背景技術(shù)
水性油墨由于具有低VOC排放、非易燃易爆、無毒無害、資源節(jié)約等特性，現(xiàn)已成為印刷油墨行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。水性印刷油墨主要由水性色漿和連接料兩部分組成。用高細(xì)度水性色漿所制備的水性油墨附著力高、流動(dòng)性好，并使得印品色彩鮮艷、均勻。因此，制得穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿，是提高水性油墨的產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。
顏料粒度的變化是影響水性色漿穩(wěn)定性的重要因素，通常是采用砂磨機(jī)研磨的方式將團(tuán)聚后的顏料顆粒研磨至較細(xì)的粒度，但是由于動(dòng)力損耗過大和研磨介質(zhì)物性的限制，很難將其研磨至初級(jí)粒子的尺寸，并且由于未能及時(shí)進(jìn)行表面處理，水性色漿極易返粗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性高的水性印刷油墨用的高細(xì)度水性色漿及其制備方法。
本發(fā)明的高細(xì)度水性色漿由顏料、水性分散劑、水性消泡劑、水性偶聯(lián)劑、合成蠟乳液、納米級(jí)碳酸鈣、納米級(jí)高嶺土、抗沉降劑經(jīng)分散、研磨、高壓勻質(zhì)、表面處理等工藝過程得到，其組成為(重量百分比)：
本發(fā)明中的顏料可以是無機(jī)顏料，如鈦白粉、炭黑等；也可以是有機(jī)顏料，如永固黃PY14、寶紅PR57:1酞菁藍(lán)PB15:3等。本發(fā)明中的水性分散劑為聚丙烯酸類陰離子表面活性劑：非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚＝2∶1(重量比)的組合物；水性消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑；水性偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑。本發(fā)明中的合成蠟乳液為非離子聚烯烴蠟乳液。本發(fā)明中的納米級(jí)碳酸鈣和納米級(jí)高嶺土為經(jīng)過表面處理后的商品化產(chǎn)品，初始粒度≤200內(nèi)米。本發(fā)明中的抗沉降劑為納米級(jí)凹凸棒粉，初始粒度≤200內(nèi)米。
本發(fā)明高細(xì)度水性色漿的制備方法，取如下重量百分比的原料：
為了使顏料顆粒能進(jìn)入高壓勻質(zhì)機(jī)勻質(zhì)閥閥座和閥桿間的狹小間隙，先對(duì)分散在含有水性分散劑組合物水相中的顏料顆粒在臥式砂磨機(jī)中進(jìn)行常規(guī)研磨至細(xì)度≤50μm后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，通過在100MPa壓力下產(chǎn)生的空穴效應(yīng)，使顏料粒子失壓、膨脹、裂分，并以500～1000m/s的速度與勻質(zhì)閥閥桿撞擊，被破碎成極細(xì)微粒；通過在體系中加入水性鈦酸酯偶聯(lián)劑和合成蠟乳液，隨時(shí)對(duì)被破碎粒子的高活性表面進(jìn)行處理，并形成包覆，使其以能極細(xì)微粒穩(wěn)定的分散在水性體系中，并同有機(jī)聚合物連接料有良好的相容性，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿。
主要技術(shù)與性能指標(biāo)：
具體實(shí)施方式：
實(shí)施例1：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水24.6kg、分散劑5kg、消泡劑0.1kg，在高速攪拌下加入無機(jī)顏料鈦白粉50kg、納米級(jí)碳酸鈣5kg、納米級(jí)高嶺土5kg和抗沉降劑5kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；在高速分散機(jī)攪拌下，向粗水性色漿中加入合成蠟乳液5kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.3kg；分散60min后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定得高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果：PH＝8.2，顏料份＝50％，粘度(涂-4杯)：26秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
實(shí)施例2：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水41.3kg、分散劑7kg、消泡劑0.2kg，在高速攪拌下加入顏料炭黑30kg、納米級(jí)碳酸鈣3kg、納米級(jí)高嶺土3kg和抗沉降劑8kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；在高速分散機(jī)攪拌下，向粗水性色漿中加入合成蠟乳液7kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5kg；分散60min后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果：PH＝8.6，顏料份＝30％，粘度(涂-4杯)：23秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
實(shí)施例3：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水37.4kg、分散劑5kg、消泡劑0.1kg，在高速攪拌下加入有機(jī)顏料PY1440kg、納米級(jí)碳酸鈣4kg、納米級(jí)高嶺土4kg和抗沉降劑4kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；在高速分散機(jī)攪拌下，向粗水性色漿中加入合成蠟乳液5kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.5kg；分散60min后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果為：PH＝8.6，顏料份＝40％，粘度(涂-4杯)：22秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
實(shí)施例4：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水45.0kg、分散劑6kg、消泡劑0.2kg，在高速攪拌下加入35kg有機(jī)顏料PR57:1納米級(jí)碳酸鈣3.5kg、納米級(jí)高嶺土3.5kg和抗沉降劑3.5kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；在高速分散機(jī)攪拌下，向粗水性色漿中加入合成蠟乳液3kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.3kg；分散60min后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果為：PH＝8.6，顏料份＝35％，粘度(涂-4杯)：19秒(25℃)；粒度：≤1μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
實(shí)施例5：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水31.5kg、分散劑5.5kg、消泡劑0.1kg，在高速攪拌下加入45kg有機(jī)顏料PB15:3、納米級(jí)碳酸鈣4.5kg、納米級(jí)高嶺土4.5kg和抗沉降劑4.5kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；在高速分散機(jī)攪拌下，向粗水性色漿中加入合成蠟乳液4kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.4kg；分散60min后送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的穩(wěn)定的高細(xì)度水性色漿。
色漿檢測(cè)結(jié)果為：PH＝8.6，顏料份＝35％，粘度(涂-4杯)：21秒(25℃)；
粒度：≤1μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
比較例1：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水45.0kg、分散劑6kg、消泡劑0.1kg，在高速攪拌下加入有機(jī)顏料PR57:1 35kg、納米級(jí)碳酸鈣3.5kg、納米級(jí)高嶺土3.5kg和抗沉降劑3.5kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度＜1μm；在高速分散機(jī)攪拌下，向該水性色漿中加入合成蠟乳液3kg和水性鈦酸酯偶聯(lián)劑0.4kg；分散60min，得到粒度≤1μm的高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果為：PH＝8.6，顏料份＝35％，粘度(涂-4杯)：24秒(25℃)；粒度：≥10μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
比較例2：
在配有高速分散機(jī)的混合缸中加入無離子水45.0kg、分散劑6kg、消泡劑0.1kg，在高速攪拌下加入有機(jī)顏料PR57:1 35kg、納米級(jí)碳酸鈣3.5kg、納米級(jí)高嶺土3.5kg和抗沉降劑3.5kg，分散60min，得到顏料水分散體；將該顏料水分散體送入臥式砂磨機(jī)研磨至粒度≤50μm，得到粗水性色漿；送入高壓勻質(zhì)機(jī)，在100±5％MPa壓力下進(jìn)行顏料粒子的超細(xì)化處理，得到粒度≤1μm的高細(xì)度水性色漿。色漿檢測(cè)結(jié)果為：PH＝8.6，顏料份＝35％，粘度(涂-4杯)：25秒(25℃)；粒度：≥20μm(放置30天后)，穩(wěn)定性＝室溫放置30天不分層。
1.一種高細(xì)度水性色漿，其特征是由顏料、水性分散劑、水性消泡劑、水性偶聯(lián)劑、合成蠟乳液、納米級(jí)碳酸鈣、納米級(jí)高嶺土、抗沉降劑及無離子水經(jīng)分散、研磨、高壓勻質(zhì)、表面處理工藝過程得到，其重量百分比組成為：
水性分散劑為聚丙烯酸類陰離子表面活性劑：非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚的重量比為2:1的組合物；水性偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所說高細(xì)度水性色漿，其特征是顏料是無機(jī)顏料鈦白粉或炭黑，或者是有機(jī)顏料永固黃PY14寶紅PR57:1或酞菁藍(lán)PB15:3。
3.如權(quán)利要求1所說高細(xì)度水性色漿，其特征是水性消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。
4.如權(quán)利要求1所說高細(xì)度水性色漿，其特征是合成蠟乳液為非離子聚烯烴蠟乳液。
5.如權(quán)利要求1所說高細(xì)度水性色漿，其特征是納米級(jí)碳酸鈣和納米級(jí)高嶺土為經(jīng)過表面處理后的商品化產(chǎn)品，初始粒度≤200納米。
6.一種高細(xì)度水性色漿的制備方法，其特征是高細(xì)度水性色漿由顏料、水性分散劑、水性消泡劑、水性偶聯(lián)劑、合成蠟乳液、納米級(jí)碳酸鈣、納米級(jí)高嶺土、抗沉降劑及無離子水經(jīng)分散、研磨、高壓勻質(zhì)、表面處理工藝過程得到，其重量百分比組成為：
水性分散劑為聚丙烯酸類陰離子表面活性劑：非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚的重量比為2:1的組合物；水性偶聯(lián)劑為鈦酸酯類偶聯(lián)劑；用高壓勻質(zhì)機(jī)在100MPa壓力下使顏料粒子以500～1000m/s高速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的空穴效應(yīng)和高剪切力，將顏料顆粒破碎成≤1μm的極細(xì)微粒；所形成極細(xì)微粒的高活性表面直接同體系中所含有的水性鈦酸酯偶聯(lián)劑和合成蠟乳液作用，形成包覆，使高細(xì)度得到穩(wěn)定。
7.如權(quán)利要求6所說高細(xì)度水性色漿的制備方法，其特征是顏料是無機(jī)顏料鈦白粉或炭黑，或者是有機(jī)顏料永固黃PY14寶紅PR57:1或酞菁藍(lán)PB15:3。
8.如權(quán)利要求6所說高細(xì)度水性色漿的制備方法，其特征是水性消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。
9.如權(quán)利要求6所說高細(xì)度水性色漿的制備方法，其特征是合成蠟乳液為非離子聚烯烴蠟乳液。
10.如權(quán)利要求6所說高細(xì)度水性色漿的制備方法，其特征是納米級(jí)碳酸鈣和納米級(jí)高嶺土為經(jīng)過表面處理后的商品化產(chǎn)品，初始粒度≤200納米。
