1.本发明涉及水性油墨上光油技术领域，尤其涉及一种水性凹版预印光油及其制备方法。


背景技术：

2.上光油是用于印刷纸品上的一种装饰和保护型涂层，上光不仅可以增强光亮、保护印刷图文，而且不影响纸张的回收再利用，可节省资源、保护环境。因此，上光油被广泛地应用在包装印刷品的表面加工。
3.预印光油是预印产品的最后一道印刷工序，也是尤为重要的一道保护屏障，预印产品上光油的目的是为了保护印刷品的色彩、图案，经高温纸板线时印品表面不脱花，不被磨损。传统的凹版预印光油多为溶剂型光油及uv光油，所用溶剂型光油含有大量挥发性有机化合物(vocs)，vocs排放到空气中，会产生严重的温室效应、形成光化学烟雾等，造成环境污染。而且凹版印刷速度快，必须使用挥发性强的快干光油，还需要加热进行干燥才能满足印刷要求，导致化学废弃物排放量巨大，影响印刷车间的空气质量，并且危害接触者的身体健康。由于uv光油工艺复杂，对机器性能要求较高，并且设备投资成本高，uv光油的价格也偏高，目前多用于高档纸盒的上光。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种水性凹版预印光油，该水性凹版预印光油具有低vocs、耐醇稀释、耐高温、耐摩擦、干燥速度快，光泽高，抗湿粘连的特性。
5.本发明的另一目的在于提供一种水性凹版预印光油制备方法，该方法易于控制，生产成本低，生产出的水性凹版预印光油印刷适应性好，经济实用环保。
6.本发明的目的通过下述技术方案予以实现：
7.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
8.成膜耐高温苯丙乳液15-25％；软质成膜耐高温苯丙乳液10-20％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液35-50％；快干型改性马来酸酐树脂液a10-20％；去离子水3-7％；乙醇3-7％；蜡分散体3-5％；蜡粉1-2％；消泡剂0.01％-0.05％；流平剂0.5-1％；耐高温交联助剂1％-2％。
9.进一步的，所述乙醇的浓度为70-90wt％。更进一步的，所述乙醇的浓度为75wt％。
10.进一步的，所述快干型改性马来酸酐树脂液a，按重量百分比计，包括以下组分：
11.苯乙烯-马来酸酐树脂18-25％；氨水8-15％；去离子水55-65％；异丙醇10-20％，消泡剂0.01％-0.05％。
12.进一步的，所述氨水的浓度为15-25wt％。更进一步的，所述氨水的浓度为20wt％。
13.进一步的，所述成膜耐高温苯丙乳液的tg为20-30℃，最低成膜温度＜0℃，固含量为30-34％，酸值为200-210，分子量＞200000，耐高温160-180℃。
14.进一步的，所述软质成膜耐高温苯丙乳液的tg＜-10℃，最低成膜温度＜5℃，分子量＞200000，固含量为37-41％，酸值为110-120，总voc≤0.3wt％。
15.进一步的，所述硬质不成膜耐高温苯丙乳液的tg为100℃-110℃，最低成膜温度＞85℃，固含量为40-45％，耐高温＞200℃。
16.进一步的，所述苯乙烯-马来酸酐树脂的tg为150-160℃，酸值为470-500，重均分子量为4500-5500。
17.进一步的，所述蜡分散体为聚四氟乙烯蜡分散体。所述聚四氟乙烯蜡分散体的熔点为300-330℃，固含量为50-55％。
18.进一步的，所述蜡粉为球形微粉化聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡，所述聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡的滴熔点为125-140℃，粒径为6-8μm。
19.进一步的，所述耐高温交联助剂为锌基交联剂或氮丙啶。
20.进一步的，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物。
21.本发明的另一目的通过下述技术方案予以实现：一种水性凹版预印光油的制备方法，包括以下步骤：
22.(1)反应釜中加入去离子水，开启搅拌，搅拌速度为800-1000转/min，向反应釜中缓慢添加苯乙烯-马来酸酐固体树脂，分散10-20min，将氨水抽到高位槽缓慢滴加，全部加完共计用时40-60min，待氨水加入完成后，投入异丙醇，升温到50-70℃持续搅拌直至到固体完全溶解，降温，待温度降至40℃以下添加消泡剂，过滤出料，制得快干型改性马来酸酐树脂液a；
23.(2)按比例添加成膜耐高温苯丙乳液、软质成膜耐高温苯丙乳液、硬质不成膜耐高温苯丙乳液至配料缸中，搅拌机转速为300-500转/min，搅拌5-10min，缓慢加入快干型改性马来酸酐树脂液a，搅拌3-5min后，按配方比例缓慢添加蜡乳液、蜡粉、消泡剂、流平剂，分散机转速调节至600-800转/min，搅拌20-30min，加入耐高温交联助剂持续分散，最后将75％乙醇与水混合后加入配料缸，分散均匀后制得水性凹版预印光油。
24.进一步的，所述水性凹版预印光油的制备方法还包括步骤(3)：对水性凹版预印光油进行检测ph、耐磨、耐高温、光泽、初干性，检测合格后包装。
25.本发明的有益效果在于：本发明水性凹版预印光油以水为溶剂，大量减少有机溶剂的挥发，无色、无味、无有机挥发物，解决传统凹版预印上光油的环境污染问题，低vocs含量，不易燃易爆，可以有效大大降低工人使用过程中的安全事故危险；耐高温、耐摩擦性能好，可以有效改善凹版预印光油过纸板线脱花问题。具有干燥速度快、光泽高，耐醇稀释，抗湿粘连等特点。水性光油成本低、材料来源广，使用操作简洁，只需加水调节，不需要其他溶剂，且价格低廉，在客户使用过程中，主要使用水和乙醇，将大量节省有机溶剂的使用费用，并且通过水及乙醇回收使用从而大大降低成本。该制备方法易于控制，生产成本低，生产出的水性凹版预印光油印刷适应性好，经济实用环保。
具体实施方式
26.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
27.在本发明的一种典型实施例中，一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以
下组分：
28.成膜耐高温苯丙乳液15-25％；软质成膜耐高温苯丙乳液10-20％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液35-50％；快干型改性马来酸酐树脂液a10-20％；去离子水3-7％；75％乙醇3-7％；蜡分散体3-5％；蜡粉1-2％；消泡剂0.01％-0.05％；流平剂0.5-1％；耐高温交联助剂1％-2％。
29.进一步的，所述快干型改性马来酸酐树脂液a，按重量百分比计，包括以下组分：
30.苯乙烯-马来酸酐树脂18-25％；20％氨水8-15％；去离子水55-65％；异丙醇10-20％，消泡剂0.01％-0.05％。
31.进一步的，所述成膜耐高温苯丙乳液的tg为20-30℃，最低成膜温度＜0℃，固含量为30-34％，酸值为200-210，分子量＞200000，耐高温160-180℃。所述成膜耐高温苯丙乳液与乙醇异丙醇相容性好，耐刮擦、耐摩擦，有助于提高光油耐高温、耐摩擦性能。所述成膜耐高温苯丙乳液优选但不限于为joncryl 660dpm。
32.进一步的，所述软质成膜耐高温苯丙乳液的tg＜-10℃，最低成膜温度＜5℃，分子量＞200000，固含量为37-41％，酸值为110-120，总voc 0.3wt％。所述软质成膜耐高温苯丙乳液具有优异的耐热摩擦性，与乙醇异丙醇相容性好，有助于提高光油耐高温、耐热摩损性能，适合制备耐热摩擦的瓦楞纸箱预印光油。所述软质成膜耐高温苯丙乳液优选但不限于为joncryl 1695。
33.进一步的，所述硬质不成膜耐高温苯丙乳液的tg为100℃-110℃，最低成膜温度＞85℃，固含量40-45％，耐高温＞200℃，所述硬质不成膜耐高温苯丙乳液有助于提高光油快干，耐醇稀释，抗湿粘连(抗水粘及抗啤酒粘)的特性，且使其有良好的光泽度。所述硬质不成膜耐高温苯丙乳液优选但不限于为ascentpoly f-1688。
34.本发明通过使用上述三种乳液复配，并与其余各原料相配合，使制得的水性凹版预印光油适用于凹版印刷，且具有良好的耐醇稀释的特性。
35.进一步的，所述苯乙烯-马来酸酐树脂的tg为150-160℃，酸值为470-500，重均分子量为4500-5500。所述苯乙烯-马来酸酐树脂具有光泽高，耐热性佳，提供光泽、提高耐高温特性，添加于水性凹版预印光油体系中，可与其他原料实现良好的配合，有助于提高水性凹版预印光油耐热性能，并使其具有良好的光泽性。所述苯乙烯-马来酸酐树脂优选但不限于为sma 1000。
36.进一步的，所述蜡分散体为聚四氟乙烯蜡分散体。所述聚四氟乙烯蜡分散体的熔点为300-330℃，固含量为50-55％。所述聚四氟乙烯蜡分散体耐摩擦，耐高温，其添加于水性凹版预印光油体系中，在体系中分散均匀，有助于提升水性凹版预印光油体系的耐摩擦性和耐高温性能，且不影响于水性凹版预印光油的光泽，使制得的水性凹版预印光油综合性能优越。
37.进一步的，所述蜡粉为球形微粉化聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡，所述聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡的滴熔点为125-140℃，粒径为6-8μm。所述聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡在体系中分散均匀，使水性凹版预印光油具有优异的耐磨性、抗划伤及抗回粘特性。所述蜡粉优选为pew-0678af。
38.进一步的，所述耐高温交联助剂为锌基交联剂或氮丙啶。通过采用上述耐高温交联助剂，可提高光油的交联度，增加耐高温特性。
39.进一步的，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物。该共聚物为非离子表面活性剂中的一种，上述流平剂具有良好的润湿、流平作用，有助于水性凹版预印光油使用时形成平整、光滑、均匀的涂膜。所述流平剂优选但不限于为tego 450。
40.在本发明的一种典型实施方式中，一种水性凹版预印光油的制备方法，包括以下步骤：
41.(1)反应釜中加入去离子水，开启搅拌，搅拌速度为800-1000转/min，向反应釜中缓慢添加苯乙烯-马来酸酐固体树脂，分散10-20min，将氨水抽到高位槽缓慢滴加，全部加完共计用时40-60min，待氨水加入完成后，投入异丙醇，升温到50-70℃持续搅拌直至到固体完全溶解，降温，待温度降至40℃以下添加消泡剂，过滤出料，制得快干型改性马来酸酐树脂液a。
42.(2)按比例添加成膜耐高温苯丙乳液、软质成膜耐高温苯丙乳液、硬质不成膜耐高温苯丙乳液至配料缸中，搅拌机转速为300-500转/min，搅拌5-10min，缓慢加入快干型改性马来酸酐树脂液a，搅拌3-5min后，按配方比例缓慢添加蜡乳液、蜡粉、消泡剂、流平剂，分散机转速调节至600-800转/min，搅拌20-30min，加入耐高温交联助剂持续分散，最后将75％乙醇与水混合后加入配料缸，分散均匀后制得水性凹版预印光油。
43.(3)检测ph、耐磨、耐高温、光泽、初干性，检测合格后包装。
44.本发明制得的水性凹版预印光油以水为溶剂，大量减少有机溶剂的挥发，无色、无味、无有机挥发物，解决传统凹版预印上光油的环境污染问题，低vocs含量，不易燃易爆，可以有效大大降低工人使用过程中的安全事故危险；水性凹版预印光油耐高温、耐摩擦性能好，可以有效改善凹版预印光油过纸板线脱花问题。具有干燥速度快、光泽高，耐醇稀释，抗湿粘连等特点；水性光油成本低、材料来源广，使用操作简洁，只需加水调节，不需要其他溶剂，且价格低廉，在客户使用过程中，主要使用水和乙醇，将大量节省有机溶剂的使用费用，并且通过水及乙醇回收使用从而大大降低成本。所述水性凹版预印光油的制备方法易于控制，生产成本低，生产出的水性凹版预印光油印刷适应性好，经济实用环保。
45.实施例1
46.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
47.成膜耐高温苯丙乳液15％；软质成膜耐高温苯丙乳液15％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液40％；快干型改性马来酸酐树脂液a15％；去离子水3％；75％乙醇5％；蜡分散体4％；蜡粉1.45％；消泡剂0.05％；流平剂0.5％；耐高温交联助剂1％。
48.进一步的，所述的快干型改性马来酸酐树脂液a，按重量百分比计，包括以下组分：
49.苯乙烯-马来酸酐树脂20％；20％氨水10％；去离子水54.975％；异丙醇15％，消泡剂0.025％。
50.进一步的，所述成膜耐高温苯丙乳液为joncryl 660dpm；所述软质成膜耐高温苯丙乳液为joncryl 1695，tg为-50℃，最低成膜温度＜5℃，分子量＞200000，固含量为39.2％，酸值为120，总voc 0.3wt％。
51.进一步的，所述硬质不成膜耐高温苯丙乳液为ascentpoly f-1688。
52.进一步的，所述苯乙烯-马来酸酐树脂为sma 1000，tg为155℃，酸值为480，重均分子量为5500。
53.进一步的，所述蜡分散体为聚四氟乙烯蜡分散体，熔点320℃，固含量为55％。
54.进一步的，所述蜡粉为球形微粉化聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡，所述聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡采用pew-0678af，滴熔点为126℃，粒径为6-8μm。
55.进一步的，所述的耐高温交联助剂为氮丙啶。所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物，流平为tego 450。
56.一种水性凹版预印光油的制备方法，包括以下步骤：
57.(1)反应釜中加入去离子水，开启搅拌，搅拌速度为900转/min，向反应釜中缓慢添加苯乙烯-马来酸酐固体树脂，分散15min，将氨水抽到高位槽缓慢滴加，全部加完共计用时50min，待氨水加入完成后，投入异丙醇，升温到60℃持续搅拌直至到固体完全溶解，降温，待温度降至40℃以下添加消泡剂，过滤出料，制得快干型改性马来酸酐树脂液a。
58.(2)按比例添加成膜耐高温苯丙乳液、软质成膜耐高温苯丙乳液、硬质不成膜耐高温苯丙乳液至配料缸中，搅拌机转速为400转/min，搅拌7min，缓慢加入快干型改性马来酸酐树脂液a，搅拌4min后，按配方比例缓慢添加蜡乳液、蜡粉、消泡剂、流平剂，分散机转速调节至700转/min，搅拌25min，加入耐高温交联助剂持续分散，最后将75％乙醇与水混合后加入配料缸，分散均匀后制得水性凹版预印光油。
59.(3)检测ph、耐磨、耐高温、光泽、初干性，检测合格后包装。
60.实施例2
61.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
62.成膜耐高温苯丙乳液16％；软质成膜耐高温苯丙乳液13％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液48.5％；快干型改性马来酸酐树脂液a10％；去离子水3％；75％乙醇3％；蜡分散体3％；蜡粉1.2％；消泡剂0.05％；流平剂0.75％；耐高温交联助剂1.5％。
63.本实施例的其余内容与实施例1相同，此处不再赘述。
64.实施例3
65.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
66.成膜耐高温苯丙乳液22％；软质成膜耐高温苯丙乳液12％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液36％；快干型改性马来酸酐树脂液a16％；去离子水4％；75％乙醇4％；蜡分散体3.4％；蜡粉1％；消泡剂0.03％；流平剂0.57％；耐高温交联助剂1％。
67.本实施例的其余内容与实施例1相同，此处不再赘述。
68.实施例4
69.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
70.成膜耐高温苯丙乳液17％；软质成膜耐高温苯丙乳液16％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液35％；快干型改性马来酸酐树脂液a17％；去离子水4％；75％乙醇5％；蜡分散体3％；蜡粉：1％；消泡剂0.02％；流平剂0.5％；耐高温交联助剂1.48％。
71.本实施例的其余内容与实施例1相同，此处不再赘述。
72.实施例5
73.一种水性凹版预印光油，按重量百分比计，包括以下组分：
74.成膜耐高温苯丙乳液21％；软质成膜耐高温苯丙乳液18％；硬质不成膜耐高温苯丙乳液33％；快干型改性马来酸酐树脂液a13％；去离子水4％；75％乙醇4％；蜡分散体3.5％；蜡粉：1.5％；消泡剂0.03％；流平剂0.5％；耐高温交联助剂1.47％。
75.本实施例的其余内容与实施例1相同，此处不再赘述。
76.对比例1
77.本对比例与实施例1的区别在于：
78.本对比例未加入重量百分比为15％的软质成膜耐高温苯丙乳液，用去离子水代替。
79.对比例2
80.本对比例与实施例2的区别在于：
81.本对比例未加入重量百分比为48.5％的硬质不成膜耐高温苯丙乳液，用去离子水代替。
82.对比例3
83.本对比例与实施例3的区别在于：
84.本对比例未加入重量百分比为22％的成膜耐高温苯丙乳液，用去离子水代替。
85.对比例4
86.本对比例与实施例4的区别在于：
87.本对比例未加入重量百分比为17％的快干型改性马来酸酐树脂液a，用去离子水代替。
88.对比例5
89.本对比例与实施例5的区别在于：
90.本对比例未加入重量百分比为1.5％的蜡粉，用去离子水代替。
91.5个实施例和5个对比例的组分含量对照如下表所示：
[0092][0093]
分别取上述实施例和对比例的光油制样，制样方法如下：
[0094]
纸材选用轻涂纸；展色轮选用300l手展轮；底墨选用水性预印大红；用300l展色轮将光油上在展好底墨的轻涂纸上，室温放置5-10min后，待光油样干燥后进行性能测试。
[0095]
对上述进行耐高温、耐磨、光泽、ph、初干性、抗啤酒粘、抗啤酒粘测试，测试方法如
下：
[0096]
耐温测试：电熨斗温度设定200℃，将展样裁剪成30cm*6cm放置在瓦楞纸板上，在上方覆盖一张a4纸，匀速推动电熨斗快速通过展样，熨斗与展样接触时间约为1s，观察展样表面擦花、刮花及脱色情况，温度以10度为梯度依次减少测试，直至展样表面无擦花、无脱色确定为最高耐温温度。
[0097]
耐磨测试：用qd-3031油墨耐磨试验仪，压力为4磅，摩擦次数400次，将展样裁成25cm*6cm放置在抗磨仪上固定，a4纸裁成20cm*5cm固定在摩擦滑块上，加砝码加重，压力为4磅，设定摩擦次数400次，测试后观察a4纸表面浮色情况及展样表面脱色情况，脱色程度越少光油的耐磨性越好。
[0098]
光泽：用bdg 512/s光泽仪，按gb/t 13217.2进行试验。
[0099]
ph：用phs-3b精密ph仪，按qb/t 2825进行试验。
[0100]
初干性：100μm细度板按，gb/t 13217.5进行试验。
[0101]
抗湿粘(抗水粘、抗啤酒粘)：将展样裁成12cm*6cm小方块，用滴管分别在展样光油面滴1-2ml水/啤酒后对折，光油面对光油面，置于瓦楞纸箱上，用2kg重物压在测试样上，室温放置24h后观察测试结果，不粘连为抗湿粘效果好。
[0102]
测试结果如下：
[0103][0104]
根据上述测试结果，通过对比例1与实施例1对比可知，本发明通过在水性凹版预印光油体系中加入软质成膜耐高温苯丙乳液成分并与其他原料相配合，可以使得水性凹版预印光油具有更好的耐高温、耐磨性能，水性凹版预印光油良好的光泽度和初干性，并提高了光油的抗湿粘效果；通过对比例2与实施例2对比可知，通过在水性凹版预印光油体系中加入硬质不成膜耐高温苯丙乳液成分，能提升光油耐高温和耐磨特性，提供了较明显的光泽度，显著的初干性和明显的抗湿粘效果；通过对比例3与实施例3对比可知，通过在水性凹版预印光油体系中加入成膜耐高温苯丙乳液成分，有助于提升光油的耐高温和耐磨特性，使得光油具有良好的光泽度和初干性，并进一步提升了抗湿粘效果；通过对比例4与实施例4对比可知，通过加入快干型改性马来酸酐树脂液a，并与其他原料相配合，有助于提高水性凹版预印光油耐高温性能、光泽度和初干性。通过对比例5与实施例5对比可知，通过加入蜡粉，并与其他原料相配合，有助于提高水性凹版预印光油耐高温、耐磨性能，提高了光泽度、初干性以及提高了抗湿粘效果。
[0105]
本发明的水性凹版预印光油通过将成膜耐高温苯丙乳液、软质成膜耐高温苯丙乳液和硬质不成膜耐高温苯丙乳液复配，并与快干型改性马来酸酐树脂液a、蜡粉等其他原料相配合，使制得的该水性凹版预印光油具有低vocs、干燥速度快，光泽高的优点，且具有优
异的耐醇稀释性、耐高温性能、耐摩擦性能和抗湿粘连的特性。
[0106]
上述的具体实施例是对本发明技术方案和有益效果的进一步说明，并非对实施方式的限定。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。