本发明属于油墨颜料领域，涉及一种水性油墨蓝色颜料及其制备方法和应用。
背景技术：
pvc彩膜是重要的装饰材料，它广泛应用于壁纸、地板以及高档装修的领域。pvc彩膜除了在基材本身印刷外，在印刷了油墨的彩膜之上，还要压上一层覆膜。在pvc彩膜的印刷过程，不仅要求彩膜印刷精确，颜色完美，而且要求印刷彩膜图案后，带有图案的彩膜可以与上层的覆膜具有良好的粘结性，因此，在油墨设计过程中，一方面，要考虑油墨与pvc基材结合，还要兼顾印刷油墨后的彩膜与上层覆膜具有良好的粘结力；另一方面，要求与其他颜色具有可调性，分散性好。
酞菁蓝颜料为油墨三原色之一，它是调节色调的基本原始物质，但是在水性体系和pvc体系中，受到与pvc结合力以及与亲水性的限制，如果亲水性太好与pvc结合力变差，如果与pvc结合力太好，又导致与亲水性性能劣化，如果既能使酞菁蓝颜料既保持与pvc结合力，有保持一定的亲水性，是一个具有十分挑挑战性的技术难题。
油墨分为水性和油性，油性油墨的与覆膜的结合的较好，调色的准确性也更高，但是它采用了有机溶剂，对环境污染很严重。随着环保要求的提高，pvc油墨也逐渐要求水性化，在水性化过程中，水性油墨中的颜料分布色点边缘变得的不规则，印刷出来的墨点边缘不规则，甚至出现了渗色现象，同时会影响调色精确性。这是因为水性油墨的连接料含有很多亲水性基团，导致与原料的颜料相容性变差，容易使颜料分散过程中，出现团聚，造成油墨颜色色点混合不均匀，导致印刷产品鲜影性劣化，使水性油墨印刷出来的产品质量变差。
在水性油墨的制备中，酞菁蓝是制备三原色中蓝色颜料的主要品种，有色泽鲜艳、着色力强、性能稳定、耐光耐热、耐溶剂性好等特点，被广泛应用于涂料、油墨等行业，但不溶于水，分散性差，调色不准确、粘结力差，亲水性极差，会出现粘结团聚现象。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种用于水性油墨的蓝色颜料。具体技术方案如下：
一种用于水性油墨的蓝色颜料，由酞菁蓝和包覆在酞菁蓝表面的包覆材料组成，所述酞菁蓝和包覆材料的质量比为15～25:1，所述包覆材料的结构式如下：
优选地，所述包覆材料的分子量为30-40万。
本发明的目的之二是提供所述用于水性油墨的蓝色颜料的制备方法。具体技术方案如下：
一种用于水性油墨的蓝色颜料的制备方法，包括以下步骤：称量氯化聚烯烃、对苯二胺和马来酸酐，混合均匀后，加热到100～110℃，边加热边搅拌，搅拌速度为200～500r/min，反应3～5小时后冷却即可得到所述包覆材料，所述氯化聚烯烃、马来酸酐和对苯二胺的质量比为5～8:1.5～2:1；将得到的包覆材料与酞菁蓝按照质量比15～25:1混合，然后120～140℃温度下挤出，即可得到所述蓝色颜料。
优选地，所述氯化聚烯烃的含氯量为20～30％。
优选地，所述蓝色颜料的粒径为0.5-5μm。
本发明的目的之三是提供所述用于水性油墨的蓝色颜料的使用方法。具体技术方案如下：
一种用于水性油墨的蓝色颜料的使用方法，步骤是：将所述蓝色颜料和连结料按照质量比5～10:1混合搅拌成浆状物，研磨1-5小时，得到悬浮胶体状的所述水性油墨；其中所述连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物的混合物，其混合质量比为树脂粉末混合物：环保溶剂混合物＝3:2；其中所述树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物，所述环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3混合的混合物。
本发明的有益效果：
酞菁蓝表面极性很低，不易与普通的分散剂粘结，会使体系离子团聚沉淀。本发明所得改性的水性油墨蓝色颜料应用于水性油墨，可使其具有良好的分散性、调色准确性、粘结性、亲水性，不易团聚沉淀，从而具有良好的出墨稳定性和颜色均匀性。该水性油墨用于pvc彩膜，可解决普通酞菁蓝颜料在pvc水性油墨中颜料分散性差、相容性差以及与pvc基材以及覆膜结合力差的问题，使印刷的色彩精确性、粘合力抗撕拉性都达到了更好的效果。
具体实施方式
实施例1
称量100克氯化聚乙烯，20克对苯二胺，30克马来酸酐，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到105℃，搅拌速度为300r/min，反应时间为4小时，冷却获得氯化聚乙烯改性树脂(即包覆材料)，将得到的氯化聚乙烯改性树脂与酞菁蓝混合，混合质量比是20:1，然后于130℃条件下在双螺杆机器上挤出，制备出粒径为0.5-5μm的用于水性油墨的蓝色颜料。
将配好的蓝色颜料和连结料加以搅拌成浆状物，再用高速三位摆震球磨机研磨分散2小时，最终成为悬浮胶体状的水性油墨。(连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物，其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物；环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3的混合物；蓝色颜料和连结料的质量比为7:1。)
实施例2
称量1000克氯化聚乙烯，200克对苯二胺，300克马来酸酐，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到100℃，搅拌速度为300r/min，反应时间为3小时，冷却获得氯化聚乙烯改性树脂(即包覆材料)，将得到的氯化聚乙烯改性树脂与酞菁蓝混合，混合质量比是25:1，然后于140℃条件下在双螺杆机器上挤出，制备出粒径为0.5-5μm的用于水性油墨的蓝色颜料。
将配好的蓝色颜料和连结料加以搅拌成浆状物，再用高速三位摆震球磨机研磨细分散2小时，最终成为悬浮胶体状的水性油墨。(连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物，其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物；环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3的混合物；蓝色颜料和连结料的质量比为7:1。)
实施例3
称量50克氯化聚乙烯，10克对苯二胺，15克马来酸酐，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到110℃，搅拌速度为300r/min，反应时间为5小时，冷却获得氯化聚乙烯改性树脂(即包覆材料)，将得到的氯化聚乙烯改性树脂与酞菁蓝混合，混合质量比是15:1，然后于120℃条件下在双螺杆机器上挤出，制备出粒径为0.5-5μm的用于水性油墨的蓝色颜料。
将配好的蓝色颜料和连结料加以搅拌成浆状物，再用高速三位摆震球磨机研磨细分散2小时，最终成为悬浮胶体状的水性油墨。(连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物，其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物；环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3的混合物；蓝色颜料和连结料的质量比为7:1。)
实施例4
称量80千克氯化聚乙烯，10克对苯二胺，20克马来酸酐，混合均匀后，加入到带有搅拌装置的反应釜，然后加热到108℃，搅拌速度为300r/min，反应时间为4小时，冷却获得氯化聚乙烯改性树脂(即包覆材料)，将得到的氯化聚乙烯改性树脂与酞菁蓝混合，混合质量比是18:1，然后于125℃条件下在双螺杆机器上挤出，制备出粒径为0.5-5μm的用于水性油墨的蓝色颜料。
将配好的蓝色颜料和连结料加以搅拌成浆状物，再用高速三位摆震球磨机研磨细分散2小时，最终成为悬浮胶体状的水性油墨。(连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物，其中，树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物；环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3的混合物；蓝色颜料和连结料的质量比为7:1。)
实施例5性能测试
将实施例1-4制成的水性油墨和市售蓝色水性油墨，进行性能测试。
(1)出墨稳定性测试
喷墨打印机em-930c中填充由实施例1-4所获得的各水性油墨和市售蓝色水性油墨，并从抽吸盖将喷出头卸下并放置一日。放置后实施一次清洁，并使整个连续印刷20页，从而基于以下的基准对印刷遗漏、飞行偏离的喷嘴数量进行判断。评价基准如下：
a：遗漏、飞行偏离为0喷嘴
b：遗漏、飞行偏离为1～5喷嘴
c：遗漏、飞行偏离为6喷嘴以上；
(2)干燥后颜色均匀性测试
称取同样重量的实施例1-4所得油墨和市售蓝色水性油墨，采用同样工艺于棉类、纸张、塑料等上进行喷墨打印，并于同一印刷温度下干燥，比较色彩均一性以及褶皱性；印刷时，通常干燥温度设置为60-90℃，优选为85℃。评价基准如下：
a1：颜色分布均匀、无褶皱；
b1：颜色分布不均匀、存在褶皱。
评价试验的结果示于下述表1。
表1性能测试结果
本发明所得改性的水性油墨蓝色颜料应用于水性油墨，可使其具有良好的出墨稳定性和颜色均匀性。
技术特征：
1.一种用于水性油墨的蓝色颜料，其特征在于，由酞菁蓝和包覆在酞菁蓝表面的包覆材料组成，所述酞菁蓝和包覆材料的质量比为15～25:1，所述包覆材料的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的用于水性油墨的蓝色颜料，其特征在于，所述包覆材料的分子量为30-40万。
3.一种如权利要求1或2所述的用于水性油墨的蓝色颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称量氯化聚烯烃、对苯二胺和马来酸酐，混合均匀后，加热到100～110℃，边加热边搅拌，搅拌速度为200～500r/min，反应3～5小时后冷却即可得到所述包覆材料，所述氯化聚烯烃、马来酸酐和对苯二胺的质量比为5～8:1.5～2:1；将得到的包覆材料与酞菁蓝按照质量比15～25:1混合，然后120～140℃温度下挤出，即可得到所述蓝色颜料。
4.根据权利要求3所述的用于水性油墨的蓝色颜料的制备方法，其特征在于，所述氯化聚烯烃的含氯量为20～30％。
5.根据权利要求3所述的用于水性油墨的蓝色颜料的制备方法，其特征在于，所述蓝色颜料的粒径为0.5-5μm。
6.一种如权利要求1或2所述的用于水性油墨的蓝色颜料的使用方法，其特征在于，步骤是：将所述蓝色颜料和连结料按照质量比5～10:1混合搅拌成浆状物，研磨1-5小时，得到悬浮胶体状的所述水性油墨；其中所述连结料是树脂粉末混合物和环保溶剂混合物的混合物，其混合质量比为树脂粉末混合物：环保溶剂混合物＝3:2；其中所述树脂粉末混合物为聚酯粉末和酚醛树脂粉末按照质量比为10:1混合的混合物，所述环保溶剂混合物为丁二酸酸二甲酯、羟基丙酸甲酯、丁醇、乙醇按照质量比为10:2.5:0.5:3混合的混合物。
技术总结
本发明公开了一种用于水性油墨的蓝色颜料及其制备方法。该蓝色颜料由酞菁蓝和包覆材料按照质量比15～25:1组成。其制备方法：将氯化聚烯烃、马来酸酐和对苯二胺按照质量比5～8:1.5～2:1混合均匀后，加热到100～110℃，边加热边搅拌，反应3～5小时后冷却即可得到所述包覆材料；将得到的包覆材料与酞菁蓝按照质量比15～25:1混合，然后120～140℃温度下挤出，即可得到所述蓝色颜料。该蓝色颜料应用于水性油墨，可使其具有良好的分散性、调色准确性、粘结性、亲水性，不易团聚沉淀，从而具有良好的出墨稳定性和颜色均匀性。
技术研发人员：高延敏;陈佳铭;朱裕祥
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：.12.10
技术公布日：.02.18
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