CN101709181B

CN101709181B - 一种大型喷绘机用紫外光固化油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN101709181B
Application number: CN 200910199872
Authority: CN
Inventors: 李文彬; 王夏琴; 李冬梅
Original assignee: SHANGHAI INKWIN INK SPRAY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI INKWIN INK SPRAY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: CN101709181A

Abstract

一种大型喷绘机用紫外光固化油墨及其制备方法。按质量百分比组成，该油墨包括：7～15％颜料色浆、1～15％预聚物、30～75％颜料单体和3～20％光引发剂。其制备方法包括：在避光的条件下，按质量百分比组成，将7～15％颜料色浆、1～15％预聚物、30～75％颜料单体和3～20％光引发剂混合，乳化30～180min，均匀分散后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤即得。该油墨无挥发性溶剂、对环境污染小、能源消耗少、打印流畅性好、固化速率快、图案色泽亮丽、打印底材适用性范围广，制备工艺简单。

Description

一种大型喷绘机用紫外光固化油墨及其制备方法

技术领域

本发明属油墨及其制备领域，特别是涉及一种大型喷绘机用紫外光固化油墨及其制备方法。

背景技术

大型喷绘机用油墨按照其主要组分的不同，可分为三大类：水性油墨，溶剂型油墨和紫外光固化油墨。水性油墨成本低、没有污染，色彩鲜艳，但是因为水性油墨喷绘的画面不易干燥和易被介质吸收，它要求喷绘介质有专门的涂层，主要应用于纸张以及各种纤维类(布)底材、有涂层的喷绘介质上。而溶剂型油墨中的溶剂一般能与底材直接融合，不要求介质覆有涂层，且其挥发速度快，满足高速打印的要求。但溶剂型油墨最大的问题就是对环境不够友好，因为油墨中可挥发有机物含量高，从长远来看肯定会逐渐受到诸多限制。

紫外光固化喷绘油墨，又称UV喷绘油墨，它是在紫外光固化涂料和清漆的基础上发展起来的，一般应用在数码平板喷绘机上，适用于包括硬质板材、软质材料、泡沫材料、PVC板、有机玻璃、木材、金属薄板等底材。由于其具有很好的底材适应性和对环境的友好性(无任何化学挥发成分排出)，深受用户的青睐。

紫外光固化油墨是利用紫外线的辐射能量，使其中的光引发剂吸收紫外光的能量，受激发变为自由基或阳离子，从而引发颜料单体的不饱和双键发生聚合反应，形成体型聚合物结构，此墨水具有很好的憎水性和抗溶剂的性能，完全符合“3E原则”。所谓3E，即Energy，节省能源，不必对基材进行加热，一般紫外光固化所需能量为热固化的1/5；Ecology，生态环境保护，紫外光固化材料中不含或只含极少量溶剂，同时紫外固化所用能源为电能、不燃油或燃气，无CO₂产生，故紫外光固化技术被誉为“绿色技术”；Economy，经济，紫外光固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高，紫外固化工艺保证膜层更薄，并有优良的性能，从而减少原材料消耗，有利于降低经济成本。作为一种新型的环保型油墨，它具有节能、无溶剂排放、不污染环境、生产效率高、适用于对热敏感的承印物、印品性能优异、设备投资低等优点，因而具有可持续发展的广阔前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型喷绘机用紫外光固化油墨及其制备方法，该油墨无挥发性溶剂、对环境污染小、能源消耗少、打印流畅性好、固化速率快、图案色泽亮丽、打印底材适用性范围广，制备工艺简单。

本发明的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，按质量百分比组成为：7～15％颜料色浆、1～15％预聚物、30～75％颜料单体和3～20％光引发剂。

所述的颜料色浆的品种包括：9R870D、9Y750、9S727、9W892、9B898(Penn ColorInc.)，UV-106R236、UV-106Y208、UV-106BL7072、UV-106BK250、UV-106W170、UV-880R236、UV-880Y208、UV-880BL7072、UV-880BK250、UV-880W170(杭州科望特种油墨有限公司)。

所述的预聚物选自Ebecryl 811、Ebecryl 830、Ebecryl 1290、Ebecryl 1810、Ebecryl 1657、Ebecryl 8800、Ebecryl 8803(UCB公司)，6130B-80、6132、6145-100(长兴公司)，CN292、CN704、CN816、CN929、CN953、CN966、CN980、CN983、CN985、CN944B-85、CN963A-80、(沙多玛广州化学有限公司)中的一种或几种。

所述的颜料单体选自二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDM)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)、3-羟-2，2-二甲基-3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(HPHPDA)、异冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)、异冰片基丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸异辛酯(IOA)、N-乙烯基咔唑(NVC)、C8-C10丙烯酸酯(ODA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯(THFFA)、三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或几种。

所述的光引发剂选自1-羟基环己基苯基甲酮(Irgacure-184)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(Irgacure-369)、2，2-二甲氧基-苯基甲酮(Irgacure-651)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(Irgacure-819)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(Irgacure-907)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(Irgacure-1173)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯(EDAB)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯(EDB)、对位N，N-二甲氨基苯甲酸异辛酯(EHA)、二苯甲酮(BP)中的一种或几种。

所述红色油墨包括：40.4g9R870D颜料色浆、20g CN983预聚物、26.3g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、23.2g2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g异冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4g1-羟基环己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和3.1g二苯甲酮。

所述黄色油墨包括：25.5g9Y750颜料色浆、32g CN944B-85预聚物、30.2g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN-乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8g1-羟基环己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、5.2g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯。

所述蓝色油墨包括：38.6g9B898颜料色浆、4.7g Ebecryl 1290预聚物、31.7g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、40g异冰片基甲基丙烯酸酯、36.2g丙烯酸异辛酯、20g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、9.3g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和12.1g对位N，N-二甲氨基苯甲酸异辛酯。

所述黑色油墨包括：38.6g9S727颜料色浆、31.8g Ebecryl 811预聚物、35.3g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g异冰片基丙烯酸酯、38.9gN-乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7g1-羟基环己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.1g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和4.1g4-二甲氨基-苯甲酸乙酯。

所述白色油墨包括：32.7g9W892颜料色浆、29g CN963A-80预聚物、34g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g异冰片基丙烯酸酯、38.1gN-乙烯基咔唑、80.1g三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7g1-羟基环己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、5.2g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮。

本发明的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨的制备方法，包括：在避光的条件下，按质量百分比组成，将7～15％所述颜料色浆、1～15％所述预聚物、30～75％所述颜料单体和3～20％所述光引发剂混合，乳化30～180min，均匀分散后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤即得。

本发明的油墨利用紫外线的辐射能量，使其中的光引发剂吸收能量，受激变为自由基或阳离子，从而引发颜料单体中的不饱和双键瞬间发生聚合反应。

有益效果

(1)可挥发物(VOC)几乎为零，使得油墨环保。

(2)在紫外光照射前一直保持液态，照射后瞬间固化。

(3)由于瞬间固化，不再需要加热器等高耗能设备。

(4)无限高速打印满足更高的生产量。

(5)可喷绘高质量、高光泽的画面。

(6)无论是硬质底材还是软质底材都可取得满意的打印效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

红色油墨的制备

在避光条件下，按上述配方称取各原料，用高速乳化机乳化1h，使各成分充分混合，形成均匀的分散体系后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤，即得大型喷绘机用红色紫外光固化油墨。此油墨的物性指标如下：表面张力33.2mN/m(在24℃下由BZY-2全自动表面张力仪测定)，粘度8.50cP(在50℃下，由R/S同轴圆柱流变仪测定)，颜料颗粒平均粒径150nm(由马尔文粒径测试仪测定)，油墨打印流畅性良好，固化速率快。

实施例2

黄色油墨的制备

在避光条件下，按上述配方称取各原料，用高速乳化机乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均匀的分散体系后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤，即得大型喷绘机用黄色紫外光固化油墨。此油墨的物性指标如下：表面张力32.8mN/m(在24℃下，由BZY-2全自动表面张力仪测定)，粘度8.25cP(在50℃下，由R/S同轴圆柱流变仪测定)，颜料颗粒平均粒径135nm(由马尔文粒径测试仪测定)，油墨打印流畅性良好，固化速率快。

实施例3

蓝色油墨的制备

在避光条件下，按上述配方称取各原料，用高速乳化机乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均匀的分散体系后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤，即得大型喷绘机用蓝色紫外光固化油墨。此油墨的物性指标如下：表面张力34.1mN/m(在24℃下，由BZY-2全自动表面张力仪测定)，粘度8.36cP(在50℃下，由R/S同轴圆柱流变仪测定)，颜料颗粒平均粒径126nm(由马尔文粒径测试仪测定)，油墨打印流畅性良好，固化速率快。

实施例4

黑色油墨的制备

在避光条件下，按上述配方称取各原料，用高速乳化机乳化2.0h，使各成分充分混合，形成均匀的分散体系后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤，即得大型喷绘机用黑色紫外光固化油墨。此油墨的物性指标如下：表面张力30.9mN/m(在24℃下，由BZY-2全自动表面张力仪测定)，粘度8.65cP(在50℃下，由R/S同轴圆柱流变仪测定)，颜料颗粒平均粒径139nm(由马尔文粒径测试仪测定)，油墨打印流畅性良好，固化速率快。

实施例5

白色油墨的制备

在避光条件下，按上述配方称取各原料，用高速乳化机乳化1.0h，使各成分充分混合，形成均匀的分散体系后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤，即得大型喷绘机用白色紫外光固化油墨。此油墨的物性指标如下：表面张力32.6mN/m(在24℃下，由BZY-2全自动表面张力仪测定)，粘度8.28cP(在50℃下，由R/S同轴圆柱流变仪测定)，颜料颗粒平均粒径150nm(由马尔文粒径测试仪测定)，油墨打印流畅性良好，固化速率快。

Claims

1.一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，按质量百分比组成，该油墨包括：7～15％颜料色浆、1～15％预聚物、30～75％颜料单体和3～20％光引发剂，以上各组分总和为100％；其中所述的光引发剂选自1-羟基环己基苯基甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2，2-二甲氧基-苯基甲酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯、异丙基硫杂蒽酮、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯、对位N，N-二甲氨基苯甲酸异辛酯、二苯甲酮中的几种。

2.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，所述的颜料单体选自二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、3-羟-2，2-二甲基-3-羟-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、丙烯酸异辛酯、N-乙烯基咔唑、C8-C10丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，其组分包括：26.3g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、23.2g2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g异冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4g1-羟基环己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和3.1g二苯甲酮；所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨为红色油墨。

4.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，其组分包括：30.2g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN-乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8g1-羟基环己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、5.2g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯；所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨为黄色油墨。

5.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，其组分包括：31.7g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、40g异冰片基甲基丙烯酸酯、36.2g丙烯酸异辛酯、20g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、9.3g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和12.1g对位N，N-二甲氨基苯甲酸异辛酯；所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨为蓝色油墨。

6.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，其组分包括：35.3g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g异冰片基丙烯酸酯、38.9gN-乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7g1-羟基环己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.1g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和4.1g4-二甲氨基-苯甲酸乙酯；所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨为黑色油墨。

7.根据权利要求1所述的一种大型喷绘机用紫外光固化油墨，其特征在于，其组分包括：34g甲基丙烯酸四氢呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g异冰片基丙烯酸酯、38.1gN-乙烯基咔唑、80.1g三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7g1-羟基环己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、5.2g2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮；所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨为白色油墨。

8.一种如权利要求1所述的大型喷绘机用紫外光固化油墨的制备方法，包括：在避光的条件下，按质量百分比，将7～15％所述颜料色浆、1～15％所述预聚物、30～75％所述颜料单体和3～20％所述光引发剂混合，乳化30～180min，均匀分散后，用孔径为0.2～2μm的微孔滤膜过滤即得；其中所述的颜料色浆、预聚物、颜料单体和光引发剂的总和为100％。