本發(fā)明涉及油墨加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨及其制備方法。

背景技術(shù)：

PVC裝飾膜，是一種應(yīng)用十分廣泛的表面裝飾材料。首先在PVC上進(jìn)行印刷，可有多種花紋及壓紋，在雙棍貼合機上，將完全干燥后的PVC印刷面面膜與一層PVC透明膜經(jīng)加熱、加壓貼合在一起，貼合時貼合機大缸溫度為180-200℃，然后將貼合好后的膜通過真空吸塑工藝?yán)卫挝皆诮ú谋砻妫瑢ú钠鸬窖b飾和保護(hù)的目的。高檔辦公家私、櫥柜門、浴柜門、家裝套門、裝飾板等建材都可用其裝飾，滿足人們的日常不同需求。

PVC裝飾膜具有如下優(yōu)點：低投入、高產(chǎn)出；具有耐沖撞、不自燃、防蟲蛀、防潮、防腐、好保養(yǎng)；施工方便，可切、可鋸、可刨、可釘；具有原木肌理，多種色彩變化，現(xiàn)代感十足，因此其應(yīng)用非常廣泛。

但是，PVC裝飾膜目前存在如下不足：目前的PVC裝飾膜印刷多用PVC溶劑型油墨，溶劑型油墨有苯系、酮系、酯系、醇系等，含有大量的揮發(fā)性有機物，污染環(huán)境，危害人體健康，所以最好使用水性油墨代替溶劑型油墨，以減少VOCs的排放，更加環(huán)保。可是使用水性的油墨也存在有兩個問題，一是水性油墨干燥速率低，不能快速干燥，無形之中延長了工時，費時費工，也延誤了后續(xù)工序的順利進(jìn)行。二是印刷后PVC與透明膜PVC貼合后剝離強度差，真空吸塑時，兩層PVC膜分離，不能達(dá)到裝飾和保護(hù)的目的。一般PVC貼合時溫度為180-200℃，所以要求油墨在高溫環(huán)境下性能依然保持良好，但是一般采用水性的油墨后很容易發(fā)生剝離。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種專門用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨，通過采用水性PVC膠、水性聚氨酯樹脂以及水性環(huán)氧樹脂互配，配方中不含有任何有機溶劑，安全環(huán)保，并且增強了對炭黑的潤濕效果，同時具有良好的耐磨性以及成膜性能，在PVC塑料上印刷該油墨后，油墨的干燥速度快，附著牢度好，耐剝離強度高，高溫條件下油墨顏色穩(wěn)定，該油墨非常適用于印刷PVC裝飾膜，增加了PVC裝飾膜的產(chǎn)品附加值，更利于廣泛推廣應(yīng)用。

本發(fā)明的第二目的在于提供上述專門用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨的制備方法，制備方法具有能完整保留原料的有效成份的優(yōu)點，而且具有方法簡單易于操作，前后步驟銜接緊密，操作條件溫和等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨，主要由以下原料制得：以質(zhì)量份數(shù)計，炭黑5-20份，水性PVC膠50-75份，水性聚氨酯樹脂20-30份，水性環(huán)氧樹脂10-30份，去離子水15-35份，消泡劑1-2份，分散劑1-2份，表面活性劑1-1.5份。

現(xiàn)有技術(shù)中，PVC裝飾膜在印刷時多采用的是PVC溶劑型油墨，這種油墨中含有大量有害物質(zhì)，比如苯系、酮系、酯系、醇系等，含有大量的揮發(fā)性有機物，污染環(huán)境，危害人體健康，所以最好使用水性油墨代替溶劑型油墨，以減少VOCs的排放，更加環(huán)保，但是水性油墨也存在有如下問題：一是水性油墨干燥速率低，不能快速干燥，無形之中延長了工時，費時費工，也延誤了后續(xù)工序的順利進(jìn)行。二是印刷后PVC與透明膜PVC貼合后剝離強度差，真空吸塑時，兩層PVC膜分離，不能達(dá)到裝飾和保護(hù)的目的，由于PVC貼合時溫度為180-200℃，所以要求油墨在高溫環(huán)境下依然性能良好。

本發(fā)明為了解決以上出現(xiàn)的諸多技術(shù)問題，提供了一種專門用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨，該油墨中主要原料為水性PVC膠、水性聚氨酯樹脂以及水性環(huán)氧樹脂，其中水性PVC膠能提供油墨所要求的粘度，并可以保證油墨的剝離強度，且在高溫條件下PVC膠性能穩(wěn)定，與常溫下的性能一樣，水性聚氨酯樹脂和水性環(huán)氧樹脂具有協(xié)助增效的效果，采用該油墨在PVC塑料上印刷后，具有良好的抗撕裂以及耐磨性能，各方面力學(xué)性能都比較優(yōu)異，附著力也比較強，使用壽命也比較長，穩(wěn)定性良好。

本發(fā)明的純水型凹印黑油墨只適用于PVC塑料上印刷制裝飾膜用，并不適用于其他方面，具有特定性，比如食品或者藥品行業(yè)就并不適用于本發(fā)明的油墨，發(fā)明人在進(jìn)行具體實踐時也是具體針對PVC裝飾膜領(lǐng)域進(jìn)行合理配料的，其油墨各方面的性能也比較適用于該領(lǐng)域，其他行業(yè)粘度、強度等性能指標(biāo)要求標(biāo)準(zhǔn)不同，則在進(jìn)行油墨的原料配料時，其配方的種類以及用量肯定也是需要做相應(yīng)的調(diào)整的。

為了進(jìn)一步優(yōu)化原料配方，原料用量為：炭黑8-15份，水性PVC膠60-70份，水性聚氨酯樹脂22-28份，水性環(huán)氧樹脂15-25份，去離子水20-30份，消泡劑1.5-1.8份，分散劑1.5-1.8份，表面活性劑1.2-1.4份。

原料用量還可以為：炭黑9-12份，水性PVC膠65-67份，水性聚氨酯樹脂22-28份，水性環(huán)氧樹脂15-25份，去離子水20-22份，消泡劑1.6-1.8份，分散劑1.4-1.6份，表面活性劑1.1-1.3份。

更優(yōu)的，炭黑10份，水性PVC膠65份，水性聚氨酯樹脂26份，水性環(huán)氧樹脂20份，去離子水25份，消泡劑1.6份，分散劑1.6份，表面活性劑1.3份。

其中，采用的炭黑具有較小的粒徑，含氧基團(tuán)含量較高和吸油量較低，具有較高的黑度和較強的著色力，較高的光澤度和較好的潤濕性，較低的粘度和較大的流動度的特點。水性PVC膠最好選擇上海瑞圖化工有限公司生產(chǎn)的樹脂，該樹脂通過改性處理，對炭黑的潤濕效果比較好，同時具有較好的耐磨性和成膜性，能滿足油墨的研磨性能和成膜性能，并且使用水性PVC膠的油墨在PVC塑料上印刷，能顯著的提高油墨的干燥速度和貼合后的剝離強度。

優(yōu)選地，本發(fā)明中的消泡劑選擇為炔二醇乙氧基化合物，這樣通過在生產(chǎn)油墨的過程中降低原料的表面張力，從而達(dá)到抑制泡沫的產(chǎn)生的目的。

優(yōu)選地，分散劑選擇為含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液，所含的活性組分濃度為40wt％以上，可以達(dá)到減少完成分散過程所需要的時間和能量，穩(wěn)定所分散的顏料分散體的效果，并且還能改性顏料粒子表面性質(zhì)，調(diào)整顏料粒子的運動性，通過實驗發(fā)現(xiàn)活性組分的含量在40wt％以上效果更優(yōu)。

表面活性劑最好選擇為聚硅氧烷-聚醚共聚物，可以顯著降低表面張力，增加油墨對基材的潤濕性。

需要注意的是，從各原料用量上可以看出，水性PVC膠的加量比較大，其即是主料也是主要提供油墨所需粘度的主要物質(zhì)，因此其加量比較大，如果加量太小可能達(dá)不到本發(fā)明所要求的使用性能，另外兩種樹脂起到配合其性能的目的，因此加量相對較小，要知道因為這些原料的具體加量均是經(jīng)過發(fā)明人大量的創(chuàng)造性勞動才得以確定的，只有控制在適宜的范圍內(nèi)才能使得制備出的純水型凹印黑油墨滿足所要求的使用性能，如果某一種原料加量過大或過小均會影響最終油墨的力學(xué)性能，除此之外炭黑以及各種添加劑雖然為本領(lǐng)域中常用原料，在其他凹形黑油墨配料中也會相應(yīng)的添加，但是其用量上為了適應(yīng)本發(fā)明的特定原料體系也進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)整，需要嚴(yán)格按照本發(fā)明的方案來執(zhí)行操作配料，而不要隨意更換配料用量。

本發(fā)明除了提供了一種用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨，還提供了該凹印黑油墨的制備方法，包括如下步驟：

將所有原料混合攪拌均勻，研磨分散后，質(zhì)檢合格、過濾包裝，即得。

本發(fā)明實施例凹印黑油墨的制備方法具有能完整保留原料的有效成份的優(yōu)點，而且具有方法簡單易于操作，前后步驟銜接緊密，操作條件溫和等優(yōu)點，發(fā)明人也是通過反復(fù)實驗最終采取的較優(yōu)的制備路線。

本發(fā)明在整個操作過程中無任何廢渣產(chǎn)生，綠色環(huán)保，操作流程比較簡單，易于工業(yè)化。上述制備方法也只是眾多的制備方法中較優(yōu)的一種，并不代表是是唯一的制備方法，只要通過采用本發(fā)明的原料制備出具有本發(fā)明這種效果的油墨的制備方法，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

其中，炭黑在油墨中主要起顯色作用，水性PVC膠是油墨中的主要成分之一，起分散潤濕炭黑的作用，并且使油墨在印刷后形成均勻的薄層，干燥后形成有一定強度的膜層，對顏料起保護(hù)作用，使其難以脫落，水性聚氨酯樹脂與水性環(huán)氧樹脂具有協(xié)同增效的效果，并同時提升那個油墨的抗撕裂能力以及穩(wěn)定性等。分散劑是界面活性劑，能降低液/固之間的界面張力，增強顏料的潤濕性，提高混合攪拌效率，分散劑吸附在顏料表面上構(gòu)成電荷作用或空間位阻效應(yīng)，防止炭黑絮凝沉降，使油墨處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于油墨是堿性體系，在攪拌和研磨時極易產(chǎn)生氣泡，影響研磨的效率和效果，故在油墨體系中應(yīng)加入消泡劑。在印刷時，要求油墨的表面張力要低于PVC的表面張力，這樣油墨對PVC有較好的潤濕性、附著力和剝離強度，故需要加入表面活性劑，降低油墨體系的表面張力。

其中，所有原料混合攪拌的速率控制在700-800rpm之間，攪拌時間控制在45-60min之間。

優(yōu)選地，在研磨過程中采用的為砂磨機，其中砂磨機的隔膜泵工作壓力為0.25-0.3MPa之間，反復(fù)研磨4-5遍，使其油墨成品粒度更加均一，平整度更好。

此外，本發(fā)明的油墨具有良好的印刷適用性，研磨的顆粒度控制在1μm以下，優(yōu)選為0.5-0.8μm之間。

本發(fā)明的油墨具有良好的印刷質(zhì)量，印刷花紋清晰、色澤穩(wěn)定、耐曬度高、平整度好、收縮率少、吸塑粘力強、產(chǎn)品手感好，印刷速度可達(dá)到200-300m/min。本發(fā)明的油墨使用凹版淺版印刷，可節(jié)約1/4-1/3(重量)的油墨用量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明油墨的配方中，采用的樹脂為水溶性樹脂，在水中的溶解性和對顏料的潤濕性較好，而且采用去離子水做溶劑，不使用任何有機溶劑，減少對大氣環(huán)境的污染，印刷中僅用去離子水稀釋即可，并且使用淺版印刷，降低成本，安全環(huán)保，安全指標(biāo)VOC檢測符合國標(biāo)GB/T26395-2011，重金屬檢測符合EN71-3；

(2)本發(fā)明的PVC裝飾膜印刷用純水型黑油墨適用于凹版印刷，該油墨的生產(chǎn)工藝簡單，流平性好，印刷速度可達(dá)到200-300m/min，性能良好。一般水性油墨最容易出現(xiàn)的問題之一是干燥速度很慢(如50-60m/min)，不能達(dá)到印刷機的要求，而本發(fā)明通過原材料合理的組合和配比，很好地解決了這一技術(shù)問題；

(3)本發(fā)明的PVC裝飾膜的制備方法具有能完整保留原料的有效成份的優(yōu)點，而且具有方法簡單易于操作，前后步驟銜接緊密，操作條件溫和等優(yōu)點，發(fā)明人也是通過反復(fù)實驗最終采取的較優(yōu)的制備路線。

具體實施方式

下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

實施例1

用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨制備方法如下：

1)按照如下質(zhì)量稱取各原料：炭黑5kg，水性PVC膠50kg，水性聚氨酯樹脂20kg，水性環(huán)氧樹脂10kg，去離子水15kg，炔二醇乙氧基化合物1kg，含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液(濃度為40wt％)1kg，聚硅氧烷-聚醚共聚物1kg；

2)將上述組分稱量后倒入攪拌裝置中，機械攪拌機攪拌40min，再用砂磨機砂磨分散，研磨至粒徑在1μm以下，如若粒徑不達(dá)標(biāo)則需要繼續(xù)研磨，最后檢測油墨的各項指標(biāo)和性能，達(dá)標(biāo)后過濾、包裝即得成品。

實施例2

用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨制備方法如下：

1)按照如下質(zhì)量稱取各原料：炭黑20kg，水性PVC膠(上海瑞圖化工有限公司)75kg，水性聚氨酯樹脂20kg，水性環(huán)氧樹脂10kg，去離子水20kg，炔二醇乙氧基化合物1.5kg，含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液(濃度為40wt％)1.5kg，聚硅氧烷-聚醚共聚物1.2kg；

2)將上述組分稱量后倒入攪拌裝置中，機械攪拌機800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌45min，再用砂磨機砂磨分散，隔膜泵工作壓力為0.25MPa，反復(fù)研磨4-5遍，研磨至粒徑在0.8μm以下，如若粒徑不達(dá)標(biāo)則需要繼續(xù)研磨，最后檢測油墨的各項指標(biāo)和性能，達(dá)標(biāo)后過濾、包裝即得成品。

實施例3

用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨制備方法如下：

1)按照如下質(zhì)量稱取各原料：炭黑8kg，水性PVC膠(上海瑞圖化工有限公司)70kg，水性聚氨酯樹脂28kg，水性環(huán)氧樹脂25kg，去離子水20kg，炔二醇乙氧基化合物1.8kg，含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液(濃度為40wt％)1.8kg，聚硅氧烷-聚醚共聚物1.4kg；

2)將上述組分稱量后倒入攪拌裝置中，機械攪拌機700rpm轉(zhuǎn)速下攪拌60min，再用砂磨機砂磨分散，隔膜泵工作壓力為0.30MPa，反復(fù)研磨4-5遍，研磨至粒徑在0.5-0.8μm之間，如若粒徑不達(dá)標(biāo)則需要繼續(xù)研磨，最后檢測油墨的各項指標(biāo)和性能，達(dá)標(biāo)后過濾、包裝即得成品。

實施例4

用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨制備方法如下：

1)按照如下質(zhì)量稱取各原料：炭黑15kg，水性PVC膠(上海瑞圖化工有限公司)60kg，水性聚氨酯樹脂30kg，水性環(huán)氧樹脂30kg，去離子水30kg，炔二醇乙氧基化合物2kg，含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液(濃度為40wt％)2kg，聚硅氧烷-聚醚共聚物1.5kg；

2)將上述組分稱量后倒入攪拌裝置中，機械攪拌機750rpm轉(zhuǎn)速下攪拌50min，再用砂磨機砂磨分散，隔膜泵工作壓力為0.28MPa，反復(fù)研磨4-5遍，研磨至粒徑在0.5μm以下，如若粒徑不達(dá)標(biāo)則需要繼續(xù)研磨，最后檢測油墨的各項指標(biāo)和性能，達(dá)標(biāo)后過濾、包裝即得成品。

實施例5

用于印刷PVC裝飾膜的純水型凹印黑油墨制備方法如下：

1)按照如下質(zhì)量稱取各原料：炭黑10kg，水性PVC膠(上海瑞圖化工有限公司)65kg，水性聚氨酯樹脂26kg，水性環(huán)氧樹脂20kg，去離子水25kg，炔二醇乙氧基化合物1.6kg，含顏料親和基團(tuán)的共聚物水溶液(濃度為40wt％)1.6kg，聚硅氧烷-聚醚共聚物1.3kg；

2)將上述組分稱量后倒入攪拌裝置中，機械攪拌機800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌45min，再用砂磨機砂磨分散，隔膜泵工作壓力為0.25MPa，反復(fù)研磨4-5遍，研磨至粒徑在0.5μm以下，如若粒徑不達(dá)標(biāo)則需要繼續(xù)研磨，最后檢測油墨的各項指標(biāo)和性能，達(dá)標(biāo)后過濾、包裝即得成品。

比較例1

申請?zhí)枮?01410539692.7的專利中具體實施方式中實施例1制備得到的凹印黑油墨。

實驗例1

將本發(fā)明實施例1-5、比較例1所生產(chǎn)的純水型凹形黑油墨進(jìn)行印刷性能檢測，用生產(chǎn)的黑油墨在在PVC塑料上印刷制成PVC裝飾膜，并測試其印刷質(zhì)量，具體檢測結(jié)果見下表1所示：

表1檢測結(jié)果

從上表中可以看出，本發(fā)明的油墨粘度適宜，粒度均一，平整度好，與PVC貼合后剝離強度高，印刷性能良好，具有這樣的效果與本發(fā)明采用的特定原料配方是分不開的，相反比較例1的凹印黑油墨其剝離強度比較差，并不適用于PVC裝飾膜的印刷。

盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。