幾種。本發(fā)明配制的水性油墨為平版印刷專用水性油墨，完全不同于凹印、柔印、絲印等其他印刷方式的水性油墨。為適應(yīng)平版印刷機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)及平版板材無明顯物理凹凸結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本發(fā)明采用超支化聚合物為油墨主體連接料，使得本發(fā)明的水性油墨具有一般水性油墨不具備的可適用于平版印刷的高固含、高粘度的特征。與現(xiàn)有平版印刷油墨技術(shù)相比，本發(fā)明配制的這種專用水性油墨無須使用到臭味、有毒性、高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，綠色環(huán)保。
【專利說明】
一種平版印刷機(jī)用水性油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于印刷油墨制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種平版印刷機(jī)用水性油墨及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 平版印刷是目前主要的印刷方法之一，也是應(yīng)用最為廣泛的印刷方式。有別于凹 版印刷、凸版印刷等傳統(tǒng)印刷工藝，平版印刷的印版，其空白部分和圖文部分幾乎在同一平 面上。平版印刷是利用油、水互斥的規(guī)律，在同一平面的印版上構(gòu)成了親油疏水的圖文部分 和親水疏油的空白部分。印刷時(shí)，印版先被"水"潤(rùn)濕，再涂布油墨，經(jīng)過橡皮布的轉(zhuǎn)移，在 承印物上形成印跡。隨著技術(shù)的演進(jìn)，出現(xiàn)了"無水膠印"的平版印刷方式，即印刷過程中 不需要"水"保護(hù)空白區(qū)，而只有油墨，在同一平面的印版上構(gòu)成親油的圖文區(qū)和斥油的空 白區(qū)（《膠印機(jī)工作原理與操作技術(shù)》韓玄武鄭莉編著化學(xué)工業(yè)出版社）。但無論"油水分 離"的傳統(tǒng)平版印刷，還是新型的"無水膠印"，均不可避免的需要采用溶劑型油墨。溶劑型 油墨采用毒性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，在溶劑型油墨的生產(chǎn)、使用過程中，機(jī)溶劑的揮發(fā)（V0C)會(huì) 對(duì)人體造成一定的傷害。
[0003] 油墨一般是由連結(jié)料、顏料、填充料、溶劑、助劑等物質(zhì)組成的均勻混合物。能進(jìn)行 印刷并在承印物體上干燥，具有顏色與一定流動(dòng)度的漿狀膠連體。環(huán)保油墨就是用水、植 物油等無污染或可降解的物質(zhì)部分或全部替代原有的礦物油、樹脂等成分，實(shí)現(xiàn)油墨印刷 全過程的無污染或低V0C。水性油墨（Water-based ink)簡(jiǎn)稱為水墨，是由有機(jī)顏料、連結(jié) 料、溶劑和相關(guān)助劑經(jīng)復(fù)合研磨加工而成。一般的水性油墨具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是粘度 低，流動(dòng)性好；二是利于環(huán)保。水性油墨與溶劑型油墨的最大區(qū)別，在于其使用的溶劑是水 而不是有機(jī)溶劑，明顯減少V0C排放量，能防止大氣污染，不影響人體健康。水性油墨價(jià)格 便宜，不易燃燒，墨性穩(wěn)定，不腐蝕版材，操作簡(jiǎn)單，因此特別適用于食品、飲料、藥品等包裝 印刷品，是世界公認(rèn)的環(huán)保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一經(jīng)美國(guó)食品藥品協(xié) 會(huì)認(rèn)可的油墨。此外，它不僅可以降低由于靜電和易燃溶劑引起的失火危險(xiǎn)和隱患，還可以 減少印刷表面殘留的毒性，而且清洗印刷設(shè)備方便。
[0004] 但是，到目前為止，印刷領(lǐng)域只有凹印、柔印等印刷方式可以采用環(huán)保的水性油 墨，而平版印刷方式由于原理限制，而無法采用水性油墨。并且，不管是進(jìn)口水性油墨還是 國(guó)產(chǎn)水性油墨，印刷性能和質(zhì)量都達(dá)不到溶劑型油墨的標(biāo)準(zhǔn)。目前水性油墨都存在不抗堿、 不抗乙醇和水、干燥慢、光澤度差、易造成紙張收縮等弊端。這主要是由于水的表面張力較 高導(dǎo)致油墨難潤(rùn)濕、干燥緩慢。目前，水性油墨在市場(chǎng)上生產(chǎn)和使用很少。
[0005] 超支化聚合物是樹枝狀大分子的同系物，其結(jié)構(gòu)是從一個(gè)中心核出發(fā)，由支化單 體ABx逐級(jí)伸展開來，或者是由中心核、數(shù)層支化單元和外圍基團(tuán)通過化學(xué)鍵連接而成的。 超支化聚合物由于其獨(dú)特的支化分子結(jié)構(gòu)，分子間無纏結(jié)，并且含有大量的端基，因此表現(xiàn) 出高溶解度、低黏度、高的化學(xué)反應(yīng)活性等許多線形聚合物所不具有的特殊性能。超支化聚 合物分子結(jié)構(gòu)雖然沒有樹形分子完美，但它的合成采用一鍋法，合成方法簡(jiǎn)單，無需繁瑣耗 時(shí)的純化與分離過程，大大降低了成本。（《水性樹脂制備與應(yīng)用》張洪濤黃錦霞編化學(xué)工 業(yè)出版社）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明突破平版印刷傳統(tǒng)印刷原理，提供一種平版印刷機(jī)用水性油墨及其制備方 法。該方法利用超支化聚合物發(fā)明出適應(yīng)于平版印刷的水性油墨，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一 次平版水性油墨印刷。
[0007] 本發(fā)明所述的平版印刷機(jī)用水性油墨，按質(zhì)量份計(jì)，其組成包括30-85份的超支 化聚合物、2-20份的填料、5-20份顏料和1-15份的水。
[0008] 所述的超支化聚合物為超支化羥甲基苯酚、超支化多羥基環(huán)氧、超支化聚酰胺的 一種或幾種。
[0009] 所述的超支化羥甲基苯酚的數(shù)均分子量為1000-50000,重均分子量為 3000-150000,支化度10-90 %，優(yōu)選30-80 % ;超支化多羥基環(huán)氧的數(shù)均分子量為 2000-100000,重均分子量為10000-500000,支化度10-90 %，優(yōu)選30-80 % ;超支化聚酰胺 的數(shù)均分子量為1000-50000,重均分子量為5000-250000,支化度10-90%，優(yōu)選30-80%。
[0010] 所述的填料為納米二氧化硅、納米碳酸鈣或納米硅酸鎂。
[0011] 所述的顏料為有機(jī)顏料。
[0012] 本發(fā)明配制的水性油墨為平版印刷專用水性油墨，完全不同于凹印、柔印、絲印等 其他印刷方式的水性油墨。為適應(yīng)平版印刷機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)及平版板材無明顯物理凹凸結(jié)構(gòu)的 特點(diǎn)，本發(fā)明采用超支化聚合物為油墨主體連接料，使得本發(fā)明的水性油墨具有一般水性 油墨不具備的可適用于平版印刷的高固含、高粘度的特征。
[0013] 與現(xiàn)有平版印刷油墨技術(shù)相比，本發(fā)明配制的這種專用水性油墨無須使用到臭 味、有毒性、高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，避免了有機(jī)溶劑揮發(fā)排放到大氣中，不會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成 污染。另外，版材生產(chǎn)人員也不會(huì)因要長(zhǎng)期接觸有機(jī)溶劑而導(dǎo)致身體健康特別是神經(jīng)系統(tǒng) 會(huì)受到的損害。同時(shí)，由于本發(fā)明的水性油墨適用于平版印刷機(jī)體系，使得使用本發(fā)明的水 性油墨的印刷品具有印刷速度快，高精度等凹印與柔印等印刷方式不具備的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明 的水性油墨操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可規(guī)?；a(chǎn)，而且干燥快速，克服其他類型水性油墨干燥慢、 光澤度差、易造成紙張收縮等弊端。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的這種平版印刷機(jī)用水性油墨及其在平版 印刷制備中的應(yīng)用做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 制備單體二羥甲基苯酚a :取苯酚加入三口瓶中，加入苯酚質(zhì)量4倍的水?dāng)嚢枞?解，加入苯酚摩爾2倍的甲醛（37 %水溶液）攪拌均勻，加入占總?cè)芤嘿|(zhì)量10 %的氫氧化鈉 為催化劑，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后（可用薄層色譜監(jiān)控反應(yīng)過程），加入稀鹽酸 中和至中性，用乙酸乙酯萃取后得到單體a(二羥甲基苯酚）。
[0017] 制備超支化羥甲基苯酚A :單體a配置成10% (質(zhì)量百分比）的乙醇溶液，加入總 溶液質(zhì)量4%的氨水作為催化劑，加熱60°C反應(yīng)6小時(shí)得到超支化高分子A (超支化羥甲基 苯酚），經(jīng)測(cè)定，數(shù)均分子量1100,重均3350,支化度80%。
[0019] 取上述制備的超支化羥甲基苯酚（A)65份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，加入10 份納米碳酸鈣（質(zhì)量），15份黃色有機(jī)染料（質(zhì)量），10份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉 料，三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 y m，即得平版印刷機(jī)用水性油墨。
[0020] 實(shí)施例2
[0021] 制備（4_ ((4-hydroxyphenyl)(4_((oxiran-2-yloxy)methyl)phenyl)methyl) phenol)二羥基環(huán)氧b :取三羥基三甲苯加入三口瓶中，加入三羥基三甲苯質(zhì)量1倍的水及 3倍的四氫呋喃攪拌溶解，加入三羥基三甲苯等摩爾的環(huán)氧氯丙烷攪拌均勻，加入占總?cè)芤?質(zhì)量5%的氫氧化鈉，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后（可用薄層色譜監(jiān)控反應(yīng)過程），減 壓蒸餾，乙酸乙酯萃取得到單體b (二羥基環(huán)氧）。
[0022] 超支化多羥基環(huán)氧B的制備方法：?jiǎn)误wb配置成10% (質(zhì)量百分比）的乙醇溶液， 加入總?cè)芤嘿|(zhì)量1 %的氫氧化鈉作為催化劑，加熱60°C反應(yīng)4小時(shí)得到超支化高分子B (超 支化多羥基環(huán)氧），經(jīng)測(cè)定，數(shù)均分子量2450,重均10800,支化度60%。
[0023]
[0024] 取上述制備的超支化多羥基環(huán)氧（B)70份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，5份納 米硅酸鎂（質(zhì)量），15份藍(lán)色有機(jī)染料（質(zhì)量），10份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉料， 三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 ym，即得平版印刷機(jī)用水性油墨。
[0025] 實(shí)施例3
[0026] 超支化聚酰胺C的制備方法：取氨基間苯二甲酸加入三口瓶中，加入其質(zhì)量1倍的 水及3倍的乙醇攪拌溶解，加熱60°C，攪拌反應(yīng)6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后（可用薄層色譜監(jiān)控反 應(yīng)過程），減壓蒸餾，乙酸乙酯萃取得到超支化高分子C (超支化聚酰胺），經(jīng)測(cè)定，數(shù)均分子 量1020,重均5900,支化度75%。
[0027]
[0028] 取上述制備的超支化聚酰胺（C) 60份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，10份納米二 氧化硅（質(zhì)量），20份紅色有機(jī)染料（質(zhì)量），10份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉料，三 輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 ym，即得平版印刷機(jī)用水性油墨。
[0029] 實(shí)施例4
[0030] 取實(shí)施例1制備的超支化羥甲基苯酚（A) 40份（質(zhì)量），取實(shí)施例2制備的超支化 多羥基環(huán)氧（B) 40份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，5份納米硅酸鎂（質(zhì)量），10份黑色有 機(jī)染料（質(zhì)量），5份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉料，三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 y m，即得平 版印刷機(jī)用水性油墨。
[0031] 實(shí)施例5
[0032] 取實(shí)施例2制備的超支化多羥基環(huán)氧（B) 35份（質(zhì)量），取實(shí)施例3制備的超支化 聚酰胺（C) 35份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，5份納米硅酸鎂（質(zhì)量），15份黃色有機(jī)染 料（質(zhì)量），10份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉料，三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 y m，即得平版 印刷機(jī)用水性油墨。
[0033] 實(shí)施例6
[0034] 取實(shí)施例1制備的超支化羥甲基苯酚（A) 40份（質(zhì)量），取實(shí)施例3制備的超支化 聚酰胺（C) 30份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速>600r/min下，5份納米硅酸鎂（質(zhì)量），15份藍(lán)色有機(jī)染 料（質(zhì)量），10份水（質(zhì)量），高速分散充分潤(rùn)濕粉料，三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 y m，即得平版 印刷機(jī)用水性油墨。
[0035] 實(shí)施例7
[0036] 取實(shí)施例1制備的超支化羥甲基苯酚（A) 25份（質(zhì)量），取實(shí)施例2制備的超支化 多羥基環(huán)氧（B) 25份（質(zhì)量），取實(shí)施例3制備的超支化聚酰胺（C) 25份（質(zhì)量），在轉(zhuǎn)速 >600r/min下，7份納米硅酸鎂（質(zhì)量），15份紅色有機(jī)染料（質(zhì)量），3份水（質(zhì)量），高速 分散充分潤(rùn)濕粉料，三輥機(jī)研磨，細(xì)度〈10 y m，即得平版印刷機(jī)用水性油墨。
[0037] 將上述實(shí)施例1-7制備的平版印刷機(jī)用水性油墨進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如下：
[0038]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種平版印刷機(jī)用水性油墨，其特征在于，按質(zhì)量份計(jì)，其組成包括30-85份的超支 化聚合物、2-20份的填料、5-20份顏料和1-15份的水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平版印刷機(jī)用水性油墨，其特征在于，所述的超支化聚合物 為超支化羥甲基苯酚、超支化多羥基環(huán)氧、超支化聚酰胺中的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平版印刷機(jī)用水性油墨，其特征在于，所述的超支化羥甲 基苯酚的數(shù)均分子量為1000-50000,重均分子量為3000-150000,支化度10-90%，優(yōu)選 30-80% ;超支化多羥基環(huán)氧的數(shù)均分子量為2000-100000,重均分子量為10000-500000， 支化度10-90%，優(yōu)選30-80% ;超支化聚酰胺的數(shù)均分子量為1000-50000,重均分子量為 5000-250000,支化度 10-90%，優(yōu)選 30-80%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平版印刷機(jī)用水性油墨，其特征在于，所述的填料為納米二 氧化硅、納米碳酸鈣或納米硅酸鎂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平版印刷機(jī)用水性油墨，其特征在于，所述的顏料為有機(jī)顏 料。
【文檔編號(hào)】C09D11/102GK105820651SQ201510002354
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日
【發(fā)明人】楊明, 劉云霞, 宋延林, 王旭朋, 唐新穎
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所