CN103275551A - 一种柔版印刷水性uv油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔版印刷水性UV油墨，按重量百分比由以下组分组成：60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。本发明还公开了一种制备柔版印刷水性UV油墨的方法，解决了现有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差和有毒的问题。
Description
技术领域
本发明属于印刷复制技术领域，涉及一种柔版印刷水性UV油墨及其制备方法。
背景技术
目前我国的标签印刷以凸印、胶印和丝网印刷为主，而欧美发达国家主要采用柔性版印刷方式。随着国内制版水平的不断提高和价格的不断降低，柔性版印刷的综合成本将达幅度降低，其低投入、高产出的特点将吸引越来越多的标签生产厂家。从长远来看，柔性版印刷将是包装印刷，尤其是标签印刷的首选。随着标签在商品上的广泛应用，标签印刷业得到了飞速的发展。但社会上对于标签印刷油墨的了解却远远少于对标签材质、印刷方式等方面的了解，因此标签印刷油墨领域的研究探索意义重大。
根据所采用溶剂的不同，标签印刷油墨分为水性标签印刷油墨、溶剂型标签印刷油墨和UV标签印刷油墨。在欧美发达国家，柔版印刷UV油墨在标签印刷业已应用非常广泛，柔版印刷UV油墨能利用光谱的辐射能量实现油墨的干燥，VOC排放低，对环境污染小。油墨的固含量高，色浓度也高。只要未经过UV灯照射，墨膜基本不干，因此结束生产任务时不必清洗墨路，油墨的合理损耗小。但一般柔性UV油墨具有腐蚀性，因此它对墨辊和其他印刷器具的耐腐蚀性有较高的要求。其次，柔版印刷UV油墨的墨层厚度较大，会影响叠印。还有就是柔版印刷UV油墨在调节预聚物的粘度时需要加入单体稀释剂，而这些单体稀释剂都是有毒的，对人体有害。
柔版印刷水性油墨安全性高，污染小，成本相比柔版印刷UV油墨节省30%左右。但是柔印水性油墨在网点还原和印品光泽度方面比柔版印刷UV油墨差一些；柔版印刷水性油墨的干燥时间相对长，其效率低；还有其耐溶剂性也有待提高。
随着对环境保护的重视，柔版印刷水性UV油墨的研究近年来获得了较多的关注。柔版水性UV油墨结合了柔版印刷水性油墨和柔版印刷UV油墨的优点，解决了目前柔版印刷油墨的干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差和有毒的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔版印刷水性UV油墨，以解决现有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差和有毒的问题。
本发明的另一个目的是提供上述一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法。
本发明的第一种技术方案是一种柔版印刷水性UV油墨，按重量百分比由以下组分组成：60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。
其中，基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，按重量百分比由以下组分组成：30%～35%聚四氢呋喃二元醇，10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯，0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡，4%～5%二羟甲基丙酸，8.5%～10.2%聚乙二醇，10%～12.5%三羟甲基丙烷，18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯，1%～4%三乙胺，8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物；所述色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种，所述稀释剂为水和乙醇的重量比为3：2的混合物。
助剂中各组分占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂。
助剂中消泡剂为在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷的混合物或破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯；光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚剂为对苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；润湿分散剂为聚丙烯酸盐或聚乙二醇型多元醇；光稳定剂为双（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
本发明的第二种技术方案是，一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分30%～35%聚四氢呋喃二元醇；10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯；0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡；4%～5%二羟甲基丙酸、8.5%～10.2%聚乙二醇、10%～12.5%三羟甲基丙烷；18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯；1%～4%三乙胺；8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇加入烧瓶中，进行真空脱水，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保持温度为60℃～70℃，反应时间110～130min；再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸、聚乙二醇、三羟甲基丙烷进行恒温反应，得到-NCO封端预聚体1；向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯进行封端反应；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺进行反应；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。
步骤2，按重量百分比分别称取步骤1制得的60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为60～70℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
其中，步骤1.2）中聚四氢呋喃二元醇真空脱水的时间为50～70min，脱水温度为105℃～115℃；所述步骤1.2）中加入二羟甲基丙酸、聚乙二醇、三羟甲基丙烷后，进行恒温反应的时间为140～160min，温度保持在75℃～80℃；所述步骤1.2）中加入季戊四醇三丙烯酸酯进行封端反应的时间为175～185min，温度保持在68℃～72℃；所述步骤1.2）中加入三乙胺进行反应的时间为18～23min，温度保持在32～36℃。
光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物；色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种；稀释剂为水和乙醇的重量比为3：2的混合物。
助剂中各组分占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂；所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物。
本发明柔版水性UV油墨有益效果是，通过本发明所用的基料树脂，即可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，与本发明所用的光引发剂的配合使用，使得制备出的油墨相容性优异，光固化速度更高，干燥时间短，提高了印刷效率；而且该油墨稳定性好，耐溶剂性即耐水性、耐碱性、耐乙醇性均显著提高；由于本发明所使用的稀释剂由水和乙醇组成，安全无毒，这样就解决了现有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差和有毒的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种柔版印刷水性UV油墨，按重量百分比由以下组分组成：60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。
其中，基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，按重量百分比由以下组分组成：30%～35%聚四氢呋喃二元醇（PTMG）；10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；4%～5%二羟甲基丙酸（DMPA）、8.5%～10.2%聚乙二醇（PEG600）、10%～12.5%三羟甲基丙烷（TMP）；18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）；1%～4%三乙胺（TEA）；8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物。
色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种，稀释剂为水和乙醇的重量比为3：2的混合物。
助剂中各组分占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂。
助剂中消泡剂为在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷的混合物(BYK-021)和破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物(BYK-094)；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷（BYK-333）、聚丙烯酸酯（BYK-350）；光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚剂为对苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；润湿分散剂为聚丙烯酸盐或聚乙二醇型多元醇；光稳定剂为双（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
基料树脂是柔版水性UV油墨的主要组成成分，它在油墨中起着连接料的作用，它使颜料可以均匀的分散，使油墨具有一定的流动性，并提供与承印物材料的粘附力，使油墨能够在承印物上很好的附着，并表现出耐磨、耐水、墨层厚度的均匀等性质。
本发明所用的基料树脂是可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯。该可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯光反应速度快，有利于颜料的分散，对于标签的印刷光泽度好，对于各种纸张、薄膜、金属箔、不干胶等承印物的附着力好，是水溶性树脂，绿色环保；其涂膜具有良好的机械性能及耐化学性，使得本发明的油墨耐溶剂性和稳定性均有显著提高。
光引发剂又称光敏剂，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。光引发剂在柔版水性UV油墨中起着重要作用，它影响着油墨的干燥速度，适量的光引发剂可以加快油墨的固化速度并获得良好的油墨性质。
本发明所用的光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮（907光引发剂）、1-羟基苯基环己酮（184光引发剂）、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173光引发剂）的一种或是TPO和184以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮（907光引发剂）和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173光引发剂）以重量比2：1组成的混合物。2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)是一类高效的自由基型，在长波长范围内都有吸收的高效光引发剂，它的固化速度快，具有低挥发性，适用于水基，与1-羟基苯基环己酮（184光引发剂）配合使用可以达到体系的彻底固化。2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮（907光引发剂）常用于引发丙烯酸酯等体系的快速固化，其与2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173光引发剂）配合使用固化效果最佳，使得本发明的油墨干燥时间大大缩短，提高了印刷效率。
本发明所用的基料树脂，即可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，与本发明采用的光引发剂2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、光引发剂1-羟基苯基环己酮（184光引发剂）、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮（907光引发剂）、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173光引发剂）的相容性好；制备出的油墨与现有的柔印水性UV油墨相比较，光固化速度更高。
色料能给油墨以不同的颜色和色浓度，并使油墨具有一定的粘稠度和干燥性。它为柔版水性UV油墨提供颜色和各种耐久性，对油墨的流动性和黏度都有很大影响。色料包括染料和颜料，考虑色料与树脂的相溶性和稳定性，本发明选用染料包括直接染料和活性染料，色泽鲜艳、耐晒牢度高、是不含重金属的环保型染料，具有优异的高温稳定性。颜料使用的是耐碱性强、在水性体系中的分散均匀的有机或无机颜料。
柔性版油墨比较稀，而且含有皂类更容易起泡，当用泵输送或搅拌时，有空气混入时会产生大量气泡。所以需要在制造油墨是加入一定量的消泡剂。消泡剂选用时以不影响油墨颜色、低黏度、不挥发、无毒、不易燃烧、易溶于水为基本原则，本发明中的消泡剂为疏水性固体和聚硅氧烷在聚二醇中的混合物，特别用于颜料和丙烯酸酯聚氨酯乳液的消泡剂在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷的混合物(BYK-021)和破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物(BYK-094)。
流平剂是降低表面张力,润湿难以润湿的底材,防缩孔、针孔，使油墨具有显著的流平和永久滑爽作用。本发明所用的流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷（BYK-333）、聚丙烯酸酯共聚物（BYK-350）。
阻聚剂是能使单体和预聚物的聚合反应完全终止的物质。为了避免单体在贮藏、运输等过程中发生聚合，往往在单体中加入少量阻聚剂，在使用前再将它除去。在本发明中的阻聚剂为对苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯。
光增感剂可以提高光引发剂的感光速度、加快油墨的光固化速度。本发明所用的光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯的一种。
润湿分散剂的主要作用是降低物质表面张力，防止颜料絮凝，使分散体系处于稳定状态。以无污染、低黏度、易溶于水为基本原则，选用聚丙烯酸盐或聚乙二醇型多元醇。
光稳定剂是抑制光氧化或光老化过程的助剂，它会延缓遭受阳光、热、潮湿、氧气、油污等其他污染物的作用而使得墨膜光泽度下降、褪色、发黄、粉化、变脆等老化现象。本发明所用的光稳定剂为双（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(uv-9)或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(uv-531)。
稀释剂用于降低油墨的黏度，选用水和乙醇以重量比为3:2组成的混合物作为稀释剂，以代替传统的活性稀释剂，消除VOC带来的环境污染问题，降低材料的易燃性和制备成本。
本发明还提供了如上所述柔版印刷水性UV油墨的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分：30%～35%聚四氢呋喃二元醇（PTMG）；10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；4%～5%二羟甲基丙酸（DMPA）、8.5%～10.2%聚乙二醇（PEG600）、10%～12.5%三羟甲基丙烷（TMP）；18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）；1%～4%三乙胺（TEA）；8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇（PTMG）加入烧瓶中，进行真空脱水50～70min，脱水温度为105℃～115℃，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二月桂酸二丁基锡（DBTDL），保持温度为60℃～70℃，反应时间110～130min；然后将温度升至75℃～80℃，再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸（DMPA）、聚乙二醇（PEG600）、三羟甲基丙烷（TMP）进行恒温反应140～160min，得到-NCO封端预聚体1；将温度降至68℃～72℃，向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行封端反应175～185min；将温度再降至32～36℃，向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺（TEA）反应18～23min；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。
步骤2，按重量百分比分别称取步骤1制得的60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为60～70℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
实施例1
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分：30%聚四氢呋喃二元醇（PTMG）；13%异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；0.2%二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；4.6%二羟甲基丙酸（DMPA）、9.6%聚乙二醇（PEG600）、10.7%三羟甲基丙烷（TMP）；19.9%季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）；2%三乙胺（TEA）；10%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇（PTMG）加入烧瓶中，进行真空脱水55min，脱水温度为105℃，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二月桂酸二丁基锡（DBTDL），保持温度为60℃，反应时间115min；然后将温度升至75℃，再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸（DMPA）、聚乙二醇（PEG600）、三羟甲基丙烷（TMP）进行恒温反应145min，得到-NCO封端预聚体1；将温度降至68℃，向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行封端反应175min；将温度再降至32℃，向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺（TEA）反应18min；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。
步骤2，按重量百分比分别称取以下组分：60%的基料树脂，1%的光引发剂，20%的色料，17%的助剂，2%的稀释剂，其中，助剂为占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：1%消泡剂、1%流平剂、3.5%光增感剂、1%阻聚剂、8.5%润湿分散剂和2%光稳定剂组成的混合物。
其中，基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引发剂使用TPO和184光引发剂按3：1重量比的混合物；直接染料使用G.I.直接黑19；消泡剂使用BYK-021；流平剂使用聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK-333；光增感剂使用三乙醇胺；阻聚剂使用对苯二酚；润湿分散剂使用聚丙烯酸盐；光稳定剂使用双（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯；稀释剂使用水和乙醇以重量比为3:2组成的混合物。
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为60℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
将制得的一种柔版印刷水性UV油墨刮样比色，经UV固化机固化干燥以后，检测墨层各项性能指标，检测项目结果如表1所示：
表1柔版水性UV油墨检测表
| 检测项目 | 标准 规格 | 柔版水性UV油墨 |
| 黏度，Pa.s（25℃） | GB/T1723-93 | 0.3 |
| 着色力，% | GB/10664-89 | 98 |
| 附着力，% | GB/T9286-1998 | 87 |
| 固含量，% | GB/T1725-2007 | 65 |
| 耐酸、耐碱 | GB/T1763-89 | 5级 |
| 耐溶剂性 | GB/T9274-88 | 5级 |
| 稳定性 | GB/T6753.3-86 | ≥6个月 |
实施例2
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分：31%聚四氢呋喃二元醇（PTMG）；12%异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；0.3%二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；4.7%二羟甲基丙酸（DMPA）、9.7%聚乙二醇（PEG600）、11%三羟甲基丙烷（TMP）；19.5%季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）；1%三乙胺（TEA）；10.8%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇（PTMG）加入烧瓶中，进行真空脱水60min，脱水温度为110℃，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二月桂酸二丁基锡（DBTDL），保持温度65℃，反应时间120min；然后将温度升至78℃，再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸（DMPA）、聚乙二醇（PEG600）、三羟甲基丙烷（TMP）进行恒温反应150min，得到-NCO封端预聚体1；将温度降至70℃，向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行封端反应180min；将温度再降至35℃，向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺（TEA）反应20min；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。
步骤2，按重量百分比分别称取以下组分：70%的基料树脂，2.5%的光引发剂，12%的色料，11%助剂，4.5%稀释剂，其中助剂为占柔版水性UV油墨总量的0.8%消泡剂、1%流平剂、1.5%光增感剂、0.2%阻聚剂、7%润湿分散剂和0.5%光稳定剂组成的混合物。
其中，基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引发剂使用TPO和184光引发剂是按重量百分比为3：1的混合物；直接染料使用G.I.直接黑19；消泡剂使用BYK-024；流平剂使用BYK-350；光增感剂使用三乙醇胺；阻聚剂使用对苯二酚，润湿分散剂使用聚乙二醇型多元醇，光稳定剂使用uv-9；稀释剂使用水和乙醇以重量比为3:2组成的混合物。
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为65℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
将制得的一种柔版印刷水性UV油墨刮样比色，经UV固化机固化干燥以后，检测墨层各项性能指标，检测项目结果如表2所示：
表2柔版水性UV油墨检测表
| 检测项目 | 标准 规格 | 柔版水性UV油墨 |
| 黏度，Pa.s（25℃） | GB/T1723-93 | 0.6 |
| 着色力，% | GB/10664-89 | 101 |
| 附着力，% | GB/T9286-1998 | 90 |
| 固含量，% | GB/T1725-2007 | 80 |
| 耐酸、耐碱 | GB/T1763-89 | 5级 |
| 耐溶剂性 | GB/T9274-88 | 5级 |
| 稳定性 | GB/T6753.3-86 | ≥6个月 |
实施例3
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分：35%聚四氢呋喃二元醇（PTMG）；15%异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）；0.2%二月桂酸二丁基锡（DBTDL）；4%二羟甲基丙酸（DMPA）、8%聚乙二醇（PEG600）、10%三羟甲基丙烷（TMP）；18%季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）；1%三乙胺（TEA）；8.8%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇（PTMG）加入烧瓶中，进行真空脱水65min，脱水温度为115℃，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和二月桂酸二丁基锡（DBTDL），保持温度为70℃，反应时间130min；然后将温度升至80℃，再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸（DMPA）、聚乙二醇（PEG600）、三羟甲基丙烷（TMP）进行恒温反应155min，得到-NCO封端预聚体1；将温度降至72℃，向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）进行封端反应185min；将温度再降至36℃，向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺（TEA）反应23min；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。
步骤2，按重量百分比分别称取以下组分：78%的基料树脂，5.5%的光引发剂，6%的色料，7%助剂，3.5%稀释剂，其中助剂为占柔版水性UV油墨总量的0.3%消泡剂、0.7%流平剂、1.5%光增感剂、0.2%阻聚剂、4%润湿分散剂和0.3%光稳定剂组成的混合物。
其中，基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引发剂使用TPO和184光引发剂是按重量百分比为3：1的混合物；直接染料使用G.I.直接黑19；消泡剂使用BYK-024；流平剂使用BYK-350；光增感剂使用三乙醇胺；阻聚剂使用对苯二酚，润湿分散剂使用聚乙二醇型多元醇，光稳定剂使用uv-531；稀释剂使用水和乙醇以重量比为3:2组成的混合物。
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为70℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
将制得的一种柔版印刷水性UV油墨刮样比色，经UV固化机固化干燥以后，检测墨层各项性能指标，检测项目结果如表3所示：
表3柔版水性UV油墨检测表
| 检测项目 | 标准 规格 | 柔版水性UV油墨 |
| 黏度，Pa.s（25℃） | GB/T1723-93 | 0.8 |
| 着色力，% | GB/10664-89 | 99 |
| 附着力，% | GB/T9286-1998 | 89 |
| 固含量，% | GB/T1725-2007 | 78 |
| 耐酸、耐碱 | GB/T1763-89 | 5级 |
| 耐溶剂性 | GB/T9274-88 | 5级 |
| 稳定性 | GB/T6753.3-86 | ≥6个月 |
从以上三个实施例中可以看出，与现有的柔版印刷油墨相比，本发明制得的柔版印刷水性UV油墨，黏度适中，适合标签印刷；其着色力、附着力、固含量均达到或高于现有柔版印刷油墨的固含量，印刷质量优异；用浸泡法测得其耐酸碱性、耐溶剂性即耐水性、耐碱性、耐乙醇性均显著提高，达到5级，使其在标签印刷领域得到广泛应用；存储稳定性都达到了6个月以上，稳定性好。
同时，由于本发明的柔版印刷水性UV油墨无需加入单体稀释剂，所以安全无污染；在使用本发明的油墨印刷时，无网点扩大，设备容易清洗，对于实现环保、健康的绿色印刷十分有利；本发明所用的基料树脂与光引发剂配合使用，相容性优异，光固化速度更高，使得本发明的柔版印刷水性UV油墨干燥时间较短，提高了印刷效率，解决了现有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差和有毒的问题。
Claims (9)
1.一种柔版印刷水性UV油墨，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物。
2.如权利要求1所述的一种柔版印刷水性UV油墨，其特征在于，所述基料树脂为可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，按重量百分比由以下组分组成：30%～35%聚四氢呋喃二元醇，10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯，0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡，4%～5%二羟甲基丙酸，8.5%～10.2%聚乙二醇，10%～12.5%三羟甲基丙烷，18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯，1%～4%三乙胺，8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%。
3.如权利要求1所述的一种柔版印刷水性UV油墨，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物；所述色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种；所述稀释剂为水和乙醇的重量比为3：2的混合物。
4.如权利要求1所述的一种柔版印刷水性UV油墨，其特征在于，所述助剂中各组分占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂。
5.如权利要求1或4所述的一种柔版印刷水性UV油墨，其特征在于，所述助剂中消泡剂为在聚乙二醇中的憎水固体和破泡聚硅氧烷的混合物或破泡聚硅氧烷和憎水固体的混合物；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯；光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚剂为对苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；润湿分散剂为聚丙烯酸盐或聚乙二醇型多元醇；光稳定剂为双（1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
6.一种根据权利要求1至5中任一权利要求所述的一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制备基料树脂
1.1）按照重量比称取以下组分30%～35%聚四氢呋喃二元醇；10%～15%异佛尔酮二异氰酸酯；0.2%～0.4%二月桂酸二丁基锡；4%～5%二羟甲基丙酸、8.5%～10.2%聚乙二醇、10%～12.5%三羟甲基丙烷；18.5%～22%季戊四醇三丙烯酸酯；1%～4%三乙胺；8%～15%去离子水，以上各组分的重量百分比之和为100%；
1.2）将步骤1.1）中称取好的聚四氢呋喃二元醇加入烧瓶中，进行真空脱水，脱水完成之后进行冷却；再向烧瓶中缓慢加入步骤1.1）中称取好的异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，保持温度为60℃～70℃，反应时间110～130min；再向烧瓶中依次加入步骤1.1）中称取好的二羟甲基丙酸、聚乙二醇、三羟甲基丙烷进行恒温反应，得到-NCO封端预聚体1；向烧瓶中再加入步骤1.1）中称取好的季戊四醇三丙烯酸酯进行封端反应；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的三乙胺进行反应；再向烧瓶中加入步骤1.1）中称取好的去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂；
步骤2，按重量百分比分别称取步骤1制得的60%～80%的基料树脂，0.3%～6%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%的助剂，2%～8%的稀释剂，以上各组分的重量百分比之和为100%，其中，所述助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂组成的混合物；
步骤3，将步骤2中称取好的基料树脂倒入反应容器中，反应温度为60～70℃，再缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液；
步骤4，先将步骤1中称取的色料和稀释剂充分混合，再将其加入到步骤2制备好的混合溶液中，均匀搅拌，最后加入助剂，充分混合搅拌，即制得本发明的一种柔版印刷水性UV油墨。
7.如权利要求6所述的一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2）中聚四氢呋喃二元醇真空脱水的时间为50～70min，脱水温度为105℃～115℃；所述步骤1.2）中加入二羟甲基丙酸、聚乙二醇、三羟甲基丙烷后，进行恒温反应的时间为140～160min，温度保持在75℃～80℃；所述步骤1.2）中加入季戊四醇三丙烯酸酯进行封端反应的时间为175～185min，温度保持在68℃～72℃；所述步骤1.2）中加入三乙胺进行反应的时间为18～23min，温度保持在32～36℃。
8.如权利要求6所述的一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物；所述色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种；所述稀释剂为水和乙醇的重量比为3：2的混合物。
9.如权利要求6所述的一种柔版印刷水性UV油墨的制备方法，其特征在于，所述助剂中各组分占柔版印刷水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂；所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、1-羟基苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的一种，或是2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和1-羟基苯基环己酮以重量比3：1组成的混合物，或者是2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮以重量比2：1组成的混合物。
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