具有可再生材料的水基油墨制造技术

本文描述水基清漆和油墨，包含在水分散体中的高可再生碳含量聚酰胺和水不溶性颗粒材料。油墨和清漆具有稳定的粘度，也就是说，它们是在延长时间期限内显示很小至没有粘度变化的清漆和油墨。另外，油墨和清漆在延长时间期限内显示很小至没有沉降不溶性颗粒材料。水基清漆包括水性聚酰胺树脂分散体和选自水不溶性颗粒材料的添加剂，并且聚酰胺树脂的可再生碳含量≥50wt％。碳含量≥50wt％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可再生材料的水基油墨
[0001]本申请要求于2018年3月27日提交的美国临时专利申请序列号62/648,425的优先权，其全部内容出于所有目的并入本文作为参考。

技术介绍

[0002]水基油墨通常包含不溶于水的材料，例如颗粒状材料。随着时间的流逝，水不溶性材料可能会从油墨中沉降出来，从而在容器底部形成沉降。沉降可发生在制造和印刷之间。可易于沉降的水不溶性颗粒材料包括高分子量的多糖(例如淀粉、改性淀粉、改性多糖，它们在25℃时不溶于水的比例大于10％和/或超过水的密度)、颜料和填充剂(例如碳酸钙)。
[0003]为了限制这种颗粒成分的沉降量，油墨组合物中已包含水基聚氨酯。除了淀粉和其他多元醇外，颜料和填料(如碳酸钙)也易于沉降。除聚氨酯外，水溶性聚酰胺还用作防沉降剂。
[0004]尽管水基油墨配方中使用了水溶性聚酰胺，但它们具有很高的酸值(≥100mgKOH/g。水溶性聚酰胺的高酸含量降低可与分子间氢键合的R-N-H含量，因此这些试剂在防止沉降方面不那么有效。另一方面，溶剂基聚酰胺通常具有低酸值(≤10mgKOH/g)。
[0005]由于包含聚氨酯而产生的缺点是最终粘度延迟，这妨碍了最佳的色彩匹配和生产粘度报告。当粘度增加到28/秒时，例如使用#2Signature Zahn杯测量的粘度为20/秒的油墨将具有与相同油墨不同的颜色。水性聚氨酯作为防沉降剂表现良好。然而，聚氨酯粘度增加发生在水基乳液中，该乳液包含结构类似于纱线球的高分子量乳液聚合物。如果乳液保持致密，则保持粘度。但是，水基聚氨酯结构是可移动的，并且高分子量的纱状结构可以在水基乳液中解缠，从而渗透到内层。然后，聚合物变成长的膨胀绳，从而使更多(粘度增加)可能的相互作用成为可能。相反，水不溶性水性分散体聚酰胺是不挠性和致密的，并且没有被渗透和散开的能力。
[0006]与现有技术中用作油墨成分的聚氨酯和其他丙烯酸类聚合物材料有关的另一个缺点是，它们是由化石燃料供应制成的，这消耗了地球的自然资源并污染了环境，并导致温室气体排放量增加。
[0007]近年来，油墨和涂料配方设计师以及使用油墨和涂料产品的行业一直在朝着环保的方向发展，以应对温室气体排放，并在可能的情况下避免使用一次性碳产品填充垃圾填埋场。油墨和涂料产品中使用的许多成分都是碳基的。一种更环保的方法是有利的，其中将由可再生碳源生产的有机成分包含在油墨和涂料产品中。
[0008]在水性印刷油墨行业中，长期以来一直需要高生物可再生含量(BRC)的替代品(化石衍生的丙烯酸树脂)。高生物可再生含量的材料在干燥和固化的薄膜中包含的可再生碳含量≥50wt％。优选地，BRC≥75wt％。

技术实现思路

[0009]本文描述水基清漆和油墨，包含在水分散体中的高可再生碳含量聚酰胺和水不溶性颗粒材料。油墨和清漆具有稳定的粘度，也就是说，它们是在延长时间期限内显示很小至
没有粘度变化的清漆和油墨。另外，油墨和清漆在延长时间期限内显示很小至没有沉降不溶性颗粒材料。
[0010]水基清漆包含水性聚酰胺树脂分散体和选自水不溶性颗粒材料的添加剂，其中聚酰胺树脂的可再生碳含量≥50wt％，并且油墨显示出水不溶性颗粒材料的较小沉降或可接受的沉降。可以通过进一步包含着色剂(例如颜料)由清漆制备油墨。颜料可以是水不溶性颗粒材料。
[0011]在一方面，根据本文所述的沉降测试确定较小沉降或可接受的沉降。
[0012]在另外方面，水基油墨和清漆还包含丙烯酸酯聚合物。
[0013]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂可溶于醇或醇与烃的共溶剂混合物，例如50重量％至90重量％的醇和10重量％至50重量％的共溶剂混合物。
[0014]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂可溶于C2至C6醇。
[0015]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂的固体含量为30重量％至60重量％，优选为35重量％至55重量％，更优选为40重量％至50重量％。
[0016]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂在25℃下的pH为6.5至9.5，优选为7.0至9.0，更优选为7.5至8.5。
[0017]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂具有300cps至20,000cps、优选375cps至575cps、更优选425cps至525cps(Brookfield#3，在20℃和50rpm下)的粘度。
[0018]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂的平均粒度为0.15微米至0.40微米，优选0.20微米至0.40微米，更优选0.25微米至0.35微米。
[0019]在另外方面，水不溶性颗粒材料是易于沉降并含有用于氢键合的可用氧的任何油墨添加剂。
[0020]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水不溶性颗粒材料是多糖、碳酸钙、颜料及其混合物。
[0021]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水不溶性颗粒材料是淀粉。
[0022]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水不溶性颗粒材料是氧化淀粉。
[0023]在另外方面，水基油墨和清漆中包含的水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂的可再生碳含量为50重量％至99重量％，优选60重量％至99重量％，更优选70重量％至99重量％，还更优选80重量％至99重量％
[0024]在另外方面，水性聚酰胺树脂分散体的聚酰胺树脂的可再生碳含量是基于所述水性聚酰胺树脂分散体的样品中存在的总碳，其中该可再生碳含量是根据ASTM D6866-18方法B(AMS)使用NIST标准参考材料(SRM)4990C确定的。
[0025]在另外方面，水基油墨中包含的着色剂是磷光颜料。这些磷光颜料可是水不溶性的，并可随着时间的流逝而沉降，其方式使得即使不是不可能，也很难重新混合油墨配方。
[0026]在另外方面，水基油墨中包含的着色剂是丙烯酸类分散体中的颜料。
[0027]在另外方面，水基油墨是苯胺印刷或凹版印刷油墨。
[0028]在另外方面，水基清漆或油墨在70
°
F下使用#2Signature Zahn杯，在确定粘度之前油墨或清漆样品存储在4盎司的玻璃罐中并摇动30秒测得的粘度至少保持18/秒至60/秒的降低粘度持续70天。
[0029]在另外方面，水基清漆或油墨、油墨或清漆基本上不沉降至少14天，优选至少50天，更优选至少70天，并且甚至更优选至少90天，以及甚至更优选一年。
[0030]在另外方面，水基清漆或油墨在配制后1小时到配制后70天显示粘度增加≤10％。
[0031]在另外方面，水基清漆或油墨在1小时到70天显示粘度增加≤5％。
[0032]在另外方面，从本文所述的水基清漆或油墨制备印刷产品，所述印刷产品包括印刷有所述水基清漆或油墨的基材。
[0033]水性分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.水基清漆，包含：水性聚酰胺树脂分散体和选自水不溶性颗粒材料的添加剂，其中所述聚酰胺树脂的可再生碳含量≥50％，并且所述聚酰胺树脂的存在减少所述水不溶性颗粒材料的沉降。2.权利要求1所述的水基清漆，还包含丙烯酸酯聚合物。3.权利要求1或2所述的水基清漆，其中所述聚酰胺树脂可溶于醇或醇与烃的共溶剂混合物。4.权利要求3所述的水基清漆，其中所述醇是C2至C6醇。5.前述任何一项权利要求所述的水基清漆，其中所述水性聚酰胺树脂分散体的固体含量为30重量％至60重量％，优选为35重量％至55重量％，更优选为40重量％至50重量％。6.前述任何一项权利要求所述的水基清漆，其中所述水性聚酰胺树脂分散体在25℃下的pH为6.5至9.5，优选为7.0至9.0，更优选为7.5至8.5。7.前述任何一项权利要求所述的水基清漆，其中所述水性聚酰胺树脂分散体具有300cps至20,000cps、优选375cps至575cps、更优选425cps至525cps的粘度。8.前述任何一项权利要求所述的水基清漆，其中所述水性聚酰胺树脂分散体的平均粒度为0.15微米至0.40微米，优选0.20微米至0.40微米，更优选0.25微米至0.35微米。9.前述任何一项权利要求所述的水基清漆，其中所述水不溶性颗粒材料选自多糖、碳酸钙及其混合物。10.权利要求9所述的水基清漆，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：太阳化学公司，
类型：发明
国别省市：