[发明专利]水性印刷油墨粘结剂和油墨及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水性印刷油墨粘结剂和油墨及它们的制备方法，更具体地说涉及塑料软包装领域水性塑料印刷油墨用粘结剂和制备方法，和用该粘结剂制备的油墨和制备油墨的方法。

背景技术

我国是印刷大国，每年印刷油墨耗量已逾百万吨，每年因印刷油墨引起火灾，中毒事件屡屡发生，尤其在食品软包装行业常引起的中毒事件及不合格产品更引为国家食品安全监管部门所重视，因此2009年国家颁布了关于在软包装行业使用的膜材、印刷油墨等的强制性的法律法规，从此杜绝了苯溶性油墨、酯溶性油墨在软包装领域的使用，该法规鉴于国内当时水性塑料印刷油墨的国情，虽未规范必须使用水性油墨，但宗旨是可以使用醇溶性油墨，力推水性印刷油墨，软包装领域油墨的水性化更具重要的意义。

国内早在15年前就开始开发水性塑料油墨，如北京大学，香港的叶氏集团，成都市新津拓展油墨有限公司，东莞英科水墨公司，浙江永在油墨公司，天津东洋油墨有限公司。但终因国内塑料印刷机的干燥箱太短，至此都没得到真正的实用化，使用时，为解决干燥速度及流平润湿问题，均需加入大量的乙醇稀释剂，有的甚至不顾操作工人的身心健康，用有害的甲醇做稀释剂。在软包装领域(主要是塑料膜的印刷)的印刷油墨目前仍以醇溶性印刷油墨为主。

国外发达国家早在20年前在软包装领域就开始使用水性塑料印刷油墨，主要归于发达国家的强制性法规，因此塑料印刷专用印刷应运而生，相关的粘合剂、各类助剂的开发尤为迅速，目前美国的庄臣公司(现为BASF公司收购)，美国的路博润公司，德国的CP公司，阿根廷的帝兰萨公司，韩国的韩华公司均大量生产水性塑料油墨用粘合剂及水性印刷油墨助剂，但这些公司的能满足国内印刷机的要求的产品很少，而且价格很高。

塑料水性印刷油墨粘结剂制备的难点在于：

1.如何解决水性粘结剂在国内现有印刷机水平下保证干燥速度问题；

2.软包装材料多为极性低表面张力低的塑料薄膜，如BOPP膜，PE膜，PET膜，这些基材经电晕后，表面张力仅有38～40达因，如何解决粘合剂在这些基材上的快速润湿问题；同时如何保证粘合剂与基材的粘结强度问题；

3.水性粘合剂的流变性能是决定流平润湿、快速定型的关键，虽然可通过后添加剂可以解决，但后添加剂多为降低粘合剂与基材的粘结力助剂，还常常引起起跑问题，这就要求从乳液型粘合剂的乳胶粒结构设计着手，将乳胶粒本身设计成具有亲水亲油性呈梯度分布、外部尽量为具有润湿功能的亲水层，乳胶粒内部的聚合物的分子量尽可能低，而制备低分子量的聚合物却是乳液聚合的缺点；

4.油墨生产者主要注重乳液型粘合剂与颜料及其他助剂的配伍研究，忽视了水乳型粘合剂的乳胶粒子的形态设计和表面活性剂的选择。

5.以水性聚氨酯分散体为粘结剂水性塑料印刷油墨，虽可解决油墨与基材的粘结力问题及流平润湿问题，但由于成像后聚氨酯存在大量的内氢键及外氢键，至此油墨的再溶性很差，导致在套印后图案的边缘部分分辨率下降，而且以聚氨酯水性分散体为粘结剂的油墨的成本高，价格是丙烯酸酯共聚物乳液粘结剂的两倍以上。