本發(fā)明屬于印刷油墨，具體涉及一種水性膜基表印油墨組合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水性膜基表印油墨是由有機顏料、連接料、助劑、水等經(jīng)高速分散得到的液體油墨，能大大降低揮發(fā)性有機物的排放，在膜基軟包裝印刷領(lǐng)域，由溶劑型油墨轉(zhuǎn)水性油墨是大勢所趨。在紙質(zhì)印刷領(lǐng)域，水性油墨目前占據(jù)了主導地位，但在薄膜印刷領(lǐng)域，由于薄膜屬于非吸收基材，水性油墨的滲透性差，干燥速度慢，展色效果差及附著力不強等缺點，從而影響了水性油墨的應(yīng)用和推廣。目前水性聚丙烯酸酯樹脂乳液配置的油墨在聚酯(pet)、雙向拉伸水性聚丙烯(bopp)、聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)等基材的展色性及附著力較差，推廣受阻，制約了水性油墨在膜基領(lǐng)域的發(fā)展。

2、中國專利申請cn104211853a公開了一種水性油墨用水性聚丙烯酸酯乳液，采用反應(yīng)型乳化劑，提高了乳液涂膜的耐水性；以甲基丙烯酸縮水甘油酯為功能單體，在側(cè)鏈中引入環(huán)氧基團改善涂膜的附著力和耐水性；同時該水性油墨用水性聚丙烯酸酯乳液選用的硬單體甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯可以賦予涂層一定的強度和硬度。但該聚合樹脂的交聯(lián)程度有限，由環(huán)氧基團為油墨提供的附著力有限，對于各類非吸收基材包括pet、bopp、cpe等的附著力仍然不足；此外該樹脂體系對于顏料分散效果較差，油墨的展色性能不足。

3、中國專利申請cn114231087a公開了一種塑料用高附著力水性油墨，采用納米氧化鋁修飾的硅烷偶聯(lián)劑作為乳液聚合助劑，實現(xiàn)了聚氨酯乳液與丙烯酸單體的交聯(lián)，水性氯化聚丙烯乳液合成中加入羧甲基纖維素鈉，通過其粘性作用提高了與塑料基材的附著力。但該方案存在以下問題：體系采用水性聚氨酯丙烯酸樹脂乳液和水性氯化聚丙烯乳液復配，存在樹脂相容性差的問題；該體系涉及氯化聚丙烯乳液，對工藝控制的難度較大、制備成本較高，鹵素原子的引入存在環(huán)保安全問題；且該方案只提供了附著力與著色力性能，油墨的展色性能并未涉及。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種水性膜基表印油墨組合物及其制備方法和應(yīng)用，采用本發(fā)明提供的水性膜基表印油墨組合物能夠兼顧良好的耐醇稀釋性和粘度穩(wěn)定性，在塑料基材表面應(yīng)用，能夠形成兼顧較佳的光澤度、展色性、復溶性、附著力和抗粘連性等綜合性能的油墨涂層。

2、本發(fā)明為達到其目的，提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一方面提供一種水性膜基表印油墨組合物，所述油墨組合物中添加有水性樹脂，所述水性樹脂包括水性聚丙烯酸樹脂和水性聚丙烯酸酯樹脂；

4、所述水性聚丙烯酸樹脂在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為10～30％，例如10％、15％、20％、25％、30％等；

5、所述水性聚丙烯酸酯樹脂在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為20～40％，例如20％、25％、30％、35％、40％等；

6、其中，所述水性聚丙烯酸樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg為90～130℃(例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃等)，酸值為300～380mg?koh/g(例如300、320、340、360、380koh/g等)，分子量mw優(yōu)選為15000～100000g/mol，固含量優(yōu)選為40～50wt％；

7、所述水性聚丙烯酸酯樹脂為具有核殼結(jié)構(gòu)的樹脂乳液，酸值為30～70mgkoh/g(例如30、40、50、60、70mgkoh/g等)，核層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg為-50℃至-10℃(例如-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃等),殼層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg為70～130℃(例如70℃、90℃、100℃、120℃、130℃等)，最低成膜溫度mfft<0℃，分子量mw優(yōu)選為1000000-2000000g/mol，固含量優(yōu)選為40～50wt％。

8、本發(fā)明的水性膜基表印油墨組合物中，通過將具有特定的高tg和高酸值的中等分子量水性聚丙烯酸樹脂，與上述具有特定的核層和殼層tg溫度、低酸值且mfft<0℃的高分子量水性聚丙烯酸酯樹脂按照上述質(zhì)量百分比搭配組合使用，能夠改善水性油墨的性能，以及改善水性油墨在塑料膜基基材上作為印刷油墨的應(yīng)用性能，利于獲得兼顧良好的耐醇稀釋性和粘度穩(wěn)定性的水性油墨，利于形成兼顧較佳的光澤度、展色性、復溶性、附著力和抗粘連性等綜合性能的油墨涂層，而且利于改善水性油墨對各種塑料基材的廣譜附著力。

9、本發(fā)明配方體系中，采用的水性聚丙烯酸樹脂具有300～380mg?koh/g的酸值，同時具有90～130℃的tg，優(yōu)選該樹脂具有中等分子量(mw＝15000～100000g/mol)；采用的水性聚丙烯酸酯樹脂則為核殼結(jié)構(gòu)樹脂，同時具有相對低的酸值(30～70mgkoh/g)，核層玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50℃至-10℃,殼層玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為70～130℃，mfft<0℃，該樹脂優(yōu)選為具有較高的分子量的核殼結(jié)構(gòu)樹脂。將這兩種組分按照特定組合用于水性油墨中，能夠使油墨體系中的顏料粒子得以牢固的錨定，改善油墨的展色性和色濃度，同時能夠提高油墨成膜后的硬度，改善油墨的抗粘連性；二者組合使用，還能夠改善油墨的成膜性能、柔韌性和成膜強度，提高水性油墨在多種塑料基材上的附著力。通過上述兩種組分的相互組合，二者可以發(fā)揮良好的協(xié)同作用，不僅具有較佳的相容性，而且使所得水性油墨具有良好的成膜性、耐醇稀釋性等，所得油墨涂層具有良好的抗粘連性、柔韌性、強度和優(yōu)異的多種膜基基材附著力等綜合性能。

10、較佳實施方式中，所述水性聚丙烯酸樹脂在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為15％～25％；所述水性聚丙烯酸酯樹脂在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為25％～35％。在水性膜基表印油墨體系中，將本發(fā)明中特定的水性聚丙烯酸樹脂和水性聚丙烯酸酯樹脂按照優(yōu)選的用量組合使用，利于獲得性能更佳的水性油墨。

11、一些較佳實施方式中，所述水性聚丙烯酸樹脂選自萬華的0583、0590中的一種或多種；和/或，所述水性聚丙烯酸酯樹脂選自萬華的0824、0511中的一種或多種。

12、油墨組合物中還可以包括本領(lǐng)域常規(guī)使用的其他組分，例如色漿、蠟乳液和醇類溶劑等。一些實施方式中，基于所述油墨組合物中的總質(zhì)量，所述油墨組合物還包括如下質(zhì)量百分比的組分：色漿20～45％，例如20％、30％、40％、45％等，優(yōu)選25～40％；蠟乳液2～6％，例如2％、3％、4％、5％、6％等，優(yōu)選3～5％；醇類溶劑3～8％，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％等，優(yōu)選3～6％。

13、一些實施方式中，所述色漿為水性色漿，可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的色漿，例如為但不限于武漢威仕包裝材料有限公司的prk7黑色漿、pb15:3藍色漿、pr146紅色漿中的一種或多種。

14、一些實施方式中，所述蠟乳液選自聚乙烯蠟乳液，優(yōu)選粒徑為40-100nm，例如50-100nm，例如采用巴斯夫的joncryl?wax26等；

15、一些實施方式中，所述醇類溶劑選自乙醇、正丙醇和異丙醇中的一種或多種。

16、油墨組合物中還可以包括本領(lǐng)域常規(guī)使用的其他輔料，例如ph調(diào)節(jié)劑、潤濕劑、消泡劑等中的一種或多種；一些實施方式中，ph調(diào)節(jié)劑的用量在油墨組合物中的質(zhì)量百分比為0.2～0.9％，例如0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、0.9％等，優(yōu)選0.4～0.8％，用于獲得所需ph的油墨組合物。一些實施方式中，所述潤濕劑在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為0.2～0.8％，例如0.2％、0.4％、0.6％、0.8％等，優(yōu)選0.25～0.4％。一些實施方式中，所述消泡劑在所述油墨組合物中的質(zhì)量百分比為0.1～0.5％，例如0.1％、0.2％、0.4％、0.5％等，優(yōu)選0.1～0.2％。

17、進一步地，所述油墨組合物中還添加水，例如所述水的用量為所述油墨組合物總質(zhì)量的5～10％，例如5％、7％、8％、9％、10％等，優(yōu)選5～8％。

18、一些實施方式中，所述ph調(diào)節(jié)劑選自鏈烷醇胺、氨水中的一種或多種，優(yōu)選2-氨基-2-甲基-1-丙醇(例如巴斯夫的amp-95)。

19、一些實施方式中，所述潤濕劑選自炔二醇型非離子潤濕劑、有機改性硅氧烷潤濕劑的一種或多種，例如但不限于贏創(chuàng)的surfynol?104e、陶氏的dowsil?3225c等。

20、一些實施方式中，所述消泡劑選自聚硅氧烷消泡劑、聚醚硅氧烷消泡劑的一種或多種，例如但不限于迪高的foamex?825、foamex?1488、畢克的byk-019等。

21、一些具體實施方式中，所述水性膜基表印油墨組合物包括如下質(zhì)量百分比的各組分：

22、所述水性聚丙烯酸樹脂，10～30％，優(yōu)選15％～25％；

23、所述水性聚丙烯酸酯樹脂，20～40％，優(yōu)選25％～35％；

24、所述色漿，20～45％，優(yōu)選25～40％；

25、所述蠟乳液，2～6％，優(yōu)選3～5％；

26、所述醇類溶劑，3～8％，優(yōu)選3～6％；

27、所述ph調(diào)節(jié)劑，0.2～0.9％，優(yōu)選0.4～0.8％；

28、所述潤濕劑，0.2～0.8％，優(yōu)選0.25～0.4％；

29、所述消泡劑，0.1～0.5％，優(yōu)選0.1～0.2％；

30、所述水，5～10％，優(yōu)選5～8％。

31、本發(fā)明另一方面還提供上文所述的水性膜基表印油墨組合物的制備方法，通過將所述組合物中的各組分混合分散均勻，獲得所述水性膜基表印油墨組合物。供參考地，例如可以包括如下具體操作：

32、步驟①：按比例將水性聚丙烯酸樹脂、水性聚丙烯酸酯樹脂、潤濕劑、ph調(diào)節(jié)劑置于分散罐中分散，得到所需ph的混合物，ph例如為7.5-8.5。

33、步驟②：將色漿加入到步驟①所得的混合物中，攪拌分散(例如分散30分鐘)，轉(zhuǎn)速例如為500～800r/min。

34、步驟③：將醇類溶劑與水進行混合，再加入到步驟②的混合物中。

35、步驟④：將消泡劑、蠟乳液加入到步驟②的混合物中，攪拌分散(例如分散20分鐘)，轉(zhuǎn)速例如為500r/min，制得水性油墨。

36、本發(fā)明還提供一種應(yīng)用，將上文所述的水性膜基表印油墨組合物作為在塑料基材表面進行印刷所需的油墨使用；優(yōu)選地，所述塑料基材的材質(zhì)例如為流延聚丙烯(cpp)、聚酯(pet)、雙向拉伸水性聚丙烯(bopp)、聚乙烯(pe)和/或聚氯乙烯(pvc)。

37、本發(fā)明還提供一種塑料包裝，所述塑料包裝的表面具有采用上文所述的油墨組合物經(jīng)印刷形成的印刷物；

38、優(yōu)選地，所述塑料包裝的材質(zhì)例如為流延聚丙烯(cpp)、聚酯(pet)、雙向拉伸水性聚丙烯(bopp)、聚乙烯(pe)和/或聚氯乙烯(pvc)。

39、本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

40、本發(fā)明提供的水性膜基表印油墨組合物具有展色性佳、附著力廣譜性佳等特點，能適用于多種不同塑料基材，具有較佳的膜基印刷適應(yīng)性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明配方體系提供的油墨組合物提高了水性聚丙烯酸酯油墨體系在非吸收基材上的附著牢度，能夠改善顏料的分散性，且制備方法簡單，有利于推動膜基油墨水性化進程。

41、本發(fā)明提供的水性膜基表印油墨組合物特別適用于軟包裝表印刷領(lǐng)域，例如能很好的應(yīng)用于塑料基材的表面印刷。