CN103613989B - 一种有机硅改性led-uv油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机硅改性LED-UV油墨及其制备方法，属于油墨技术领域。本发明的有机硅改性LED-UV油墨，其组分及质量百分含量为：自由基聚合物30~40%、光敏引发剂3~8%、含硅多乙烯基醚化合物2~6%、颜料10~30%、溶剂5~20%、助剂11~16%。该油墨具有固化速度快、耐候性好、耐溶剂性好、附着力强及耐摩擦性优异等特点，适合多种印刷方式和生产需求。

Description

一种有机硅改性LED-UV油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种有机硅改性LED-UV油墨及其制备方法，属于油墨技术领域。

背景技术

近年来，UV技术在印刷工业取得了长足的发展。其优点显而易见：干燥时间短、光泽性好、适印范围广。但是由于UV油墨只能在UV光下干燥，需要在印刷生产线上配备额外的设备，如UV辐射灯管、配电箱和抽吸设备，印刷机还需使用耐UV墨辊以及特殊的清洗剂，UV油墨印刷过程中还会产生臭氧，对环境造成污染。另外，UV印刷过程中会产生较多的热量，对薄膜等对温度敏感的承印物产生不利影响。

2008年，日本利优比公司在德鲁巴展会上展示了LED-UV技术，此项技术解决了大部分传统UV技术存在的问题。与传统的UV技术相比，LED-UV技术不产生热量，使用过程中不会产生臭氧，二氧化碳排放量也会大幅减少，不会对承印物造成不利影响，并且可以节省80～90%的能源。由于LED-UV设备模块小，所占位置也会减小。LED-UV的光源寿命是传统UV的10倍以上，并且LED-UV可以实现瞬时开关灯，有效提高生产率。

然而，由于LED-UV固化方式只能发射单一波长的紫外线，所以印刷时必须使用能在单一波长下固化的油墨。现在市场正处于开发阶段，油墨品种还较少。目前针对LED-UV油墨公开的专利有CN102863848A、CN102732094A、CN102719143A、CN103045007A，对LED-UV油墨的固化速度、固化效率、附着力等做了研究，并没有涉及LED-UV油墨的耐候性、耐溶剂性、耐刮擦性的研究。本发明旨在开发耐候性、耐溶剂性、耐刮擦性优良的LED-UV油墨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐候性好、增硬耐磨、耐溶剂性好的LED-UV油墨。该油墨涂膜速度快、固化速度快、稳定性好、耐老化、耐刮擦，生产过程环保节能，适合多种印刷方式及生产要求。

为实现本发明的目的，采取如下技术方案：

一种有机硅改性LED-UV油墨，其组分及质量百分比含量为：自由基聚合物30～40%、光敏引发剂3～8%、含硅多乙烯基醚化合物2～6%、颜料10～30%、溶剂5～20%、助剂11～16%；所述的含硅多乙烯基醚化合物为含硅二乙烯基醚或含硅多乙烯基醚中的一种或两种，所述含硅二乙烯基醚的化学式如下

其中R₁，R₂分别独立的表示氢原子、甲基或乙基；

所述含硅多乙烯基醚的化学式如下

其中n取2～5的整数。

所述的光敏引发剂为含氨基烷基苯基酮、噻吨酮和多官能氨基苯甲酸酯中的一种或一种以上的混合物。

所述的助剂为消泡剂、流平剂、填料、超分散剂中一种或一种以上的混合物。

所述的溶剂为去离子水、乙醇和丙酮中的一种或一种以上的混合物。

所述的自由基聚合物包含单官能团自由基聚合物或多官能团自由基聚合物。

所述的单官能团自由基聚合物包含N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基异甲酰胺、N-乙烯基异乙酰胺、N-乙烯基异丁酰胺中的一种或一种以上的混合物。

多官能团自由基聚合物包含多官能团甲基丙烯酸酯、多官能团乙烯基醚类，其中优选多官能团甲基丙烯酸酯。

多官能团甲基丙烯酸酯，包含新戊二醇甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯和丙三醇三甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物。

所述的多官能团乙烯基醚类，包含乙二醇单乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚和环己烷二甲醇二乙烯基醚中的一种或一种以上的混合物。

本发明提供的有机硅改性LED-UV油墨的制备方法如下：

步骤一：将自由基聚合物、光敏引发剂、含硅多乙烯基醚化合物、颜料、溶剂、助剂按配比投入密闭的反应容器中，在40～50℃的温度范围内，转速为400～600rpm的搅拌机中搅拌1～2h，使原料混合均匀；

步骤二：使用三辊研磨机对步骤一中分散好的原料进行研磨加工至5～25um,即得到有机硅改性LED-UV油墨。

本发明克服了现有LED-UV油墨的缺点，提供一种有机硅改性LED-UV油墨。含硅乙烯基醚化合物因为的阳离子存在使得油墨聚合性优异，而且由于硅原子的引入，使得油墨具有更好的耐候性、耐溶剂性、耐刮擦性，综合性能表现更为优异。

具体实施方式

本发明通过下列非限制的实施例进一步加以说明，但非用以限制本发明的范围，油墨配方中的百分比均为重量比。

实施例1

油墨各组分配比如下：

在40℃环境下，将各组分原料按照以上比例混合后置于转速为400rpm的搅拌机中搅拌1h，使原料混合均匀。再将以上混合均匀的原料置于三辊研磨机中研磨0.5h，使原料达到10um的细度，即得到有机硅改性LED-UV油墨。

所得油墨通过红外加热流平、烘干，利用365nmLED-UV光源辐射于纸质材料表面固化成膜，经过测试后，其性能如表1所示。

表1

实施例2

油墨各组分配比如下：

在50℃环境下，将各组分原料按照以上比例混合后置于转速为500rpm的搅拌机中搅拌1.5h，使原料混合均匀。再将以上混合均匀的原料置于三辊研磨机中研磨0.5h，使原料达到15um的细度，即得到有机硅改性LED-UV油墨。

所得油墨通过红外加热流平、烘干，利用365nm的LED-UV光源辐射于纸质材料表面固化成膜，经过测试后，其性能如表2所示。

表2

实施例3

油墨各组分配比如下：

在45℃环境下，将各组分原料按照以上比例混合后置于转速为600rpm的搅拌机中搅拌1h，使原料混合均匀。再将以上混合均匀的原料置于三辊研磨机中研磨0.5h，使原料达到20um的细度，即得到有机硅改性LED-UV油墨。

所得油墨通过红外加热流平、烘干，利用365nm的LED-UV光源辐射于纸质材料表面固化成膜，经过测试后，其性能如表3所示。

表3

实施例4

油墨各组分配比如下：

在50℃环境下，将各组分原料按照以上比例混合后置于转速为400rpm的搅拌机中搅拌1h，使原料混合均匀。再将以上混合均匀的原料置于三辊研磨机中研磨1h，使原料达到20um的细度，即得到有机硅改性LED-UV油墨。

所得油墨通过红外加热流平、烘干，利用365nm的LED-UV光源辐射于纸质材料表面固化成膜，经过测试后，其性能如表4所示。

表4

实施例5

油墨各组分配比如下：

在50℃环境下，将各组分原料按照以上比例混合后置于转速为400rpm的搅拌机中搅拌2h，使原料混合均匀。再将以上混合均匀的原料置于三辊研磨机中研磨0.5h，使原料达到15um的细度，即得到有机硅改性LED-UV油墨。

表5

所得油墨通过红外加热流平、烘干，利用365nm的LED-UV光源辐射于纸质材料表面固化成膜，经过测试后，其性能如表5所示。

Claims (9)

1.一种有机硅改性LED-UV油墨，其特征在于，其组分及质量百分比含量为：自由基聚合物30～40％、光敏引发剂3～8％、含硅多乙烯基醚化合物2～6％、颜料10～30％、溶剂5～20％、助剂11～16％；所述的含硅多乙烯基醚化合物为含硅二乙烯基醚或含硅多乙烯基醚中的一种或两种，所述含硅二乙烯基醚的化学式如下

其中R₁，R₂分别独立的表示氢原子、甲基或乙基；

所述含硅多乙烯基醚的化学式如下

其中n取2～5的整数。

2.根据权利要求1所述的油墨，其特征在于，光敏引发剂为含氨基烷基苯基酮、噻吨酮和多官能氨基苯甲酸酯中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的油墨，其特征在于，所述的助剂为消泡剂、流平剂、填料、超分散剂中一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的油墨，其特征在于，所述的溶剂为去离子水、乙醇和丙酮中的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的油墨，其特征在于，所述的自由基聚合物包含单官能团自由基聚合物或多官能团自由基聚合物。

6.根据权利要求5所述的油墨，其特征在于，所述的单官能团自由基聚合物包含N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基异丁酰胺中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求5所述的油墨，其特征在于，所述多官能团自由基聚合物包括多官能团甲基丙烯酸酯或多官能团乙烯基醚类。

8.根据权利要求7所述的油墨，其特征在于，所述多官能团甲基丙烯酸酯，包含1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯和丙三醇三甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物。

9.权利要求1至8中任意一项所述油墨的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将自由基聚合物、光敏引发剂、含硅多乙烯基醚化合物、颜料、溶剂、助剂按配比投入密闭的反应容器中，在40～50℃的温度范围内，转速为400～600rpm的搅拌机中搅拌1～2h，使原料混合均匀；

步骤二：使用三辊研磨机对步骤一中分散好的原料进行研磨加工至5～25μm,即得到有机硅改性LED-UV油墨。