CN101475763A - 一种在罩光油上印刷的油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在罩光油上印刷的油墨及其制备方法，该油墨是由连结料丙烯酸酯类聚合物，胶粘剂，溶剂，微晶蜡，颜料，填料和助剂，还有一种尺寸在5～10μm超细玻璃纤维。将树脂部分溶解于溶剂中，制成近似透明的粘稠状树脂液。再将用硅烷偶联剂浸泡过的短玻璃纤维，加入树脂液中，高速加热搅拌使其分散均匀。将粉状颜料与适量的溶剂混合研磨制成色浆。然后，将树脂原浆与色浆混合，加入耐磨助剂和其他助剂，研磨，过筛得到本发明所述的油墨。这种油墨可以广泛的应用于各种电子产品和家用电器的罩光油表面印刷，减少工件涂装和印刷过程中的工序，提高生产效率和产品良率。

Description

一种在罩光油上印刷的油墨及其制备方法

【发明领域】

本发明涉及一种油墨及其制备方法，特别是涉及一种用于罩光油上印刷的挥发干燥型丝网印刷油墨及其制备方法。

【背景技术】

随着科学技术和人们生活水平的提高，人们对家用电器和电子产品的表面要求越来越高，产品表面进行罩光处理已经成为越来越多产品的普遍工艺要求。同时，现在许多汽车、家电、手机以及其它电子产品都需要印刷文字或logo，然而这些印刷图文都存在着一定程度的耐磨性问题。在电子产品和家用电器上，普通溶剂型油墨印刷的图文耐磨性差，在使用过程中容易被磨损。为了保护印刷图文，现在解决这种耐磨性问题的大体方式为采用先印刷图文，再在图文外部罩一层耐磨擦的清漆罩光。通过这种方式，虽然解决了耐磨性问题，但是，一方面增加了喷涂光油的工序，使原料费用和生产成本上升。另一方面，对于自动化生产线印刷和喷涂过程中的工序，需要多次安装和拆卸产品，如目前的手机壳涂装工艺，在喷涂好中层涂料后，需要将工件从自动化生产线上卸下，印刷字母和logo等图文，再将工件装回到自动喷涂线上喷清漆或紫外线固化的光油。这种生产效率低下，工件的反复装卸，不可避免的有碰伤或刮花，导致次品率上升。

CN1800274公开了紫外光固化(UV)光油，该UV光油解决了印刷油墨耐磨性的问题，但是，紫外固化型油墨也存在着它固有的不足之处。首先是能耗较大；其次，对于已经用紫外光固化油墨罩光后的工件，如果再次曝光，会使工件本来的罩光层产生过固化现象，使工件整体罩光层的性能下降，影响产品的使用性能。

对于普通溶剂型清漆罩光的工件，由于工件的整体罩光面积较大，实际挥发的溶剂量较大，对环境污染较大。同时，在罩光油过程中，光油单体(对于UV罩光油)和溶剂会对已经印刷好的图文产生影响，可能对印刷图文的光洁性能和小图文的精确性能带来不良影响。

【发明内容】

针对以上所述的油墨的耐磨性差的情况，本发明提供了一种极高耐磨性的丝印油墨。

本发明所述的油墨组合物包括连结料，胶粘剂，溶剂，微晶蜡，颜料，填料和助剂，还包括超细玻璃纤维。所述的超细玻璃纤维的尺寸为5～10μm。其中，基于所述油墨的总重量，所述的玻璃纤维的含量为1～5重量％。

本发明还提供了这种油墨的制造方法。

本发明的油墨的制备过程为：先将溶剂进行混合，搅拌得到混合溶剂。将树脂与部分混合溶剂进行混合，搅拌得到树脂液。将用硅烷偶联剂浸泡过的玻璃纤维，加入到树脂液中，搅拌均匀，得到纤维改性的树脂原浆。将粉末状颜料、填料与剩余部分的混合溶剂搅拌混合，研磨制成色浆。将纤维改性的树脂原浆与色浆混合，并加入配方要求的耐磨助剂和其它助剂，砂磨过筛得到本发明所述的油墨。

所述的连接料为热塑性聚丙烯酸酯，松香改性聚丙烯酸酯、环氧改性聚丙烯酸酯、聚氨酯改性丙烯酸酯中的一种或一种以上的聚丙烯酸酯类高聚物。其中，基于所述油墨的总重量，所述的连接料的含量为20～60重量％。

所述的胶粘剂为氯化橡胶，二元氯醋树脂(含氯量10～20重量％)，三元氯醋树脂(含氯量10～20重量％)，萜烯树脂中的一种或一种以上。其中，基于所述油墨的总重量，所述的胶粘剂的含量为1～10重量％。

所述的溶剂为一种易挥发的混合型溶剂，含有以下溶剂中的一种以上：异丙醇(5～15重量％)，乙酸丁酯(5～25重量％)，乙醇(5～15重量％)，丁醇(5～15重量％)，环己酮(10～25重量％)，乙二醇醚(10～30重量％)，二丁酯(5～15重量％)，丙酮(2～10重量％)。其中，基于所述油墨的总重量，所述的混合型溶剂的含量为30～60重量％。

所述的微晶蜡为聚四氟乙烯蜡，聚丙烯酸酯蜡，聚氨酯蜡，石蜡，矿物蜡，聚乙烯蜡，卡那巴蜡中的一种或一种以上。其中，基于所述油墨的总重量，所述的微晶蜡的含量为5～20重量％。

所述的颜料为是黑色，红色，黄色，蓝色或白色颜料中的一种。其中，基于所述油墨的总重量，所述的颜料的含量为1～10重量％。

所述的填料为胶质钙，高性能纳米碳酸钙或胶质钙和高性能纳米碳酸钙的混合物。其中，基于所述油墨的总重量，所述的填料的含量为1～10重量％。

所述的助剂为流平剂，防沉剂，消泡剂，催干剂。其中，基于所述油墨的总重量，所述的助剂的含量为0.1～2重量％。所述助剂适用于醇溶剂中。

本发明的油墨具有极高耐磨性和优良的抗化学腐蚀性，可以广泛的应用于各种电子产品和家用电器的罩光油表面印刷，减少工件涂装和印刷过程中的工序，提高生产效率和产品良率。尤其适用于紫外固化的光油表面印刷。

【具体实施方式】

本发明所述的油墨组合物包括连结料，胶粘剂，溶剂，微晶蜡，颜料，填料和其他助剂组成，还包括超细玻璃纤维。所述的超细玻璃纤维的尺寸为5～10μm。

本发明所述的印油墨包括：

(1)至少含有以下一种或几种聚丙烯酸酯类高聚物连接料：热塑性聚丙烯酸酯，松香改性的聚丙烯酸酯、环氧改性聚丙烯酸酯、聚氨酯改性丙烯酸酯等。其中，基于所述油墨的总量，连接料的含量为20～60重量％；

(2)至少含有以下一种或几种胶粘剂树脂：氯化橡胶，二元氯醋树脂(含氯量10～20重量％)，三元氯醋树脂(含氯量10～20重量％)，萜烯树脂等。其中，基于所述油墨的总量，胶粘剂树脂的含量为1～10重量％；

(3)所用溶剂为一种易挥发的混合型溶剂，含有以下溶剂中的几种：异丙醇(5～15重量％)，乙酸丁酯(5～25重量％)，乙醇(5～15重量％)，丁醇(5～15重量％)，环己酮(10～25重量％)，乙二醇醚(10～30重量％)，二丁酯(5～15重量％)，丙酮(2～10重量％)等。其中，基于所述油墨的总量，溶剂的含量为30～60重量％；

(4)玻璃纤维，基于所述油墨的总量，超细玻璃纤维的含量为1～5重量％。；

(5)微晶蜡：聚四氟乙烯蜡，聚丙烯酸酯蜡，聚氨酯蜡，石蜡，矿物蜡，聚乙烯蜡，卡那巴蜡。其中，基于所述油墨的总量，微晶蜡的含量为5～20重量％；

(6)助剂，包含流平剂，防沉剂，消泡剂，催干剂等。其中，基于所述油墨的总量，助剂的含量为0.1～2重量％；

(7)粉末状颜料，是黑色，红色，黄色，蓝色或白色颜料等，如炭黑，钛白粉等。其中，基于所述油墨的总量，颜料的含量为1～10重量％；

(8)填料，包括胶质钙，高性能纳米碳酸钙等。其中，基于所述油墨的总量，填料的含量为1～10重量％。

现在应用较多的罩光油一般为紫外光固化的罩光油体系，而这类光油大多是采用丙烯酸酯类为预聚物的，因此本发明本着相似相容的原理，采用聚丙烯酸酯类化合物为连接料。上述的几种聚丙烯酸酯类化合物，可以根据所承印的不同光油进行调整，以实现最好的粘结性能。

溶剂主要为一些易挥发且无毒害的低沸点溶剂，为了提高树脂在溶剂中的溶解性，调整树脂液以及最后油墨组合物的粘度，本发明也使用了适量的中高沸点的溶剂。其中，混合溶剂的组成配比可根据实际情况进行调整。

为了得到较好的耐磨性能，本发明采用玻璃纤维增强油墨的强度和耐磨性能，同时还采用了聚四氟乙烯蜡，聚丙烯酸酯蜡，聚氨酯蜡，矿物蜡，石蜡等，来提高油墨的耐磨性能。其中，所选用的蜡类均为微晶蜡，以便于在油墨混合物中均匀分散并使油墨混合物具有较好的稳定性。

在纤维增强树脂基复合材料中，纤维与基体界面的粘结程度是决定其界面强度的重要标志，因此，改善界面粘合性能是复合材料界面控制技术的关键因素之一。纤维与基体界面层的形成通常经历纤维与基体的接触和润湿过程。由于纤维对基体分子中的各种基团和对体系中各种组分的吸附能力不同，在界面形成过程中，润湿或不润湿取决于纤维与基体或其他组分的吸引力大小。要产生润湿现象，纤维总是要吸附那些能降低其表面能的物质，尤其是先吸附那些能较大地降低其表面能的物质。对玻璃表面进行偶联剂处理的目的一方面是改善纤维与树脂之间的润湿，另一方面是提高界面的粘结强度。

所述的油墨在制备过程中，采用树脂原浆和色浆分别制备，然后再混合研磨，最终过筛得到细度小于等于10μm的油墨。步骤为：

(1)将溶剂进行混合，搅拌得到混合溶剂；

(2)将树脂与步骤1中得到的混合溶剂按照1：1～1：1.5(重量比)的比例进行混合，混合过程是在带有加热套和冷凝回流装置的设备中进行的，控制温度在40～60℃，搅拌混合2～3小时；

(3)将用硅烷偶联剂浸泡过的玻璃纤维，加入到树脂液中，搅拌均匀，得到纤维改性的树脂原浆；

(4)将粉末状颜料和填料按照1：5～1：15(重量比)的比例与步骤1中得到的的混合溶剂搅拌混合，并用砂磨机研磨制成色浆；

(5)将步骤3中得到的纤维改性的树脂原浆与步骤4中得到的色浆混合，并加入配方要求的耐磨助剂和其它助剂，在砂磨机中砂磨，过筛得到细度小于等于10μm。

原料配方为：

热塑性聚丙烯酸酯   10～30％    环氧改性的聚丙烯酸酯  5～20％

松香改性聚丙烯酸酯 5～10％     萜烯树脂              1～5％

混合溶剂           30％～60％  玻璃纤维              1～5％

聚四氟乙烯蜡       2～10％     聚氨酯蜡              1～5％

炭黑               1～10％     胶质钙                1～5％

消泡剂             0.05～0.3％ 流平剂                0.05～0.3％

混合溶剂的配比：

环己酮           20％          乙二醇醚         25％

二丁酯           10％          丁醇             10％

乙酸丁酯         20％          丙酮             5％

乙醇             10％

实施例1：

承印表面为环氧改性的丙烯酸酯类紫外固化光油

热塑性聚丙烯酸酯   200g    环氧改性的聚丙烯酸酯   100g

松香改性聚丙烯酸酯 50g     萜烯树脂   30g

混合溶剂           535g    玻璃纤维   10g

聚四氟乙烯蜡       25g     聚氨酯蜡   15g

炭黑               15g     胶质钙     10g

消泡剂             5g      流平剂      5g

混合溶剂的配比：

环己酮       200g          乙二醇醚     250g

二丁酯       100g          丁醇         100g

乙酸丁酯     200g          丙酮         500g

乙醇         100g

油墨制备过程中，将200g热塑性聚丙烯酸酯，100g环氧改性聚丙烯酸酯，50g松香改性聚丙烯酸酯，30g萜烯树脂，400g混合溶剂，在带有加热套和冷凝回流装置的搅拌设备中进行，控制温度在40～60℃，搅拌混合2～3小时，得到接近透明的粘稠状树脂液原浆。加入硅烷偶联剂浸泡过的玻璃纤维，搅拌均匀。将15g炭黑，10g胶质钙，135g混合溶剂在砂磨机中分散研磨，制得色浆。将原浆与色浆在砂磨机混合研磨，并加入25g聚四氟乙烯蜡，15g聚氨酯蜡，消泡剂和流平剂各5g，充分混合研磨后，过筛得到符合细度要求的油墨组合物。

先在长度为145毫米、宽度为45毫米、厚度为2毫米的ABS上喷涂上环氧改性的丙烯酸酯类紫外固化光油并进行固化，然后以通用的挥发干燥型稀释剂调节实施例1中得到的油墨的粘度到合适的程度后，直接在光油表面印刷，得到印刷品E，检测E的相关性能如表1。

对比例1：

原浆组成：

热塑性丙烯酸树脂      51g    乙酸丁酯                 51g

环己酮                25g    邻苯二甲酸二丁酯(DBP)    9g

邻苯二甲酸二乙酯(DEP) 34g

色浆组成：

环己酮                15g   颜色料(干粉，此处为碳黑)  12g

邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 3g

按上面的组成在80℃配制原浆溶液然后与色浆混合，经球磨后过筛制得油墨，再进行丝网印刷。

先在长度为145毫米、宽度为45毫米、厚度为2毫米的ABS上喷涂上环氧改性的丙烯酸酯类紫外固化光油并进行固化，然后直接在光油表面印刷对比例1中得到的油墨，得到印刷品F，测试结果见表1。

实施例2：

承印表面为聚氨酯改性的丙烯酸酯类紫外固化光油

热塑性聚丙烯酸酯     19g    环氧改性的聚丙烯酸酯  5g

松香改性聚丙烯酸酯   10g    萜烯树脂              3g

混合溶剂             53.5g  玻璃纤维              1g

聚四氟乙烯蜡    3g         聚氨酯蜡      2g

炭黑            1.5g       胶质钙        1g

消泡剂          0.5g       流平剂        0.5g

混合溶剂配方同实施案例1，制备过程同实施案例1，

先在长度为145毫米、宽度为45毫米、厚度为2毫米的ABS上喷涂聚氨酯改性的丙烯酸酯类紫外固化光油并进行固化，然后以通用的挥发干燥型稀释剂调节实施例2中得到的油墨的粘度到合适的程度后，直接在光油表面印刷，得到印刷品G，并检测G的相关性能。

对比例2：

原浆组成：

热塑性丙烯酸树脂      51g    乙酸丁酯                51g

环己酮                25g    邻苯二甲酸二丁酯(DBP)   9g

邻苯二甲酸二乙酯(DEP) 34g

色浆组成：

环己酮                15g    颜色料(干粉，此处为碳黑)12g

邻苯二甲酸二丁酯(DBP) 3g

先在长度为145毫米、宽度为45毫米、厚度为2毫米的ABS上喷涂聚氨酯改性的丙烯酸酯类紫外固化光油并进行固化，然后直接在光油表面印刷对比例2中的得到的油墨，得到印刷品H，并检测H的相关性能如表1。

测试方法及条件：

(1)耐磨性：

检测方式：纸带耐磨机；

测试条件：实验荷重55g

(2)附着力：

检测方式：百格测试；

测试条件：用划格器(划格器F107-2，深圳市君达仪器有限公司)在上述喷有光油的ABS的表面涂层上划100个1毫米×1毫米的方格，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快速度垂直揭起，观察划痕边缘处有无脱漆。如脱漆量在0～5％之间则涂层附着力为5B，在5～10％之间为4B，在10～20％之间为3B，在20～30％之间为2B，在30～50％之间为B，在50％以上为0B。

(3)耐腐蚀性：

检测方式：盐雾实验；

盐雾试验条件：将样品放置到盐雾室中，在温度为35℃时，喷溅盐溶液(5％的NaCl溶液)，持续2个小时。以破坏的面积占整个印刷品的面积的百分比表示。

表1

通过对E和F、G和H的测试结果进行比较，可以得到：用本发明的油墨印刷在光油的表面，印刷品有很好的耐磨性、耐腐蚀性和附着力。

Claims (11)

1、一种在罩光油上印刷的油墨，包括连接料，胶粘剂，溶剂，微晶蜡，颜料，填料和助剂组成，其特征在于：还包括尺寸为5～10μm的玻璃纤维。

2、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：基于所述油墨的总重量，所述的玻璃纤维的含量为1～5重量％，连接料的含量为20～60重量％，胶粘剂的含量为1～10重量％，溶剂的含量为30～60重量％，微晶蜡的含量为5～20重量％，颜料的含量为1～10重量％，填料的含量为1～10重量％，助剂的含量为0.1～2重量％。

3、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的连接料为热塑性聚丙烯酸酯、松香改性的聚丙烯酸酯、环氧改性聚丙烯酸酯、聚氨酯改性丙烯酸酯中的一种或一种以上。

4、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的胶粘剂为氯化橡胶，二元氯醋树脂，其中，二元氯醋树脂的氯含量为10～20重量％，三元氯醋树脂，其中，三元氯醋树脂的氯含量10～20重量％，萜烯树脂中的一种或一种以上。

5、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的溶剂为一种易挥发的混合型溶剂，含有以下溶剂中的一种以上：异丙醇5～15重量％，乙酸丁酯5～25重量％，乙醇为5～15重量％，丁醇5～15重量％，环己酮10～25重量％，乙二醇醚10～30重量％，二丁酯5～15重量％，丙酮2～10重量％。

6、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的微晶蜡为聚四氟乙烯蜡，聚丙烯酸酯蜡，聚氨酯蜡，石蜡，矿物蜡，聚乙烯蜡，卡那巴蜡中的一种或一种以上。

7、根据权利要求1所述的油墨，其特征在：所述的颜料为黑色，红色，黄色，蓝色或白色颜料中的一种。

8、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的填料为胶质钙，高性能纳米碳酸钙或胶质钙和高性能纳米碳酸钙的混合物。

9、根据权利要求1所述的油墨，其特征在于：所述的助剂为流平剂，防沉剂，消泡剂，催干剂。

10、权利要求1所述的油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将溶剂进行混合，搅拌得到混合溶剂；

(2)将树脂与部分步骤(1)中得到的混合溶剂进行混合，搅拌得到树脂液；

(3)将用硅烷偶联剂浸泡过的玻璃纤维，加入到步骤(2)中得到的树脂液中，搅拌均匀，得到纤维改性的树脂原浆；

(4)将粉末状颜料、填料与剩余部分的混合溶剂搅拌混合，研磨制成色浆；

(5)将步骤(3)种得到的纤维改性的树脂原浆与步骤(4)中得到的色浆混合，并加入配方要求的耐磨助剂和其它助剂，砂磨过筛得到本发明所述的油墨。

11、根据权利要求10所述的油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将溶剂进行混合，搅拌得到混合溶剂；

(2)将树脂与步骤(1)中得到的混合溶剂按照重量比1：1～1：1.5的比例进行混合，混合过程是在带有加热套和冷凝回流装置的设备中进行的，控制温度在40～60℃，搅拌混合2～3小时；

(3)将用硅烷偶联剂浸泡过的玻璃纤维，加入到树脂液中，搅拌均匀，得到纤维改性的树脂原浆；

(4)将粉末状颜料和填料按照重量比1：5～1：15的比例与步骤(1)中得到的的混合溶剂搅拌混合，并用砂磨机研磨制成色浆；

(5)将步骤(3)中得到的纤维改性的树脂原浆与步骤(4)中得到的色浆混合，并加入配方要求的耐磨助剂和其它助剂，在砂磨机中砂磨，过筛得到细度小于等于10μm。