开云优惠体育网页版入口

专利名称：一种快干型水性油墨及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410492360.1

专利申请（专利权）人：岳阳晶威新材料有限公司
权利人地址：湖南省岳阳市岳阳县长湖乡岳阳高新技术产业园区长湖建材片区纬三路03号

专利发明（设计）人：柳永康,杨郭祥

专利摘要：本发明涉及印刷油墨技术领域，具体是提供了一种快干型水性油墨及其制备方法，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30～40份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、水性颜料0～8份、氧化锌量子点2～4份、生物质纳米纤维2～4份、十二烷基苯磺酸钠0.5～0.8份、聚二甲基硅氧烷1～1.5份、乙醇5～7份、水15～20份。本发明将水性聚氨酯树脂与生物质纳米纤维混合，同时加入具有催化性能的氧化锌量子点，减少易挥发毒性成分的同时，可以有效提高水性油墨的干燥速度，同时可以提高水性油墨的结构整体性，提高了产品的使用性能。

主权利要求：
1.一种快干型水性油墨，其特征在于，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30 40份、甲基丙烯酸甲酯10 20份、水性颜料2 6份、氧化锌量子点2 4份、生物质纳~ ~ ~ ~米纤维2 4份、十二烷基苯磺酸钠0.5 0.8份、聚二甲基硅氧烷1 1.5份、乙醇5 7份、水15 20~ ~ ~ ~ ~份；
所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：
①称取10 20mmoL的乙酸锌溶于100mL乙醇中，在室温条件下300 400rpm搅拌使其~ ~充分溶解，得到锌离子溶液；
②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10mL0.2mol/L氢氧化钾的乙醇溶液，
500 600rpm持续搅拌6 8h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替~ ~洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点；
所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：
I、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；
II、称取2g步骤I所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10mL30wt%的过氧化氢溶液和200mL3.2mol/L的硝酸溶液，加热至40 60℃条件下，400 500rpm磁力搅拌48 60h，加~ ~ ~入1L蒸馏水终止反应，得到反应终止液；
III、对步骤II所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100mL蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作4 5次，得到产物前体；
~
IV、将步骤III所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种快干型水性油墨，其特征在于，所述水性颜料为钛白粉、柠檬黄、酞菁蓝、超细炭黑、钴绿、氧化铁红中的任何一种。
3.一种如权利要求1?2任一项所述的快干型水性油墨的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；
S2、将30 40份水性聚氨酯树脂、10 20份甲基丙烯酸甲酯、2 6份水性颜料、2 4份氧化~ ~ ~ ~锌量子点、2 4份生物质纳米纤维、5 7份乙醇、15 20份水加入反应器中，300rpm搅拌30~ ~ ~min；
S3、待S2步骤搅拌结束后，向反应器中加入0.5 0.8份十二烷基苯磺酸钠、1 1.5份聚二~ ~甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。 说明书 : 一种快干型水性油墨及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及印刷油墨技术领域，具体涉及一种快干型水性油墨及其制备方法。背景技术[0002] 在印刷行业中，油墨的干燥速度和环保属性是决定产品应用广泛性和市场接受度的关键因素。特别是在高速印刷技术广泛应用的当下，快速干燥能够显著提高生产效率和降低等待时间。然而，传统使用的溶剂型油墨虽然在干燥速度上具有优势，但其含有大量挥发性有机化合物(VOCs)，不仅对环境构成重大污染，也可能对操作人员健康造成威胁。因此，虽然溶剂型油墨在某些高速印刷领域依然占据一席之地，但其环境和健康问题已迫切需要解决。[0003] 针对上述问题，水性油墨成为了一种受到欢迎的替代方案，因为它们相比溶剂型油墨具有更低的VOC排放，对环境和操作人员更为友好。然而，水性油墨的主要限制在于其干燥速度通常较慢，这在高速印刷操作中可能导致生产效率降低，影响整体工作流程。因此，开发一种即环保又能迅速干燥的水性油墨变得尤为关键，既要满足环保的需求，又要保持生产过程的高效率，以适应快速发展的印刷市场需求。发明内容[0004] 针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种快干型水性油墨及其制备方法，将水性聚氨酯树脂与生物质纳米纤维混合，同时加入具有催化性能的氧化锌量子点，减少易挥发毒性组分的同时，可以有效提高水性油墨的干燥速度，同时可以提高水性油墨的结构整体性，提高了产品的使用性能。[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种快干型水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30～40份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、水性颜料2～6份、氧化锌量子点2～4份、生物质纳米纤维2～4份、十二烷基苯磺酸钠0.5～0.8份、聚二甲基硅氧烷1～1.5份、乙醇5～7份、水15～20份。[0006] 优选地，所述水性颜料为钛白粉、柠檬黄、酞菁蓝、超细炭黑、钴绿、氧化铁红中的任何一种。[0007] 优选地，所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：[0008] ①称取10～20mmoL的乙酸锌溶于100mL乙醇中，在室温条件下300～400rpm搅拌使其充分溶解，得到锌离子溶液；[0009] ②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10mL0.2mol/L氢氧化钾的乙醇溶液，500～600rpm持续搅拌6～8h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点。[0010] 优选地，所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：[0011] I、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；[0012] II、称取2g步骤I所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10mL30wt％的过氧化氢溶液和200mL3.2mol/L的硝酸溶液，加热至40～60℃条件下，400～500rpm磁力搅拌48～60h，加入1L蒸馏水终止反应，得到反应终止液；[0013] III、对步骤II所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100mL蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作4～5次，得到产物前体；[0014] IV、将步骤III所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。[0015] 本发明还提出一种快干型水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：[0016] S1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；[0017] S2、将水性聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、水性颜料、氧化锌量子点、生物质纳米纤维、乙醇、水加入反应器中，300rpm搅拌30min；[0018] S3、待S2步骤搅拌结束后，向反应器中加入十二烷基苯磺酸钠、聚二甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。[0019] 本发明取得的有益效果如下：[0020] 本发明提出的快干型水性油墨通过采用环保材料如水性聚氨酯树脂和生物质纳米纤维，显著降低了挥发性有机化合物(VOCs)的排放，使得油墨对环境友好，同时为操作人员提供了更安全的工作环境。其次，油墨的配方中加入了乙醇和氧化锌量子点，这些成分有助于加快水分和其他溶剂的蒸发，提高油墨的干燥速度；其中氧化锌量子点具有量子限域性能，具有催化能力，能在一定程度上加速化学干燥过程，尤其是在光照条件下，有效满足印刷过程中对快干性的需求。此外，生物质纳米纤维通过其高表面积和优异的吸水性能，加速水分蒸发并改善油墨的流变性质，使油墨层更易于形成均匀薄层且快速干燥，同时这些纳米纤维也增强了油墨的结构稳定性，防止干燥过程中的裂纹或形态不稳定，从而提高了生产效率并缩短了整体工作流程的时间。总体而言，本发明的快干型水性油墨是一种高效、环保且性能优越的新型油墨，适合在现代印刷行业广泛应用。附图说明[0021] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0022] 图1是实施例1所制备氧化锌量子点的透射电镜图；[0023] 图2是实施例1所制备生物质纳米纤维的透射电镜图。具体实施方式[0024] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。[0025] 需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。[0026] 实施例1：本实施例提出了一种快干型水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂36份、甲基丙烯酸甲酯15份、钛白粉4份、氧化锌量子点3份、生物质纳米纤维3份、十二烷基苯磺酸钠0.8份、聚二甲基硅氧烷1份、乙醇6份、水20份。[0027] 所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：[0028] ①称取16mmoL的乙酸锌溶于100mL乙醇中，在室温条件下300rpm搅拌使其充分溶解，得到锌离子溶液；[0029] ②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10mL0.2mol/L氢氧化钾的乙醇溶液，500rpm持续搅拌6h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点。[0030] 所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：[0031] I、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；[0032] II、称取2g步骤I所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10mL30wt％的过氧化氢溶液和200mL3.2mol/L的硝酸溶液，加热至50℃条件下，450rpm磁力搅拌50h，加入1L蒸馏水终止反应，得到反应终止液；[0033] III、对步骤II所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100mL蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作4次，得到产物前体；[0034] IV、将步骤III所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。[0035] 本实施例还提出一种快干型水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：[0036] S1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；[0037] S2、将水性聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、钛白粉、氧化锌量子点、生物质纳米纤维、乙醇、水加入反应器中，300rpm搅拌30min；[0038] S3、待S2步骤搅拌结束后，向反应器中加入十二烷基苯磺酸钠、聚二甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。[0039] 实施例2：本实施例提出了一种快干型水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂30份、甲基丙烯酸甲酯20份、氧化铁红2份、氧化锌量子点2份、生物质纳米纤维2份、十二烷基苯磺酸钠0.6份、聚二甲基硅氧烷1.2份、乙醇5份、水18份。[0040] 所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：[0041] ①称取20mmoL的乙酸锌溶于100mL乙醇中，在室温条件下400rpm搅拌使其充分溶解，得到锌离子溶液；[0042] ②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10mL0.2mol/L氢氧化钾的乙醇溶液，600rpm持续搅拌7h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点。[0043] 所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：[0044] I、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；[0045] II、称取2g步骤I所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10mL30wt％的过氧化氢溶液和200mL3.2mol/L的硝酸溶液，加热至60℃条件下，400rpm磁力搅拌48h，加入1L蒸馏水终止反应，得到反应终止液；[0046] III、对步骤II所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100mL蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作5次，得到产物前体；[0047] IV、将步骤III所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。[0048] 本实施例还提出一种快干型水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：[0049] S1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；[0050] S2、将水性聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、氧化铁红、氧化锌量子点、生物质纳米纤维、乙醇、水加入反应器中，300rpm搅拌30min；[0051] S3、待S2步骤搅拌结束后，向反应器中加入十二烷基苯磺酸钠、聚二甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。[0052] 实施例3：本实施例提出了一种快干型水性油墨，所述水性油墨包括以下重量份的原料：水性聚氨酯树脂40份、甲基丙烯酸甲酯10份、酞菁蓝6份、氧化锌量子点4份、生物质纳米纤维4份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、聚二甲基硅氧烷1.5份、乙醇7份、水15份。[0053] 所述氧化锌量子点的制备方法，包括以下步骤：[0054] ①称取10mmoL的乙酸锌溶于100mL乙醇中，在室温条件下350rpm搅拌使其充分溶解，得到锌离子溶液；[0055] ②在步骤①所制的锌离子溶液中逐滴加入10mL0.2mol/L氢氧化钾的乙醇溶液，550rpm持续搅拌8h，放入离心机中8000rpm去除上清液，沉淀利用乙醇和水交替洗涤两次，放入真空干燥箱中60℃干燥12h，得到氧化锌量子点。[0056] 所述生物质纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：[0057] I、将竹子用清水清洗干净，放入破碎机中破碎为直径为1mm的粉末，放入干燥箱中60℃烘干12h得到竹子粉末；[0058] II、称取2g步骤I所制备的竹子粉末放入反应器中，加入10mL30wt％的过氧化氢溶液和200mL3.2mol/L的硝酸溶液，加热至40℃条件下，500rpm磁力搅拌60h，加入1L蒸馏水终止反应，得到反应终止液；[0059] III、对步骤II所制的反应终止液进行抽滤，并利用蒸馏水清洗沉淀，直到滤液为中性，将得到的沉淀重新分散在100mL蒸馏水中，使用孔径为87μm，均质压力为1500bar的高压均质室进行均质化，并重复均质化操作4次，得到产物前体；[0060] IV、将步骤III所制的产物前体利用蒸馏水洗涤三次，并通过高速离心分离，放入烘箱中40℃干燥24h，得到生物质纳米纤维。[0061] 本实施例还提出一种快干型水性油墨的制备方法，具体包括以下步骤：[0062] S1、依据配方和重量份称取相应重量的原料；[0063] S2、将水性聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯、酞菁蓝、氧化锌量子点、生物质纳米纤维、乙醇、水加入反应器中，300rpm搅拌30min；[0064] S3、待S2步骤搅拌结束后，向反应器中加入十二烷基苯磺酸钠、聚二甲基硅氧烷，继续300rpm搅拌40min，得到快干型水性油墨。[0065] 对比例1：本对比例提出了一种快干型水性油墨，其与实施例1的区别仅在于不加入氧化锌量子点，其余组分、组分含量、实验步骤均与实施例1相同。[0066] 对比例2：本对比例提出了一种快干型水性油墨，其与实施例1的区别仅在于不加入生物质纳米纤维，其余组分、组分含量、实验步骤均与实施例1相同。[0067] 实验例1：利用透射电镜观察实施例1所制备的氧化锌量子点和生物质纳米纤维的微观形貌。[0068] 图1是实施例1所制备氧化锌量子点的透射电镜图，如图所示，氧化锌量子点直径约10nm，分布均匀。图2是实施例1所制备生物质纳米纤维的透射电镜图，如图所示，生物质纳米纤维表现出高的长宽比、一定程度的重叠以及由于纤维化过程形成的网络结构，表明生物质纳米纤维的成功合成。[0069] 实验例2：性能测试：分别对实施例1?3及对比例1?2制备的水性油墨的性能进行测试；测试结果如表1所示。[0070] 光泽度：依据标准GB/T9754?2007《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定》测试水性油墨的60°光泽度。[0071] 附着力：使用710胶带粘附在印刷后的样品表面，粘附规格为20mm×60mm，压附胶带排出粘附时产生的气泡，保证胶带完全贴合，静置5min后从胶带的一端快速剥离，观察胶2带上涂层的脱落情况。若无涂层脱落或涂层脱落面积小于5mm，记为A；若涂层脱落面积为52 2～15mm，记为B，若涂层脱落面积大于15mm，记为C。[0072] 耐候性：采用氙灯人工耐候测试机，在340nm波长辐照度0.51w/m2，相对湿度50％，黑标温度60℃的条件下试验200h，若涂层无变色、脱落、裂纹等老化现象，记为A，若出现老化现象，记为B。[0073] 初干性：依据标准GB/T13217.5?2008《液体油墨初干性检验方法》测试水性油墨的初干性。[0074] 耐水性：使用湿布擦拭印刷后的样品，若擦拭后不褪色，记为A，若擦拭后出现褪色，记为B。[0075] 表1测试数据[0076][0077] 如表1所示，实施例1?3及对比例2的光泽度较高，对比例1由于没有加入氧化锌量子点，光泽度有所降低；实施例1?3及对比例1的附着力均较强，对比例2的附着力较弱，表明生物质纳米纤维可以有效提高水性油墨的附着力，而对比例1的耐候性较弱，这表明氧化锌量子点可以在一定程度上提高水性油墨的性能稳定性；实施例1?3的在30s内液体膜层减少的毫米数较对比例1?2大，其中对比例1的干燥速度最慢，这表明添加的氧化锌量子点由于量子限域催化性能及生物质纳米纤维均可以在一定程度上提高水性油墨的干燥性能；同时对比例2的耐水性相对于实施例1?3及对比例1较低，表明生物质纳米纤维可以提高水性油墨的结构稳定性，提高耐水性能。[0078] 以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

专利地区：湖南

专利申请日期：2024-04-23

专利公开日期：2024-11-19

专利公告号：CN118271900B