环保型耐蒸煮复合油墨的制备与性能研究.pdf

实验室】标准STANDARD环保型耐蒸煮复合油墨的制备与性能研究目前，市面上普通的复合油墨不具备耐蒸煮性能，经过蒸煮、高温消毒或烘干等高温处理后，包装袋容易出现起皱、离层，颜色褪色、迁移、渗透等现象。本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨以醇类、酯类等环保溶剂为主要稀释剂，对环境友好，是一款性能优越的耐蒸煮复合油墨，能很好地满足日益增长的市场需求。文/邱华昌罗国安陈卫明目前，市面上普通的复合油墨不具备耐蒸煮性能，难以达到食品、药品、化妆品、卫生用品、医用包装等包装印刷领域耐高温蒸煮要求。本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨以醇类、酯类环保溶剂为主要稀释剂，对环境友好。是一款环保型耐蒸煮复合油墨。一、环保型耐蒸煮复合油墨概述（一）环保型耐蒸煮复合油墨的组成环保型耐蒸煮复合油墨主要由树脂、颜料、溶剂、助剂等物料经复合研磨加工而成，特别适用于食品、药品、化妆品等包装印刷领域。环保型耐蒸煮复合油墨的主要树脂是聚氨酯树脂、醋酸丁酸纤维素树脂。聚氨酯树脂是一种高性能耐高温型聚氨酯油墨连接料，印刷时的涂膜具有高的抗拉强度、伸长率、硬度、耐磨性，并且具有良好的耐蒸煮性、耐油性、耐酸碱性、耐氧化性和耐老化性。而醋酸丁酸纤维素树脂具有中等丁酰含量和高ASTM（A）黏度，具有溶解性和相融性、防潮性以及出色的表面硬度、良好的耐温性和良好的薄膜强度。颜料在油墨中担当显色作用，它对油墨的一些特性有直接的影响。32印刷质量与标准化2 0 2 3.3标准【实验室STANDARD助剂在油墨中起着非常重要的作用，可以改善油墨的各种性能，从而提高印刷质量和生产效率。（二）王环保型耐蒸煮复合油墨的生产工艺流程环保型耐蒸煮复合油墨的生产工艺流程包括以下步骤：1.原材料备制。包括各种主要原材料如树脂、颜料、溶剂、助剂等加工备制。2.配料搅拌。按照油墨的配方设计比例，对油墨的各种组分进行混合，搅抖均匀。3.研磨。通过研磨机将油墨中的颜料和连结料研磨成更细小的颗粒，以提高油墨的细度和流动性。4.分散搅拌。将颜料和连结料分散，充分混合。5.质量检验。对生产出的油墨进行质量检验，包括色相、黏度、细度等指标的检测。6.包装储存。将检验合格的油墨进行包装和储存。二、环保型耐蒸煮复合油墨的制备（一）实验材料的组成本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨，可参照如下重量百分比：乙酸乙酯3%15%，乙酸正丙酯3%50%，乙酸正丁酯3%15%，异丙醇3%10%，聚氨酯树脂2 5%4 0%，分散剂0.1%0.5%，消光粉0.3%1%，蜡粉0.1%0.5%，颜料8%2 5%，醋酸丁酸纤维素树脂液15%3 0%。其中，醋酸丁酸纤维素树脂液的配方组成重量百分比为：甲基环已烷2 5%、异丙醇25%、乙醇8.5%、乙酸正丙酯2 3%、丙二醇甲醚3.5%、醋酸丁酸纤维素树脂15%。其制备方法包括以下步骤。先将甲基环已烷、异丙醇、乙醇、乙酸正丙酯、丙二醇甲醚按量加入配料缸中，再启动分散机，分散状态下缓慢加入醋酸丁酸纤维素树脂，将搅拌速度调整为10 0 0 rpm，继续搅拌4 0 50 分钟，直至完全溶解。本文所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本文实施例及对比例中使用的原料信息如下：聚氨酯树脂-1购买于万华化学（北京）有限公司，型号为：90 2 聚氨酯树脂。聚氨酯树脂-2 购买于中山市明逸化工新材料有限公司，型号为：LF-650H聚氨酯树脂。聚氨酯树脂-3 购买于中山市明逸化工新材料有限公司，型号为：LF-6587H聚氨酯树脂。分散剂型号为美国路博润S-24000分散剂。消光粉购买于广州海颜化工有限公司，型号为：X-350消光料。蜡粉购买于江门四海经贸有限公司，型号为：P-365蜡粉。黄色颜料购买于江苏森湖彩化科技有限公司，型号为：SH-1401SR黄。红色颜料购买于先尼科化工（广州）有限公司，型号为：SR2M(254#红）。蓝色颜料购买于佛山市彩源兴颜料有限印刷质量与标准化2 0 2 3.3 3 3实验室】标准STANDARD表1实施实施实施实施实施实施实施对比对比对比对比例1例2例3例4例5例6例7例1例2例3例4乙酸乙酯4乙酸正丙酯23.5乙酸正丁酯4异丙醇3聚氨酯树脂-140聚氨酯树脂-2聚氨酯树脂-3分散剂消光粉蜡粉黄色颜料红色颜料蓝色颜料黑色颜料醋酸丁酸纤维素树15脂液-1醋酸丁酸纤维素树脂液-2醋酸丁酸纤维素树脂液-3附着牢度热封合140/0.5秒热封合160/0.5秒热封合180/0.5秒蒸煮12 1/3 0 min423.543400.50.50.50.50.50.599159896不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层离层不离层不离层不离层不离层不离层 不离层不离层不离层不离层离层离层不离层、不不离层、不离层、不不离层、不离层、不离层、不离层、不起皱不起皱不起皱不起皱不起皱支不起皱不起皱起皱起皱不起皱不起皱423.543400.50.50.591597423.543400.50.50.591596438.543250.50.50.591596423.543250.50.50.59309748.543400.50.50.593097离层、离层、不离层、不离层、423.543400.50.50.591596423.543400.50.50.591597423.543400.50.50.591596423.543400.50.50.591597公司，型号为：RI3D4酞菁蓝（15:3）。黑色颜料购买于韩国欧励隆，型号为PRINTEX35碳黑。醋酸丁酸纤维素树脂-1型号为：美国伊士曼CAB-381-20，对应醋酸丁酸纤维素树脂液-1。醋酸丁酸纤维素树脂-2 型号为：美国伊士曼CAB-381-2，对应醋酸丁酸纤维素树脂液-2。醋酸丁酸纤维素树脂-3 型号为：美国伊士曼CAB-381-0.5，对应醋酸丁酸纤维素树脂液-3。34印刷质量与标准化2 0 2 3.3标准【实验室STANDARD表2对比例5对比例6 对比例7 对比例8 对比例9对比例10 对比例11对比例12 对比例13乙酸乙酯乙酸正丙酯乙酸正丁酯异丙醇聚氨酯树脂-1分散剂消光粉蜡粉黄色颜料醋酸丁酸纤维素树脂液-1附着牢度热封合14 0/0.5秒热封合16 0/0.5秒热封合18 0/0.5秒蒸煮12 1/3 0 min448.543200.50.50.591093不离层离层离层离层不离层不离层不离层不离层不离层不离层离层离层离层不离层不离层不离层不离层不离层离层离层离层离层离层离层离层、离层、离层、离层、不离层、离层、不离层、离层、不离层、起皱起皱起皱起皱不起皱起皱不起皱起皱443.543200.50.50.591590428.543200.50.50.593084423.543200.50.50.593580443.543250.50.50.591099418.543250.50.50.593591428.543400.50.50.591099离层43.543400.50.50.593593离层418.543450.50.50.591594离层起皱（二）制备方法（三）实实施例和对比例方案本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨的制备方法包括以下步骤：1.将乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、异丙醇按量加入配料缸中，再加入聚氨酯树脂，搅拌速度为2 50 rpm，搅拌均匀。2.搅拌状态下，缓慢加入分散剂、消光粉、蜡粉、颜料，将搅拌速度调整为10 0 0 rpm，继续搅拌50 分钟。3.用砂磨机在恒温4 5的条件下将上述物料研磨3-4 遍，至细度15m。4.在搅拌状态下加入醋酸丁酸纤维素树脂液，搅拌速度为50 0 rpm，搅拌10 分钟，得到环保型耐蒸煮复合油墨。实施例1-7、对比例1-4 的配方分别如表1所示。本实施例和对比例的测试方法如下：附着牢度：GB/T13217.7-2008。耐蒸煮性能：QBT5344-2018液体油墨耐蒸煮性能的检验方法。在本文所研制的油墨产品体系当中，为基材提供附着牢度、耐高温蒸煮性能的物料为万华化学90 2 聚氨酯树脂（聚氨酯树脂-1）；提供耐热封性能的物料为美国伊士曼CAB-381-20醋酸丁酸纤维素树脂液（醋酸丁酸纤维素树脂液-1）。实施例1-4 的区别在于颜料的选取不同，实施例5-7 调整了聚氨酯树脂以及醋酸丁酸印刷质量与标准化2 0 2 3.3 3 5实验室】标准STANDARD纤维素树脂液-1的原料用量，从实施例1-7可以看出，当聚氨酯树脂以及醋酸丁酸纤维素树脂液-1的原料用量在本文限定的范围内时，所得到的复合油墨的附着力优异，可进行180C/0.5秒热封合操作，并可在12 1高温蒸煮3 0 分钟，过程中包装袋不会出现离层、起皱现象。对比例1-2 与实施例1不同之处在于，聚氨酯树脂的选取不同，对比例1-2 分别采用的是LF-650H聚氨酯树脂、LF-6587H聚氨酯树脂，当采用其他型号的聚氨酯树脂时，无法进行高温蒸煮，高温蒸煮性能显著下降。对比例3-4 与实施例1不同之处在于，醋酸丁酸纤维素树脂液的选取不同，对比例3 采用美国伊士曼CAB-381-2，对比例4 采用美国伊士曼CAB-381-0.5。当采用其他型号的醋酸丁酸纤维素树脂液时，无法进行18 0 C/0.5秒热封合操作。本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨对比方案5-13，如表2 所示。对比例5-8 与实施例1不同之处在于，聚氨酯树脂的用量不在本文限定的范围内，且聚氨酯树脂的用量固定，醋酸丁酸纤维素树定的范围内时，无法进行18 0/0.5秒热封合操作，坚持操作将导致高温蒸煮性能显著下降。对比例11-12 与实施例7 不同之处在于，醋酸丁酸纤维素树脂液-1的用量不在本文限定的范围内，无法进行18 0 C/0.5秒热封合操作，坚持操作将导致高温蒸煮性能显著下降。对比例13 与实施例1不同之处在于，聚氨酯树脂的用量不在本文限定的范围内，（用量高于4 0%），将导致醋酸丁酸纤维素树脂液-1在油墨体系中的相溶性下降，影响醋酸丁酸纤维素树脂液-1固化成膜，无法18 0 C/0.5秒热封合操作，甚至导致高温蒸煮性能显著下降。综上所述，当万华化学90 2 聚氨酯树脂（聚氨酯树脂-1）比例为2 54 0 份，且美国伊士曼CAB-381-20醋酸丁酸纤维素树脂液（醋酸丁酸纤维素树脂液-1）比例为153 0 份时，所研制的环保型耐蒸煮复合油墨在经过处理的BOPP、P E、P E T 和BOPA薄膜上有很好的附着力，附着牢度95%，可进行18 0/0.5秒热封合操作，并可在12 1高温蒸煮3 0 分钟，包装袋不会出现离层、起皱现象。三、结语脂液-1从对比例5-8 用量逐渐加大。若聚氨本文所研制的环保型耐蒸煮复合油墨以酯树脂的用量不在本发明的范围内，无论怎样醇类、酯类等环保溶剂为主要稀释剂，对环境调整醋酸丁酸纤维素树脂液的用量也无法进行友好，适用于凹版印刷，是一款性能优越的环180C/0.5秒热封合操作，同时导致高温蒸煮保型耐蒸煮复合油墨，能很好地满足日益增长性能发生显著下降。的耐蒸煮复合油墨市场需求。对比例9-10 与实施例5-6 不同之处在于，（作者单位：广东德康化工实业有限公司）当醋酸丁酸纤维素树脂液-1的用量不在本文限责任编辑王亦天电子邮箱36印刷质量与标准化2 0 2 3.3