一種納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水性油墨領(lǐng)域，尤其涉及一種納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水性油墨是以水為溶劑制成的油墨，是由特定的水性高分子樹脂、顏料、水和助溶劑等經(jīng)物理化學(xué)過程組合制備而成的。相比有油性和機溶劑型油墨，水性油墨不會造成大量有機溶劑的揮發(fā)，毒性低，對生產(chǎn)工人的身體健康影響小，在越來越重視環(huán)境保護和人身健康的今天，水性油墨有著巨大的發(fā)展前景。但是，由于水性油墨的發(fā)展沒有溶劑型油墨的發(fā)展成熟，在許多性能上存在不足。
[0003]授權(quán)公告號CN 102040884 B，授權(quán)公告日2013年03月20日的中國發(fā)明專利公開了一種醇水性復(fù)合油墨配方，由水性丙烯酸樹脂、硝化棉、分散劑、抗刮劑、啞光粉、流平劑、消泡劑、顏料、乙醇、異丙醇、甲醚和去離子水配成，該油墨使用了水性丙烯酸樹脂，以去離子水和醇類作為溶劑，擺脫了傳統(tǒng)復(fù)合油墨的苯溶型氯化聚丙烯樹脂對人體傷害大的缺點，同時減少了 VOC的排放，降低了成本。該發(fā)明的不足之處在于:該水性油墨雖然加入了抗刮劑在一定程度上加強了抗刮性能，但是其耐光老化性能不足，油墨在印刷后容易受光照影響老化褪色，同時水性油墨在儲存時也容易發(fā)霉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨及其制備方法。通過本發(fā)明方法制備的水性油墨不僅環(huán)保，而且具有優(yōu)良的耐光老化性能、抗菌防霉性能。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨，按重量百分比計，其各組分含量如下:
納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂20-30wt% ；水性聚酯樹脂15-20 wt% ;水20-30wt% ;乙醇 5-15 wt% ;顏料 10-30 wt% ;消泡劑 0.5-1.5 wt% ;分散劑 1-2 wt% ;流平劑 1-2wt% ;緩沖劑 1-2 wt%o
[0006]作為優(yōu)選，納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨的配方為:
納米二氧化鈦改性水性丙稀酸樹脂25wt% ;水性聚醋樹脂17.5 wt% ;水24 wt% ;乙醇8wt% ;顏料20 wt% ;消泡劑I wt% ;分散劑1.5 wt% ;流平劑1.5 wt% ;緩沖劑1.5 wt%。
[0007]本發(fā)明還提供了一種上述納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨的制備方法，按如下步驟進行:
(I)將納米二氧化鈦、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均勻后在60°C水浴回流反應(yīng)8-16h，然后降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過離心分離和洗滌，得到硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子，所述納米二氧化鈦、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的重量用量比為 1:30-50:5-15:1-3。
[0008](2)將30-60份水和1-3份乳化劑放入反應(yīng)器加熱至80°C，再將20_35份烷烴基丙烯酸酯單體、10-20份羥烷基丙烯酸酯單體、5-10份步驟(I)所得的硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子，3-5份聚乙二醇和0.25-0.5份水溶性引發(fā)劑放入反應(yīng)器后攪拌均勻，保溫0.5-1小時后，在2小時內(nèi)勻速加入0.25-0.5份水溶性引發(fā)劑，然后再保溫4-8小時后過濾得到納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂，以上物質(zhì)份數(shù)均為重量份數(shù)。
[0009](3)將步驟(2)所得的納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂與水性聚酯樹脂、水、乙醇、顏料、消泡劑、分散劑、流平劑、緩沖劑按配比混合均勻，再通過研磨分散得到納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨。
[0010]作為優(yōu)選，所述的納米二氧化鈦的粒徑在10-40nm。
[0011]作為優(yōu)選，所述的烷烴基丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯；所述羥烷基丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸羥丙酯。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法通過聚乙二醇引入了親水結(jié)構(gòu)，提高了丙烯酸樹脂的親水性，將水性丙烯酸樹脂與水性聚酯樹脂進行進行復(fù)配以水為主要溶劑制備水性油墨，大大減少了有機溶劑的使用量，環(huán)保、對人體傷害低。
[0013]同時，采用硅烷偶聯(lián)劑對納米二氧化鈦進行改性，使其能與丙烯酸酯單體共聚，將納米二氧化鈦和羥烷基引入到水性丙烯酸樹脂上，經(jīng)修飾后的納米二氧化鈦直接參與聚合，在樹脂中的分布均勻，對水性丙烯酸樹脂的改性效果更佳，以水性丙烯酸樹脂為主要連接料的水性油墨，在印刷后的耐光老化性能和抗菌防霉性能得到了極大的提升。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0015]實施例1
(I)硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子的制備
將重量用量比為1:30:5:1的納米二氧化鈦、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均勻后在60°C水浴回流反應(yīng)8h，然后降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過離心分離和洗滌，得到娃燒偶聯(lián)劑改性無機納米粒子。所述納米二氧化鈦的粒徑為10nm。
[0016](2)納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂的制備
將30份水和I份乳化劑放入反應(yīng)器加熱至80°C，再將20份甲基丙烯酸甲酯、10份甲基丙烯酸羥乙酯、5份步驟(I)所得的硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子，3份聚乙二醇和0.25份水溶性引發(fā)劑放入反應(yīng)器后攪拌均勻，保溫0.5小時后，在2小時內(nèi)勻速加入0.25份水溶性引發(fā)劑，然后再保溫4小時后過濾得到納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂。
[0017](3)納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨的制備納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨各組分含量如下:
納米二氧化鈦改性水性丙稀酸樹脂20wt% ；
水性聚酯樹脂20 wt% ；
水 25 wt% ；
乙醇10wt% ；
顏料20 wt% ；
消泡劑0.5 wt% ； 分散劑1.5 wt% ；
流平劑1.5 wt% ；
緩沖劑1.5 wt%o
[0018]將步驟(2)所得的納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂與水性聚酯樹脂、水、乙醇、顏料、消泡劑、分散劑、流平劑、緩沖劑按配比混合均勻，再通過研磨分散即得到納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨。
[0019]實施例2
(I)硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子的制備
將重量用量比為1:50:15:3的納米二氧化鈦、乙醇、水和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均勻后在60°C水浴回流反應(yīng)16h，然后降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過離心分離和洗滌，得到娃燒偶聯(lián)劑改性無機納米粒子。所述納米二氧化鈦的粒徑為20nm。
[0020](2)納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂的制備
將60份水和3份乳化劑放入反應(yīng)器加熱至80°C，再將35份丙烯酸丁酯、20份甲基丙烯酸羥丙酯、10份步驟(I)所得的硅烷偶聯(lián)劑改性無機納米粒子，5份聚乙二醇和0.5份水溶性引發(fā)劑放入反應(yīng)器后攪拌均勻，保溫I小時后，在2小時內(nèi)勻速加入0.5份水溶性引發(fā)劑，然后再保溫8小時后過濾得到納米二氧化鈦改性水性丙烯酸樹脂。
[0021](3)納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨的制備納米二氧化鈦改性的復(fù)合型水性油墨各組分含量如下:
納米二氧化鈦改性水性丙稀酸樹脂25wt% ；
水性聚酯樹脂17.5wt% ；
水 24 wt% ；
乙醇8wt% ；
顏料20 wt% ；
消泡劑I wt% ；
分散劑1.5 wt% ；
流平劑1