CN101503580B - 一种紫外光固化上光油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种紫外光固化上光油及其制备方法，所述紫外光固化上光油含活性低聚物30-65％，活性稀释剂20-60％，光引发剂4-15％，助剂0.1-2％。该紫外光固化上光油是通过将活性低聚物、活性稀释剂、助剂依次加入反应釜中搅拌均匀，然后加入光引发剂，高速搅拌，使光引发剂溶解，最后再加入助剂而制成。本发明提供的紫外光固化上光油附着力优异，光泽度高，耐磨性能强，在纸质印刷品上不易渗漏，用于印刷品上光无需上低油，特别适合印刷机联线直接上光，节省了时间，降低了生产成本，对非吸收性承印物如塑料同样具有良好的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外光固化上光油及其制备方法，特别适用于纸品或塑料印刷品表面免打底，直接上光。
背景技术
目前市场上使用的紫外光固化上光油为了保证良好的光泽、附着力、耐磨性等，需要在上UV光油之前打一层底油(水性或油性)，增加一道工序，即费时又增加成本，上底油后还会存在纸张粘花的可能性，一些塑料印刷品即使上一层底油附着力也很差。
发明内容
为了克服现有的紫外光固化上光油的费时、成本高、附着力差等不足，本发明提供一种免打底紫外光固化上光油，该上光油在纸品或塑料印刷品可以直接上光，无需打底油，就能保证优异的附着力、光泽、耐磨性等性能。
本实本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该紫外光固化上光油由活性低聚物、活性稀释剂、光引发剂、助剂组成，组成紫外光固化上光油的各组分及其重量百分含量如下：
活性低聚物30-65％、活性稀释剂20-60％、光引发剂4-15％、助剂0.1-2％。
活性低聚物的主链为丙烯酸酯、侧链含有双键的丙烯酸酯，其酸值小于10mgKOH/g。
上述紫外光固化上光油中，所述活性低聚物所用单体包括(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、不饱和羧酸及其其他乙烯基单体。(甲基)丙烯酸烷基酯是(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸月桂酸酯中的一种或一种以上；(甲基)丙烯酸羟基酯是(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟基酯(甲基)丙烯酸羟丁酯中的一种或一种以上；不饱和羧酸是丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或一种以上；其他乙烯基单体可以是苯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺等。
在紫外光固化上光油中，所述活性稀释剂是由8～40％带两个双键双官能团的丙烯酸酯和5～35％带三个双键三官能团的丙烯酸酯组成，百分数表示组成的两种成分在所述光油中的重量百分含量。
在活性稀释剂中带两个双官能团的丙烯酸酯是1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1，6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或一种以上；所述带三个双键三官能团的丙烯酸酯是三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或一种以上。
在紫外光固化上光油中，所述的光引发剂为二苯甲酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯酮、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、异丙基硫杂葸酮、活性胺中的一种或混合物。
在紫外光固化上光油中，所述助剂为消泡剂、流平剂。
本发明的另一个目的是提供一种上述紫外光固化上光油的制备方法。
本UV光油的制备方法，先制备活性低聚物，在按配比在搅拌下加入活性稀释剂、光引发剂、助剂，高速分散得到紫外光固化光油。
活性低聚物的制备，丙烯酸酯低聚物是溶液聚合法自由基共聚而成，首先按照一定当量的(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸烷羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和其它乙烯基单体加入到溶剂中，在引发剂和链转移剂的条件下，得到分子量为1.5万-2.5万含有环氧基团的丙烯酸酯低聚物，然后在加入阻聚剂、催化剂和不饱和羧酸，保持温度100～110℃，直至酸值小于10mgKOH/g，加入一定量的活性稀释剂，最后减压蒸馏出溶剂，得到活性低聚物。
本发明的有益效果是，附着力优异、具有高光泽、耐磨性能强、在纸质印刷品上不易渗漏、用于印刷品上光无需上低油，特别适合印刷机联线直接上光，节省了时间和物料成本，对非吸收性承印物如塑料同样具有良好的附着力。
具体实施方式
以下结合实例对本发明做进一步具体描述，具体配比可根据实际应用工况进行调节，在制备方法一致的前提下，在给出的配比区间内作变化调整对本发明的产品性质无实质性影响。
实施例1
1.活性低聚物的制备：
在带有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的1000ml四口烧瓶加入150g甲苯，升温至85±2℃，把每个树脂的单体各自预先混合好，加入1.3g偶氮二异丁腈和2.8g十二烷基硫醇，完全溶解制成单体混合物，向四口烧瓶中加入1/6的单体混合物，搅拌，保温1h，滴加余下的单体，2.5～3h滴完，保温2h，升温至110℃，滴加用50G预先溶解的2.3g偶氮二异丁腈，1.5h滴完，保温3h，加入2，6-叔丁基对甲酚，搅拌均匀后加入丙烯酸和N，N二甲基苄胺，在110～115℃下反应，反应至酸值小于10mgKOH/g，加入150g三丙二醇二丙烯酸酯，降温至85℃，在真空度为-0.097以上、温度80～85℃减压蒸馏出甲苯，降至60℃倒出，用此工艺分别制出A1树脂、A2树脂和A3树脂，在表1中列出了原料及用量关系。
2.紫外光固化上光油的配制：
取45gA1树脂，在搅拌中加入0.4g消泡剂，15g三丙二醇二丙烯酸酯，10g1，6-己二醇二丙烯酸酯，20g三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，搅拌均匀，在加入4g二苯甲酮，2g1-羟基-环己基苯酮和4g活性胺，高速搅拌引发剂溶解，最后加入0.6g流平剂得到紫外光固化上光油。
实施例2
1.活性低聚物的制备方法如实施例1，但用丙酮、乙醚或是任一有机溶剂代替甲苯。
2.紫外光固化上光油的配制如实施例1的方法，但用A2代替A1。
实施例3
1.活性低聚物的制备方法如实施例1，但用丙酮、乙醚或是任一有机溶剂代替甲苯。
2.紫外光固化上光油的配制如实施例1的方法，但用A3代替A1。
在实例1～3中列举的紫外光固化上光油配方中，所选用的活性稀释剂、光引发剂和助剂的品种和用量均相同，其目的是更便于比较，说明本发明所合成的树脂的作用，但并不局限于此。
分别用实例1～3配制的紫外光固化上光油，在印有油墨的纸张上用4μm线棒拉涂，用紫外光固化，按下述方法进行光膜性能检验和评定，性能见表2。
测试评定方法：
1外观：目测。
2光泽：按GB/T9754的规定进行测定，入射角为600。
3附着力：用锋利刀片在光油干膜上划行(10行)，切割的间距为5mm，刀口应穿透涂层而触及底材，切割的方向应尽量与印刷(涂布)方向成45度角；用3M公司810胶带紧贴于划行处，以拇指轻压胶带排出下面气泡，拿住胶带没粘着的一端，用力猛揭胶带1～2次；评定结果分1～5级，1级最好，5级最差。
4耐磨性：使用磨擦机测试，在4磅的负载下，将样版剪切成宽50mm×长220mm并用压纸装置固定在摩擦台上，将80克A4复印纸剪切成宽50mm×长220mm并用偏心压轮固定在摩擦体上，80克A4复印纸光面对样版涂膜面，以涂膜磨损露出油墨时的次数来表示。
5柔韧性：漆膜对折，完全爆裂的次数。
表1活性低聚物制备原料及用量
表2紫外光固化上光油干膜性能比较
| 测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
| 外观 | 光亮平滑 | 光亮平滑 | 光亮平滑 |
| 光泽，GU | 95 | 95 | 96 |
| 附着力 | 1 | 1 | 1 |
| 耐磨性，次 | 400 | 600 | 600 |
| 柔韧性，次 | 10 | 8 | 8 |
Claims (6)
1.一种紫外光固化上光油，按重量百分比该紫外光固化上光油由以下组分组成：活性低聚物30～65％、活性稀释剂20～60％、光引发剂4～15％、助剂0.1～2％，；
所述活性低聚物的主链为丙烯酸酯、侧链含有双键的丙烯酸酯，该活性低聚物酸值小于10mg KOH/g，
该活性低聚物的单体包括了甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸羟基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、不饱和羧酸及其他乙烯基单体，其中，
甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸月桂酸酯中的一种或一种以上，
甲基丙烯酸羟基酯是甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或一种以上，
不饱和羧酸是丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或一种以上，
乙烯基单体是苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酰胺；
所述助剂为消泡剂、流平剂，
2.根据权利要求1所述的紫外光固化上光油，其特征在于：活性稀释剂是由按重量百分比8～40％带两个双键双官能团的丙烯酸酯和5～35％带三个双键三官能团的丙烯酸酯组成。
3.根据权利要求2所述的紫外光固化上光油，其特征在于：带两个双键双官能团的丙烯酸酯是1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化1，6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯中的一种或一种以上。
4.根据权利要求2所述的紫外光固化上光油，其特征在于：三个双键三官能团的丙烯酸酯是三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求3或4所述的紫外光固化上光油，其特征在于：光引发剂为二苯甲酮、a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、a，a-二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯酮、2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮、活性胺中的一种或几种。
6.根据权利要求3或4所述的紫外光固化上光油的制备方法，工序如下：
(1)制备活性低聚物，首先按照一定当量的甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和其它乙烯基单体依次加入到溶剂中，再加入光引发剂和链转移剂，在光引发剂和链转移剂的作用下，得到分子量为1.5～2.5万含有环氧基团的丙烯酸酯低聚物，然后在加入阻聚剂、催化剂和不饱和羧酸，保持体系温度为100～110℃，直至酸值小于10mgKOH/g后，加入一定量的活性稀释剂，最后减压蒸馏出溶剂，得到活性低聚物；
(2)在按配比在反应釜中搅拌下加入活性稀释剂、助剂；
(3)加入光引发剂，高速搅拌，使光引发剂溶解，最后再加入助剂，即得产品；其中，
甲基丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸月桂酸酯中的一种或一种以上，
甲基丙烯酸羟基酯是甲基丙烯酸羟甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或一种以上，
不饱和羧酸是丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或一种以上，
乙烯基单体是苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酰胺。
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