CN102702848A

CN102702848A - 一种低卤轮转uv环保型油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN102702848A
Application number: CN2012101816056A
Authority: CN
Inventors: 王景全; 杜贤钢
Original assignee: WUXI JINQIAO FINE INK CO Ltd
Current assignee: Jinqiao Deke New Materials Co.,Ltd.
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: CN102702848B

Abstract

本发明提出一种低卤轮转UV环保型油墨，其包括的原料组分及含量(wt％)为：混合树脂55-75％，混合紫外光引发剂5-11％，阻聚剂0.05-0.5％，分散剂1-2％，颜料16-45％，附着力促进剂1-3％，抗划痕剂耐磨助剂1-3％，以及功能性填料3-8％。本发明还提出此种低卤轮转UV环保型油墨的制备方法。本发明的低卤轮转UV环保型油墨，固化快、墨层颜色鲜艳、光泽柔和均匀、大幅度提高了耐酒精擦试和耐橡皮擦试性能、油墨无卤、无重金属、因未使用小分子活性单体和溶剂，而杜绝了有机挥发物VOCS，大大降低了油墨刺激性气味，兼具环保性；同时油墨的流动性好，印刷适应性广，附着力好，可以在多种底材和轮转印刷机上印刷。

Description

一种低卤轮转UV环保型油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种UV环保型油墨及其制备方法，尤其是涉及一种紫外光固化低卤轮转油墨及其制备方法。

背景技术

紫外光固化轮转油墨(简称UV轮转油墨)是由UV齐聚体树脂、活性单体、紫外光引发剂、颜料、填料和其他油墨助剂组成。UV齐聚体树脂和UV活性单体的分子结构中带有不饱和双键，当紫外光引发剂在紫外线的照射下，会产生许多游离的自由基，这些自由基活性很高，具有很强的能量，从而引发UV齐聚体、活性单体进行交联反应、固化成膜。而在UV轮转油墨中，UV齐聚体在整个配方中的比例较大，是主要的成膜物质。因此，齐聚体的性质决定了UV轮转油墨的主要性能。活性稀释剂的作用主要有两个：其一，降低体系粘度，使油墨具有更好的流动性，其二，活性稀释剂小分子同样含有不饱和双健结构，因此能够与UV齐聚体树脂发生聚合反应。紫外光引发剂的作用是吸收紫外光光子的能量后产生活性自由基，自由基使UV齐聚体树脂、单体间相互发生聚合反应，最终从而使油墨固化成膜。传统的UV轮转油墨一般选择环氧丙烯酸酯齐聚体、聚酯丙烯酸酯齐聚体、聚氨酯丙烯酸酯齐聚体进行搭配，作为油墨的主体树脂；对于活性单体，则选择二缩三丙二醇双丙烯酸脂(TPGDA)、三轻甲基丙烷三丙烯酸脂(TMPTA)、1，6一己二醇二丙烯酸脂(HDDA)等，在配方里单一使用或进行搭配。而配方中的颜料，在选择时也未对卤素和重金属等方面进行严格的控制，特别是黄色颜料，一般都是选择12#或13#黄(PY12或PY13)。所以，传统的UV轮转油墨，在耐磨性、耐酒精等方面都达不到现有产品的要求，对于出口欧盟的电子产品，其卤素和重金属也达不到要求。虽说传统的UV轮转油墨配方里没有溶剂，从机理上杜绝了挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOCS)的产生，可是小分子的活性单体在常温下的饱和蒸气压较大，容易挥发，而且这类活性稀释剂大多具有比较强烈的刺激性气味，因此生产出来UV油墨可能会污染生产和使用的环境，损害操作人员的身体健康。

发明内容

为了克服上述现有的UV轮转油墨技术存在的缺陷，本发明提供一种固化快速、低VOCS挥发、无卤素、无重金属、耐酒精、耐磨性佳、附着力好、印刷适应性佳的低卤轮转UV环保型油墨及其制备方法。

由于大分子齐聚物拥有较大的聚合度，分子量远远大于一般的活性单体，分子间的作用力和内聚能密度更大。一般来说，大分子齐聚物很难克服分子间巨大的作用力彼此远离，与有机小分子相比，聚合物很难气化，同时聚合物的刺激性气味很小。因此，采用高官能度低粘度的UV齐聚物或大分子的高官能度活性单体来取代一般的小分子活性单体，不但降低了UV油墨VOCS的排放量，减少油墨的刺激性气味，净化了生产和使用的环境，使紫外光固化油墨更加环保。同时，高官司大分子的齐聚物或活性单体，固化速度更快，节能环保，提高了劳动生产率和增加经济效益。而且，固化成膜后交联密度更高，在耐酒精、耐磨性方面性能更加优异。

具体的，为达到本发明的目的，本发明的一种低卤轮转UV环保型油墨包括的组分及含量(wt％)为：混合树脂55-75％，混合紫外光引发剂5-11％，阻聚剂0.05-0.5％，分散剂1-2％，颜料16-45％，附着力促进剂1-3％，抗划痕剂耐磨助剂1-3％，以及功能性填料3-8％；其中所述的混合树脂为六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酯、四官能聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、四官能低粘度聚醚丙烯酸酯按重量比(25-40)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-10)的混合物；所述混合紫外光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮，异丙基硫杂蒽酮，2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2吗啉基-1-丙酮，2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述阻聚剂包括PMP(对羟基苯甲醚)和510〔三(N-亚硝基-苯基羟胺)铝盐〕；所述的分散剂为24000超分散剂和BYK-168高分子分散剂。

优选的，所述的颜料包括钛白粉，黄色颜料，红色颜料，兰色颜料，特黑250和250R颜料，上述颜料均为无卤，无重金属产品；

再优选的，所述的抗划痕剂耐磨助剂为蜡粉。

再优选的，所述功能性填料为微粉化特殊表面处理的高岭土。

根据本发明的另一目的，本发明的一种低卤轮转UV环保型油墨的制备方法包括以下步骤：

S1：按照上述的材料组分及含量(wt％)备料：

S2：按比例配制得到混合树脂，控制温度为40℃-60℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状；

S3：在混合树脂中添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌20-40分钟；

S4：在配料桶里加入抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、颜料和功能性填料等，再继续搅拌20-30分钟，使颜料和助剂充分分散在树脂里；

S5：将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，研磨3-4遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型油墨；

其中，以上步骤S2-S5的操作都在避光条件下进行。

优选的，在步骤S2中将所述混合树脂用高速分散机搅拌时高速分散机的转速控制在400-800转/分钟，时间为10-20分钟；

再优选的，在步骤S3中搅拌机的转速控制在600-1000转/分钟；

再优选的，在步骤S4中的搅拌时的温度控制在40-60℃，转速控制在600-1000转/分钟；

再优选的，在步骤S5中三辊研磨机冷却水的温度控制在35-40℃之间，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间。

与传统的UV轮转油墨相比，本发明油墨固化快、墨层颜色鲜艳、光泽柔和均匀、大幅度提高了耐酒精擦试和耐橡皮擦试性能、油墨无卤、无重金属、因未使用小分子活性单体和溶剂，而杜绝了有机挥发物VOCS，大大降低了油墨刺激性气味，使得本发明油墨在环保性方面有了保证。同时本明油墨流动性好，印刷适应性广，附着力好，可以在多种底材和轮转印刷机上印刷，印刷产品能全方位的满足客户的要求。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：

图1所示为本发明的一种低卤轮转UV环保型油墨的制备方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1所示的本发明的一种低卤轮转UV环保型油墨的制备方法的步骤流程示意图和多个具体实施例对本发明进行详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制于本发明的范围。同时，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以根据实际情况，对本发明在配方上进行调整或优化，这些等价形式同样是本发明申请所附权利要求书所限定的范围。

下述的具体实施中，所述的六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酯为上海艺联光固化有限公司定制的含有耐酒精基团的UV2600E树脂，四官能聚酯丙烯酸酯为美国沙多玛公司的CN8200，改性环氧丙烯酸酯为日本化药化工有限公司的R115W，四官能低粘度聚醚丙烯酸酯为BASF公司的PO94F；所述紫外光引发剂均采购自BASF公司和北京英力科技发展有限公司；所述阻聚剂为无锡隆成科技有限公司生产的PMP(对羟基苯甲醚)和510〔三(N-亚硝基-苯基羟胺)铝盐〕；所述的分散剂为美国路博润公司生产的24000超分散剂和德国毕国公司生产BYK-168高分子分散剂；所述的颜料包括：美国亨斯迈公司生产的钛白粉TR52，日本稻田产业株式会社生产的黄色颜料TC151和TC180，日本DIC公司生产的红色颜料6B236S和6B350SD，美国富林特公司生产兰色颜料7072D，德固萨公司生产的黑色颜料特黑250和卡博特公司生产的黑色颜料250R。上述颜料均为无卤，无重金属产品；所述的附着力促进剂为美国道康宁公司的Z-6020和Z-6040添加剂；所述的抗划痕剂耐磨助剂为美国三叶公司生产的S-395-N5蜡粉；所述功能性填料为美国KaMin LLC公司生产的7005CS微粉化特殊表面处理的高岭土。

实施例1：白色油墨的制备

(1)、油墨配方

(2)在避光条件下进行油墨制备：(因为是具体实施例，所以下述的各制备过程中的条件如转速、温度、压力、时间等应改为一个具体的值，只要是在原数据范围内的数据值即可)

按比例配制得到混合树脂，控制温度为50℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状，高速分散机的转速控制在600转/分钟，时间为15分钟；再添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，让混合紫外光引发剂和阻聚剂完全溶解、分散剂完全均匀分散在混合树脂里；再往配料桶里加入余下的抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、白色颜料和功能性填料等，再继续搅拌20分钟，温度控制在50℃，转速控制在800转/分钟，使白色颜料和助剂充分分散在树脂里；然后将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，三辊研磨机冷却水的温度控制在35℃，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间，研磨2-33遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型白色油墨。

实施例2：四色黄油墨的制备

(1)、油墨配方

(2)在避光条件下进行油墨制备：

按比例配制得到混合树脂，控制温度为50℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状，高速分散机的转速控制在600转/分钟，时间为15分钟；再添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，让混合紫外光引发剂和阻聚剂完全溶解、分散剂完全均匀分散在混合树脂里；再往配料桶里加入余下的抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、黄色颜料和功能性填料等，再继续搅拌20分钟，温度控制在50℃，转速控制在800转/分钟，使黄色颜料和助剂充分分散在树脂里；然后将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，三辊研磨机冷却水的温度控制在35℃，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间，研磨2-33遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型黄色油墨。实施例3：四色红油墨的制备

(1)、油墨配方

(2)在避光条件下进行油墨制备：

按比例配制得到混合树脂，控制温度为50℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状，高速分散机的转速控制在600转/分钟，时间为15分钟；再添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，让混合紫外光引发剂和阻聚剂完全溶解、分散剂完全均匀分散在混合树脂里；再往配料桶里加入余下的抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、红色颜料和功能性填料等。再继续搅拌20分钟，温度控制在50℃，转速控制在800转/分钟，使红色颜料和助剂充分分散在树脂里；然后将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，三辊研磨机冷却水的温度控制在35℃，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间，研磨3-44遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型红色油墨。

实施例4：四色兰油墨的制备

(1)、油墨配方

(2)在避光条件下进行油墨制备：

按比例配制得到混合树脂，控制温度为50℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状，高速分散机的转速控制在600转/分钟，时间为15分钟；再添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，让混合紫外光引发剂和阻聚剂完全溶解、分散剂完全均匀分散在混合树脂里；再往配料桶里加入余下的抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、红色颜料和功能性填料等，再继续搅拌20分钟，温度控制在50℃，转速控制在800转/分钟，使红色颜料和助剂充分分散在树脂里；然后将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，三辊研磨机冷却水的温度控制在35℃，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间，研磨3-44遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型红色油墨。

实施例5：四色黑油墨的制备

(1)、油墨配方

(2)在避光条件下进行制备油墨：

按比例配制得到混合树脂，控制温度为50℃，将该混合树脂用高速分散机搅拌均匀成均匀浆状，高速分散机的转速控制在600转/分钟，时间为15分钟；再添加混合紫外光引发剂、分散剂和阻聚剂，继续搅拌30分钟，转速控制在800转/分钟，让混合紫外光引发剂和阻聚剂完全溶解、分散剂完全均匀分散在混合树脂里；再往配料桶里加入余下的抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、黑色颜料和功能性填料等。再继续搅拌20分钟，温度控制在50℃，转速控制在800转/分钟，使黑色颜料和助剂充分分散在树脂里；然后将配制搅拌好的油墨用三辊研磨机进行研磨分散，三辊研磨机冷却水的温度控制在35℃，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间，研磨3-44遍后，用25微米的刮板细度计检测油墨的细度，当油墨细度达到5微米或以下时，检测油墨的其他性能脂标，合格后对油墨进行包装，得到成品低卤轮转UV环保型黑色油墨。

本发明的配料及制备方法所得的油墨的主要技术指标测试结果如下：

本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims

1.一种低卤轮转UV环保型油墨，其特征在于，所述油墨包括的组分及含量(wt％)为：混合树脂55-75％，混合紫外光引发剂5-11％，阻聚剂0.05-0.5％，分散剂1-2％，颜料16-45％，附着力促进剂1-3％，抗划痕剂耐磨助剂1-3％，以及功能性填料3-8％；

其中，所述的混合树脂为六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酯、四官能聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯、四官能低粘度聚醚丙烯酸酯按重量比(25-40)∶(10-20)∶(5-15)∶(5-10)的混合物；所述混合紫外光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮，异丙基硫杂蒽酮，2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2吗啉基-1-丙酮，2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；所述阻聚剂包括PMP(对羟基苯甲醚)和510〔三(N-亚硝基-苯基羟胺)铝盐〕；所述的分散剂为24000超分散剂和BYK-168高分子分散剂。

2.如权利要求1所述的一种低卤轮转UV环保型油墨，其特征在于，所述的颜料包括钛白粉，黄色颜料，红色颜料，兰色颜料，特黑250和250R颜料，上述颜料均为无卤，无重金属产品。

3.如权利要求1所述的一种低卤轮转UV环保型油墨，其特征在于，所述的抗划痕剂耐磨助剂为蜡粉。

4.如权利要求1所述的一种低卤轮转UV环保型油墨，其特征在于，所述功能性填料为微粉化特殊表面处理的高岭土。

5.一种低卤轮转UV环保型油墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：按照如权利要求1所述的材料组分及含量(wt％)备料：

S4：在配料桶里加入抗划伤耐磨助剂、附着力促进剂、颜料和功能性填料等，再继续搅拌20-30分钟，使颜料和助剂充分分散在树脂里；以及

其中，步骤S2至S5的操作都在避光条件下进行。

6.如权利要求5所述的低卤轮转UV环保型油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中将所述混合树脂用高速分散机搅拌时高速分散机的转速控制在400-800转/分钟，时间为10-20分钟。

7.如权利要求5所述的低卤轮转UV环保型油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中搅拌机的转速控制在600-1000转/分钟。

8.如权利要求5所述的低卤轮转UV环保型油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的搅拌时的温度控制在40-60℃，转速控制在600-1000转/分钟。

9.如权利要求5所述的低卤轮转UV环保型油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中三辊研磨机冷却水的温度控制在35-40℃之间，辊筒压强控制在2-3Mp.a之间。