本发明涉及包装技术领域，具体涉及一种平板胶印油墨及其制备方法。
背景技术：
油墨的制造是一个复杂的化工工程，它的材料涉及了有机高分子合成和氧化还原，重氮化，置换反应，络合反应等化学变化。同时，涉及到力学、光学、彩色学、表面化学等学料。第一是各种颜料的制造和填充料的制造。第二是各种合成树脂的制造和各种类型的连结料的生产，将固体树脂溶解在植物油、矿油、溶剂介质中。第三是油墨的制造。这三个过程是相互关联的，互相影响的，缺一不可的。在胶印过程中，对油墨的质量要求也较高，不仅仅要求符合一定的粘性，还要具有一定的使用寿命以及颜色保持性，因此，油墨配方往往涉及多种原料成分，所用成分不一定，也导致油墨质量差异性明显。
中国发明专利申请CN 105504977 A公开了一种平板胶印油墨及其制备方法，由下列各组分按重量百分比制备而成：醇酸树脂25-30份、石油树脂10-25份、十六酸甲酯4-6份、松香酯3-5份、颜料15-20份、防沉剂1-3份、抗氧化剂0.4-0.6、丁醇1-2份和调墨油6-8份。本发明的油墨通过添加调墨油，使油墨生产时间短、成本低廉，色泽浅，无异味，有效提高油墨的干燥性，可以生物降解，能有效减少印刷中不可再生资源-矿物油的消耗，使用时能减少环境污染，环保化效果显著。但是，该技术方案主要是通过添加调墨油实现使油墨生产时间短、成本低廉，无异味和提高油墨的干燥性的。调墨油是一种有机高分子聚合物。颜料中加入调墨油，经压墨机碼压使颜料充分混合均匀，保证印出花纸的均匀性，然后加入溶剂调节颜料的稀稠度，便于印刷花纸和提高花纸的干燥速度，确保花纸质量。但是，调墨油在日常使用中，对于颜料的分散性是存在明显缺陷的，必然导致其印刷色泽过浅，严重影响印刷的均匀性。
技术实现要素：
本发明提供了一种平板胶印油墨及其制备方法，具有着色能力强、分散性好、干燥速度快、安全无毒和成本低廉的特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯20-30份、酚醛环氧丙烯酸酯10-30份、环氧化油丙酸酯4-6份、催干剂3-5份、颜料15-20份、偶联剂1-3份、抗氧化剂0.3-0.6份、分散剂1-2份和石墨烯6-8份。
进一步地，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯20-30份、酚醛环氧丙烯酸酯20-25份、环氧化油丙酸酯5份、催干剂4份、颜料15-20份、偶联剂2-3份、抗氧化剂0.3-0.6份、分散剂1-2份和石墨烯7份。
进一步地，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。石墨烯具有稳定性高、比表面积大和机械性能优秀的特点。通过添加石墨烯在油墨体系中，石墨烯形成油墨体系中，既充分利用了石墨烯比表面积大的特点保证了油墨体系分散的均匀性，又体现了其稳定好和机械性能优秀的特点，附着性能提高、耐磨性好、不易褪色，在强烈日光照射下，不易泛黄、变色、褪色。
进一步地，所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。
进一步地，所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。环氧树脂改性水性聚氨酯杂交乳液，其具体生产工艺为：将多元醇聚合物加入反应釜；加入多异氰酸酯；加入亲水性扩链剂；加入多羟基化合物、丙烯酸改性环氧树脂、丙烯酸酯单体、溶剂的共混分散液，在50～80℃条件下反应2～4小时得到环氧树脂改性聚氨酯树脂杂交乳液，具有粘度低，分散性好，储存稳定性好的特点，把环氧改性水性聚氨酯杂交乳液应用在油墨体系中，既有效保证了不同组分之间的分散性，也有效提升了油墨着色的稳定性。
进一步地，所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团，可以用于表面处理，有效保证了油墨体系不同组分之间的相互作用，既保证了油墨体系不同组分混合的均匀性，也保证了其着色稳定定。在生产油墨的研磨颜(填)料工序中，可直接投入计量的偶联剂，起到改善颜(填)料的分散性，缩短研磨时间，提高细度、亮度并降低粘度的明显效果。
进一步地，所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。纳米铜颗粒具有剪切力低、导热性好、延展性好和熔点低等特性，采用纳米铜作为抗氧化剂均匀分散在油墨体系中，可形成一种稳定的悬浮液，能有效地改善抗氧化效果。聚四氟乙烯(PTFE)分子被分布相当平滑的外层电子所包围，分子呈柱状流线型结构，分子间相互作用小，吸引力弱。这种结构从本质上决定了PTFE聚合物具有容易滑动的特性。在高温或高压下，PTFE粒子与金属表面发生反应生成金属氟化物，因此纳米铜和PTFE的符合材料体系作为抗氧化剂，既有效保证了油墨体系的均匀性，又较好地提升了油墨体系的稳定性，进一步强化其着色能力。
进一步地，所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液，不含有“三致”风险的金属钴，对环境和健康不良影响较小，用于氧化聚合催干型油墨中，即使在印刷墨层较厚的情况下，墨膜表面仍不易结皮和起皱。既加快了油墨的干燥速度，也提高了油墨印刷后的着色能力。，
进一步地，所述的分散剂为分散剂HY-304。分散剂HY-304采用特殊聚合工艺制备的高分子超分散剂。它有分子量低与分布窄等特性，对各种无机颜料和填料在水性体系中的分散有良好的效果。它具有用量少、泡沫少、黏度稳定等优点；应用在油墨体系中，不仅有效保证了油墨体系不同成分之间的均匀分散效果，进而有效提高干燥的速度，而且还有效提高了油墨印刷后的贮存稳定性。
一种平板胶印油墨的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
本发明的有益效果：
通过在油墨体系中添加石墨烯，充分发挥了其比表面积大的优势提高了油墨的着色能力；同时，通过加入偶联剂、分散剂，偶联剂、分散剂和其他成分协同作用，进一步保证了油墨体系分散的均匀性；不同体系成分之间彼此协同作用，有效保证了油墨体系的稳定性；整个油墨体系原料均采用无毒原料，既安全环保，又广泛易得有效降低了其生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。
实施例1
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯30份、酚醛环氧丙烯酸酯20份、环氧化油丙酸酯4份、催干剂5份、颜料17份、偶联剂1份、抗氧化剂0.6份、分散剂1.5份和石墨烯6份。
在本实施例中，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液。所述的分散剂为分散剂HY-304。
本实施例的油墨具体通过以下以下步骤制备：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
实施例2
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯25份、酚醛环氧丙烯酸酯10份、环氧化油丙酸酯6份、催干剂4份、颜料15份、偶联剂3份、抗氧化剂0.45份、分散剂1份和石墨烯8份。
进一步地，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯20-30份、酚醛环氧丙烯酸酯20-25份、环氧化油丙酸酯5份、催干剂4份、颜料15-20份、偶联剂2-3份、抗氧化剂0.3-0.6份、分散剂1-2份和石墨烯7份。
在本实施例中，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液。所述的分散剂为分散剂HY-304。
本实施例的油墨具体通过以下以下步骤制备：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
实施例3
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯20份、酚醛环氧丙烯酸酯30份、环氧化油丙酸酯5份、催干剂3份、颜料20份、偶联剂2份、抗氧化剂0.3份、分散剂2份和石墨烯7份。
在本实施例中，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液。所述的分散剂为分散剂HY-304。
本实施例的油墨具体通过以下以下步骤制备：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
实施例4
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯30份、酚醛环氧丙烯酸酯20份、环氧化油丙酸酯5份、催干剂4份、颜料20份、偶联剂2份、抗氧化剂0.6份、分散剂1份和石墨烯7份。
在本实施例中，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液。所述的分散剂为分散剂HY-304。
本实施例的油墨具体通过以下以下步骤制备：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
实施例5
一种平板胶印油墨，由下列各组分按重量份制备而成：聚氨酯20份、酚醛环氧丙烯酸酯25份、环氧化油丙酸酯5份、催干剂4份、颜料15份、偶联剂3份、抗氧化剂0.3份、分散剂2份和石墨烯7份。
在本实施例中，所述的石墨烯为球状、片状、管状、纤维状、螺旋状、三维状中的至少一种，其粒径范围为0.005微米-10000微米。所述的酚醛环氧丙烯酸酯为双酚A改性的酚醛环氧丙烯酸酯。所述的聚氨酯为环氧改性水性聚氨酯杂交乳液。所述的偶联剂为硅烷偶联剂或铝酸酯偶联剂。所述的抗氧化剂为纳米铜/PTFE复合材料。所述催干剂为配体3,7-二氮杂双环[3.3.1]壬烷与金属的氯化物的反应产物的混晶或固态溶液。所述的分散剂为分散剂HY-304。
本实施例的油墨具体通过以下以下步骤制备：将聚氨酯、酚醛环氧丙烯酸酯、环氧化油丙酸酯和催干剂混合均匀，然后颜料、偶联剂和抗氧化剂，混合均匀，最后加入分散剂和石墨烯混合均匀后采用砂磨机进行研磨，并得到细度小于5μm的油墨。
为了评估本发明所述油墨的技术效果，对实施例的产品分别进行性能测试，其结果如表1所示：
表1性能测试结果
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。