CN101050325A - 一种环保型紫外光固化印铁油墨 - Google Patents

一种环保型紫外光固化印铁油墨 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于：它主要包括预聚物、单体、分散剂、引发剂、颜料、助剂，具体的原料组分(重量份)为：丙烯酸类预聚物50－70％、丙烯酸类单体10－15％、引发剂5－10％、颜料10－25％、分散剂及其他助剂5－10％。本发明的紫外光固化印铁油墨是一种紫外光(UV)固化的平版胶印油墨，是一种应用于金属上的彩印油墨；是一种低能耗，快速固化反应，零VOC排放的油墨；符合“3E”原则，即：生态(Ecology)，经济(Economy)，节能(Energy)的油墨；具有耗能低，效率高，安全环保等优点。

Description

一种环保型紫外光固化印铁油墨
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体是一种环保型紫外光固化印铁油墨。
背景技术
目前国内对普通印铁油墨的固化采用的是加热烘烤，需要使用大量的天然气，石油液化气，或电能。据中国金属包装协会的保守估算，国内现有400多条印铁生产线，每年至少需耗用5000万立方米的石油液化气。烘烤固化需要后置采用烘炉15-20分钟，油墨在没有干燥时进行多色印刷极易出现混色，这也使得一般印铁设备最多只能同时印刷两个颜色，有的甚至是单色，对生产效率有很大的限制；印铁生产线后置烘炉一般长21-30米，占用场地空间；而且普通印铁油墨含有大量的挥发性，不够环保。近几年来因为钢材和能源的价格都大幅上涨，国内的印铁制罐企业都面临了很大的成本上升压力，如何保持企业的赢利和发展成了企业最紧迫的任务。由于受到终端消费市场的制约，企业很难增加产品销售价格，因此如何降低成本成了各家企业最优先的共同目标。紫外光(UV)固化方式，完全颠覆了传统的印铁方式，能为企业大幅降低生产成本，提高生产效率，因此各家企业对之进行了积极的引进，目前紫外光(UV)固化印铁油墨全部依靠进口，费用成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述之不足，提供一种环保、生产效率高、成本低的紫外光固化印铁油墨。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的：
本环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，它主要包括预聚物、单体、分散剂、引发剂、颜料、助剂，具体的原料组分(重量份)为：丙烯酸类预聚物50-70％、丙烯酸类单体10-15％、引发剂5-10％、颜料10-25％、分散剂及其他助剂5-10％。
所述丙烯酸类预聚物采用环氧丙烯酸酯和或聚酯丙烯酸酯。
所述丙烯酸类单体采用三丙二醇二丙烯酸酯。
所述引发剂采用1-羟基-环己基苯酮和或2-甲基苯(4-甲锍基苯基)-2-吗啉-1-丙酮。
所述颜料采用耐高温，耐蒸煮类颜料钛白粉、永固黄、酞箐蓝、金光红、碳黑中的一种。
所述分散剂和其他助剂采用紫外光固化油墨中适用的助剂高分子颜料分散剂K-SPERSE颜料分散剂。
上述配方的环保型紫外光固化印铁油墨其固化原理为：在紫外光(U
V)的照射下，光引发剂吸收紫外光的辐射能后分裂成自由基，引发预聚物发生聚合、交联接枝反应，在很短的时间内固化成三维的网状高分子聚合物，得到硬化膜，实质是通过形成化学键实现化学干燥；其固化过程一般可分为四个阶段：
①光与引发剂之间相互作用，它可能包括对光的吸收和光引发剂之间的相互作用；
②光引发剂分子发生重排，形成自由基中间体；
③自由基与齐聚物中的不饱和基团作用引发链或聚合反应；
④聚合反应继续，液态的组分转变为固体聚合物。
本发明环保型紫外光固化印铁油墨具有以下特点：
1.降低成本：紫外光(UV)固化印铁油墨更能降低生产成本，节约能源。使用紫外光(UV)固化印铁油墨，首先已经不再需要普通印铁油墨的烘道。普通热固型油墨印铁烘炉一般要求30米长，烘干需耗电能220kw或天然气25-30公斤/小时。而紫外光(UV)固化印铁油墨固化装置只需2米长，油墨固化只需耗电60kw/小时，节约了大量的能源。经过UV灯的烘照，紫外光(UV)固化印铁油墨可以快干，仅此一点，就为企业省下了建造烘房的费用，而且在厂房设计方面也可以节约空余的空间。
2.提高生产效率：使用UV印铁油墨，可以加快印刷速度，现在普通的印刷机器，理想状态下速度为：4500张/小时。而使用UV印铁油墨后，可达到8000-12000张/小时。另外由于普通印铁油墨需要烘干，印数6色成品时，如果使用双色印刷机的话，需要经过三次烘房。假若是单色印刷机的话就要经过六次烘房。使用UV印铁油墨后，节省下的这些时间更是加快了产能周期。
3.操作简单：使用紫外光(UV)固化印铁油墨需对现有设备进行改造，改造之后，操作更加简洁，不需要太多的人员配备，普通印刷机需要5人操作的话，使用UV印铁油墨紫外光(UV)固化印铁油墨后，两三个人就足够需要。
4.紫外光(UV)固化印铁油墨，由于是零溶剂排放，符合所谓“3E”原则，即：生态，经济，节能。能有效改善印铁加工企业的生产条件，减少污染保护了环境，创出更多更高的附加值产品；具有较大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明紫外光固化印铁油墨的生产流程图。
具体实施方式
本环保型紫外光固化印铁油墨，主要包括预聚物、单体、分散剂、引发剂、颜料、助剂，具体的原料组分(重量份)为：丙烯酸类预聚物60％、丙烯酸类单体12％、引发剂8％、颜料14％、分散剂及其他助剂6％。
其中，丙烯酸类预聚物为环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯；丙烯酸类单体为三丙二醇二丙烯酸酯；分散剂为采用紫外光固化油墨中适用的助剂高分子颜料分散剂K-SPERSE颜料分散剂；高分子颜料分散剂K-SPERSE可市售，如美国金氏工业公司生产销售的该型产品；颜料为钛白粉，永固黄，酞箐蓝，碳黑和金光红等；引发剂采用1-羟基-环己基苯酮和2-甲基本(4-甲锍基苯基)-2-吗啉-1-丙酮等。
如图1所示，其生产过程为，将上述原料置于搅拌机搅拌，让原料充分润湿，并混合均匀；然后把搅拌好的浆料置于SM405机或斜立式三辊机上进行压轧2-3遍，直到细度在15um以下，细度合格后测试粘性等其他油墨理化性能，合格后装罐。
在紫外光(UV)的照射下，光引发剂吸收紫外光的辐射能后分裂成自由基，引发预聚物发生聚合、交联接枝反应，在很短的时间内固化成三维的网状高分子聚合物，得到硬化膜，实质是通过形成化学键实现化学干燥，固化过程一般可分为四个阶段：
①光与引发剂之间相互作用，它可能包括对光的吸收和光引发剂之间的相互作用；
②光引发剂分子发生重排，形成自由基中间体；
③自由基与齐聚物中的不饱和基团作用引发链或聚合反应；
④聚合反应继续，液态的组分转变为固体聚合物。
检测结果显示，本发明产品经实验各项技术指标和性能要求符合下列表1，表2规定。
表1
  型号   产品名称                  质量指标
  颜色   着色力％   细度um   流动度mm
  P05 UV 101   UV平版印铁白墨   近似标样   95-110   ≤15   33-38
  P05 UV 231   UV平版印铁黄墨   近似标样   95-110   ≤15   25-33
  P05 UV 421   UV平版印铁青墨   近似标样   95-110   ≤15   25-33
  P05 UV 641   UV平版印铁品红墨   近似标样   95-110   ≤15   27-35
  P05 UV 801   UV平版印铁黑墨   近似标样   95-110   ≤15   25-33
表2
  型号   产品名称                       性能要求
 粘性   表干   附着力   冲击   耐热性   耐蒸煮
  P05 UV 101   UV平版印铁白墨  23±2   不粘   1-2级   50cm/1kg   4-5级   4-5级
  P05 UV 231   UV平版印铁黄墨  23±2   不粘   1-2级   50cm/1kg   4-5级   4-5级
  P05 UV 421   UV平版印铁青墨  23±2   不粘   1-2级   50cm/1kg   4-5级   4-5级
  P05 UV 641   UV平版印铁品红墨  23±2   不粘   1-2级   50cm/1kg   4-5级   3-4级
  P05 UV 801   UV平版印铁黑墨  23±2   不粘   1-2级   50cm/1kg   4-5级   4-5级
本发明产业化后，假定年产量为120吨的紫外光(UV)固化印铁油墨，应用于印刷后，可节约用电0.24亿度，节约用石油天然气3000万立方米，为国家和企业节约大量的能源而且还具有可观的经济效益。

Claims (6)

1、一种环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，它主要包括预聚物、单体、分散剂、引发剂、颜料、助剂，具体的原料组分(重量份)为：丙烯酸类预聚物50-70％、丙烯酸类单体10-15％、引发剂5-10％、颜料10-25％、分散剂及其他助剂5-10％。
2、根据权利要求1所述的环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，所述丙烯酸类预聚物采用环氧丙烯酸酯和或聚酯丙烯酸酯。
3、根据权利要求1所述的环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，所述丙烯酸类单体采用三丙二醇二丙烯酸酯。
4、根据权利要求1所述的环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，所述引发剂采用1-羟基-环己基苯酮和或2-甲基苯(4-甲锍基苯基)-2-吗啉-1-丙酮。
5、根据权利要求1所述的环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，所述颜料采用耐高温，耐蒸煮类颜料钛白粉、永固黄、酞箐蓝、金光红、碳黑中的一种。
6、根据权利要求1所述的环保型紫外光固化印铁油墨，其特征在于，所述分散剂和其他助剂采用紫外光固化油墨中适用的助剂高分子颜料分散剂K-SPERSE颜料分散剂。
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