本發(fā)明屬于新型化合物領(lǐng)域，涉及一種新的化合物及其合成方法，具體涉及一種低溫快速固化水性油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，印刷行業(yè)迅速崛起，傳統(tǒng)的印刷行業(yè)中要求印刷油墨必須具有快干的特性，所以印刷油墨通常會選用熔點(diǎn)較低的化合物來作為溶劑，此種溶劑型油墨voc排放量高，對環(huán)境和施工人員均有較大的危害，溶劑的揮發(fā)是環(huán)境污染的主要來源之一。隨著全世界的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，世界各國強(qiáng)制實(shí)施環(huán)保法以減少voc的排放，所以傳統(tǒng)的溶劑型油墨已經(jīng)不能滿足環(huán)保法的要求。在印刷過程中,油墨中的溶劑隨著印刷工序的進(jìn)行,在印刷、干燥過程中,揮發(fā)到車間和空氣中。目前,使用的溶劑為環(huán)己酮,醋酸乙醋,苯類溶劑,這些溶劑不僅對人體有害,同時(shí)味道極大,刺激人的感覺器官,尤其是在高溫的夏季,給生產(chǎn)車間人員與環(huán)境帶來極大的危害。印刷行業(yè)想要繼續(xù)發(fā)展，必須尋找新型環(huán)保油墨來替代傳統(tǒng)溶劑型油墨。
水性油墨、光固化油墨、粉末油墨是新時(shí)期新型環(huán)保油墨的代表，其中水性油墨由于價(jià)格低廉、施工方便、制備方便、能耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)被公認(rèn)為溶劑型油墨最有競爭力的替代品。但是水性油墨以水為溶劑，水的熔點(diǎn)相較于傳統(tǒng)溶劑較高；再者，水的蒸發(fā)潛熱大，所以要使水性油墨固化必須升高烘干溫度和延長烘干時(shí)間。所以水性油墨很難達(dá)到在印刷過程中要求快速固化、低溫固化的要求。所以尋求低溫快速固化是目前研究人員迫切需要解決的問題。
水性油墨中存在大量水溶性樹脂，解決水性油墨室溫固化的問題主要是使水溶性樹脂可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，并且保證其與基材具有良好的附著力。金屬離子交聯(lián)是發(fā)展最早的一種交聯(lián)方式，其可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)樹脂的交聯(lián)，不過金屬離子在水中可以引起水性乳液破乳，是水性乳液變得不穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，本發(fā)明使用金屬離子交聯(lián)劑作為水性油墨的固化劑，其原料來源廣、制備方法簡單、施工便利、明顯提高交聯(lián)速度、降低施工溫度、同時(shí)解決金屬離子在水性乳液中不穩(wěn)定的因素。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種低溫快速固化水性油墨，按質(zhì)量百分比由水性樹脂為50～60％，顏料為3～8％，助劑為2～3％，填料為3～5％，水為15～20％，分散劑為1～4％，金屬離子交聯(lián)劑為10～20％組成。
優(yōu)選的，所述的金屬離子交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)為：
其中，r、r1為長鏈烷基，n為1或2。
優(yōu)選的，所述的助劑助劑為催干劑、潤濕劑和耐磨劑的混合物，其混合質(zhì)量比為催干劑：潤濕劑：耐磨劑＝3:1:2。
優(yōu)選的，所述的分散劑的結(jié)構(gòu)為：
其中r為氨基、羧基、或羥基的任一種，r1為長鏈烷基。
優(yōu)選的，所述的水性樹脂為水性醇酸樹脂、水性聚醋樹脂、水性有機(jī)硅樹脂、水性環(huán)氧樹脂、水性氨基樹脂、水性丙烯酸樹脂、水性酚醛樹脂中的任一種或多種任意比混合物。
優(yōu)選的，所述的顏料為有機(jī)顏料或無機(jī)顏料。
進(jìn)一步的，所述的填料為粒徑小于2.5μm的碳酸鈣、硅灰石、硫酸鋇、滑石粉、粘土、二氧化硅、蒙脫土中的任一種或多種任意比混合物。
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為1000～2000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為1000～2000r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至50～70℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫0.5～2h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以1000～3000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻即可?/p>
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)本發(fā)明所述低溫快速固化水性油墨，因使用所用無色金屬離子交聯(lián)劑，在油墨中不顯色，有利于油墨中顏料的調(diào)色；
(2)本發(fā)明所述低溫快速固化水性油墨，所用金屬離子交聯(lián)可以使水性油墨在30-50℃交聯(lián)，可以明顯降低水性油墨的交聯(lián)溫度；
(3)本發(fā)明所述低溫快速固化水性油墨由于在低溫下交聯(lián)，不會由于高溫固化而引起的色差問題，保證印刷品質(zhì)；
(4)本發(fā)明所述低溫快速固化水性油墨，金屬離子交聯(lián)反應(yīng)可以在短時(shí)間內(nèi)快速固化，滿足印刷過程中，油墨迅速干燥的要求。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改和替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
實(shí)施例1
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至50℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫2h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以1000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆蚣纯伞?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物，通過檢測，無味道，5分鐘不變色,附著力1級，無色差，干燥速度111米/分。
實(shí)施例2
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為1500r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為1500r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至70℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫2h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以3000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻即可?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物,通過檢測,無味道，18分鐘不變色，附著力1級，無色差，干燥速度130米/分。
實(shí)施例3
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為1000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至60℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫2h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以2000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻即可?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物,通過檢測,無味道,19分鐘不變色,附著力1級,無色差,干燥速度134米/分。
實(shí)施例4
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為1000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至70℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫2h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以3000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻即可?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物,通過檢測,無味道,17分鐘不變色,附著力1級,無色差,干燥速度129米/分。
實(shí)施例5
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為1000r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至70℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫0.5h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以1000r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢瑁蛊浠旌暇鶆蚣纯伞?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物,通過檢測,無味道,20分鐘不變色,附著力1級,無色差,干燥速度140米/分。
實(shí)施例6
一、組合物的配方
1、按質(zhì)量比分別配制水性樹脂、助劑、填料的混合物。
2、按質(zhì)量百分比配制組合物各組分含量：
二、制備方法
一種低溫快速固化水性油墨的制備方法，步驟如下：
(1)按照質(zhì)量百分比將水性樹脂、填料加入到反應(yīng)釜中，以轉(zhuǎn)速為2000r/min機(jī)械攪拌，使其充分混合；然后加入水、助劑、分散劑，以轉(zhuǎn)速為1500r/min機(jī)械攪拌使其充分混合；將反應(yīng)釜升溫至65℃，緩慢加入配方中的顏料，攪拌使其充分混合，然后保溫1.5h，冷卻至室溫，密封保存；
(2)在使用前將配方中的金屬離子交聯(lián)劑加入到步驟1所得的勻漿中，以2500r/min轉(zhuǎn)速充分?jǐn)嚢?，使其混合均勻即可?/p>
三、有益效果
本實(shí)施例所得組合物,通過檢測,無味道,15分鐘不變色,附著力1級,無色差,干燥速度138米/分。