CN103666082A

CN103666082A - 一种应用于马口铁的防伪uv印铁油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN103666082A
Application number: CN201310717815.7A
Authority: CN
Inventors: 王方文; 刘国民; 罗彦超; 蒲治瑞
Original assignee: Shenzhen Shensaier Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Shensaier Co Ltd
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: CN103666082B

Abstract

本发明公开了一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法，该油墨是由下列组份制成：以重量比计（以下所述比例，均为重量比），预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份；将上述组份按照一定步骤配料后分散即可制得所述应用于马口铁的防伪UV印铁油墨。该油墨及其制备方法能够增强油墨的附着力，使油墨能满足金属表面印刷要求；而且该油墨及其制备方法具有干燥速度快、工艺简单、节能环保、抗划伤能力好、柔韧性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要的特点。

Description

一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油墨，特别涉及一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法。

背景技术

马口铁（SPTE）是两面镀有锡的铁皮，即冷轧低碳薄钢板，可防锈、耐腐蚀、无毒、又名镀锡铁，主要用于制作金属包装，包括罐头食品、饮料、化工、医药、卫生、涂料、油漆、喷雾剂、化妆品瓶盖等。随着时代科技的发展，人民生活水平的提高，对包装印刷行业提出了更高的要求。传统烘烤型印铁油墨由于其工艺需要使用溶剂和烘烤加热，普遍存在VOC较大、印刷效率低，不够环保节能等问题，逐步将会被紫外光固化型印铁油墨所取代。紫外光（UV）固化印铁油墨是一种紫外光固化、应用于金属材质上的油墨，由于其印刷工艺不需要使用溶剂和加热烘烤，具有能耗低、效率高、安全环保等优点，是印铁油墨发展的一个重要方向，越来越受到人们的重视。但UV印铁油墨本身一般附着力较差，不便于在其上面进行彩绘，柔韧性和耐磨性以及耐候加工性较差，很大程度上限制了其在印刷包装领域的应用。

目前，国内厂家油墨产品能满足印铁印刷要求，对承印品马口铁具有良好的附着性能、柔韧性和耐磨性并具有特殊防伪效果的印铁UV胶印油墨还未开发出成熟的产品，特别是具有特殊防伪效果的印铁UV油墨产品。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法。该油墨及其制备方法能够增强油墨的附着力，使油墨能满足金属表面印刷要求；而且本发明的油墨连结料经光固干燥后应具有一定的交联聚合度，具备优良的机械性能。

本发明的另一个目的在于提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法。该油墨及其制备方法具有干燥速度快、工艺简单、节能环保、抗划伤能力好、柔韧性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要的特点。

本发明的再一个目的在于提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法。该油墨及其制备方法所产生的印品能够在红外灯照射在印品时会发出绿光，而用紫外灯照射发出红光，具有突出的防伪效果。

为达到上述目地，本发明是按照如下方式实现的。

一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨，其特征在于，该油墨是由下列组份制成：以重量比计（以下所述比例，均为重量比），预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份；且所述的预聚物是由聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、热塑性丁苯橡胶混合组成，按重量比计其比例为，聚氨酯丙烯酸酯：丙烯酸酯：聚酯丙烯酸酯：热塑性丁苯橡胶为14.9～24.5份：10～15：15～20份：0.1～0.5份。

更进一步，所述聚氨酯丙烯酸酯是由任意两种聚氨酯丙烯酸酯混合而成，最好采用聚氨酯丙烯酸酯与硅改性聚氨酯丙烯酸酯两种混合，混合的重量比为1：0.5－1，这样混合后，所得到的产品固化后更具有附着力。

所述的单体活性稀释剂是由丙烯酰吗啉ACMO、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA、1,6-己二醇二丙烯酸酯HDDA混合组成，其重量配比为，ACMO：TPGDA：HDDA=10～15：0～5：9～16。

所述的光引发剂选用2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（JRCure TPO-L）和大分子噻吨酮类光引发剂（JRCure-PTX）两种混合组成。

所述的普通颜料选用耐高温，耐蒸煮类颜料，如永固黄、酞箐蓝、永固红、高色素炭黑中的任意一种；所述的光变颜料选用短波荧光红、2#红外绿和9#长波荧光红三种搭配混合使用，光变颜料的细度均为2-25微米。

所述的助剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物和对羟基苯甲醚。

一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法。该方法包括如下步骤：

按照上述组份，

A、首先，将丁苯橡胶树脂和单体活性稀释剂按重量份加入配料缸中高速分散，搅拌均匀，搅拌时间为10～20分钟；

B、向步骤A中混匀的物料加入光引发剂、助剂以及其他的预聚物和单体活性稀释剂，恒温60～70度下分散搅拌20～30分钟；

C、向步骤B中混匀的物料在低速搅拌的状态下按重量份加入颜料，继续搅拌混匀，搅拌时间为25～35分钟，过滤后检测油墨细度和粘度符合要求即得成品。

所述步骤A中，先加入单体活性稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯HDDA与丁苯橡胶树脂高速分散。

所述步骤B和C中，开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟，低速是指600-1000转/分，高速是指2000-3000转/分。

经发明人研究，由于金属表面为非吸收性表面，虽然在印刷前经过适当表面处理，但如果对油墨的连结料选择不当，或者对金属表面的黏附性考虑不足，仍然会遇到油墨附着力不能满足金属表面印刷要求的问题。因此，印铁油墨连结料的选择应当根据承印物的特点进行选择，同时连结料中应少含或不含矿油之类的溶剂，以免影响油墨墨膜的硬度。另外，印铁油墨印刷品需要经过各种成型加工(如弯曲、冲击、拉伸、卷边等)，才能制成所需要的容器或产品，要求油墨连结料经光固干燥后应具有一定的交联聚合度，使墨膜具备优良的机械性能(包括附着力、柔韧性、表面硬度和抗冲击性等)，以保证经过机械加工后的墨膜和其他涂层不被破坏。因此，本发明油墨配方中的预聚物和单体活性稀释剂构成油墨的基本骨架，决定和满足了包括硬度、柔韧性、附着力等油墨干燥固化后的基本性能应用于马口铁上附着力和机械性能的要求。

同时，本发明还具有其它的优点：干燥速度快、工艺简单、制备成本低；节能环保、抗划伤能力好、柔韧性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式限制该发明，凡为脱离本发明本质范围所进行的等效实施或变化，均应包含于本专利范围。

本发明所实施的应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，是由下列组份制成：以重量比计，预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份。

在具体实施中，预聚物是由型号为EB8215的聚氨酯丙烯酸酯（氰特工业公司），型号为SA100C硅改性聚氨酯丙烯酸酯（广州昊运化学科技有限公司）（两种混合后UV固化后附着力更佳），型号为Ebecryl525的聚酯丙烯酸酯（氰特工业公司），型号为P116叔胺基改性丙烯酸酯（千叶合成化工），热塑性丁苯橡胶（湖南巴陵石化）混合组成。单体活性稀释剂是由丙烯酰吗啉ACMO（日本兴人），三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA（沙多玛（广州）化学有限公司），1,6-己二醇二丙烯酸酯（沙多玛（广州）化学有限公司）混合组成。光引发剂选用型号为JRCure TPO-L2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（天津久日化学股份有限公司）、JRCure-PTX大分子噻吨酮类光引发剂（天津久日化学股份有限公司）混合组成。普通颜料（四个普通颜料全部选用克莱恩色粉）可选用耐高温，耐蒸煮类颜料永固黄(P.Y83)、酞箐蓝(P.B15:4)、永固红(P.R122)、高色素炭黑(G-7)中的任意一种，而光变颜料可选用短波荧光红、2#红外绿和9#长波荧光红（光变颜料全部选用北京博大格林高科技有限公司）多种以任意比例搭配使用。助剂由BYK-310（聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液）、BYK-185（含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液）和阻聚剂对苯二酚（上海邦成化工有限公司）混合组成。

实施例1。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入9份单体活性稀释剂HDDA和0.1份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入10份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、4.9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、10份叔胺基改性丙烯酸酯P116、15份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.4份BYK-310、0.5份BYK-185和0.1份对苯二酚和已提前用10份单体活性稀释剂ACMO煮化后的光引发剂（4份JRCure TPO-L和1份JRCure-PTX用5份单体活性稀释剂ACMO煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入光变颜料（13份短波荧光红、1份9#长波荧光红和6份2#红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例2。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入16份单体活性稀释剂HDDA和0.5份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、15份叔胺基改性丙烯酸酯P116、20份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525；助剂：1份BYK-310、1.5份BYK-185和0.5份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加15份单体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA加15份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将8份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入红色颜料（15份永固红P.R122）和光变颜料（10份短波荧光红、1份9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例3。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入10份单体活性稀释剂HDDA和0.1份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、11.4份叔胺基改性丙烯酸酯P116、20份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.5份BYK-310、0.7份BYK-185和0.2份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将5份JRCure TPO-L和1份JRCure-PTX加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

实施例4。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入15份单体活性稀释剂HDDA和0.5份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入13份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、8.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、10份叔胺基改性丙烯酸酯P116、15份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.5份BYK-310、0.6份BYK-185和0.1份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将6份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入黄色颜料（14.5份永固黄P.Y83）和光变颜料（11份短波荧光红、1份9#长波荧光红和3.5份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例5。

再分别加入13份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、8.9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、13份叔胺基改性丙烯酸酯P116、18份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.8份BYK-310、1.1份BYK-185和0.1份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加9份单体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA加9份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将6份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入蓝色颜料（14份酞箐蓝P.B15:4）和光变颜料（10份短波荧光红、2份9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例6。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、14.9份叔胺基改性丙烯酸酯P116、16份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：1份BYK-310、1.8份BYK-185和0.2份对苯二酚、和已提前用4份单体活性稀释剂TPGDA加15份单体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先4份单体活性稀释剂TPGDA加15份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将8份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入黑色颜料（15.5份炭黑G-7）和光变颜料（9.5份短波荧光红、1份9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品油墨。

检测制得的油墨的各项技术指标，各项性能测试指标如下表。

检验方法为：采用刮板细度计测试细度，采用数显粘度计测试粘度，采用YQM-1B油墨粘性仪测试粘性，附着力：按GB/T1720-1979方法测试；硬度检测：用2H中华牌铅笔，以45度角在样品印刷面用力推进，印刷面的底油不脱落、无划痕、不失光，即为合格；柔韧性检测：将印刷油墨过紫外灯后的片材正反面对折五次，折痕出无明显裂纹出现，不爆裂即为合格。

本发明油墨配方中的预聚物和单体活性稀释剂构成油墨的基本骨架，基本上很大程度决定了包括硬度、柔韧性、附着力等油墨干燥固化后的基本性能。通过选择了对金属附着力好、硬度高，对人体及环境无害同时又具有足够的柔韧性的聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯作为配方中预聚物的主体树脂。

油墨中添加光变颜料易使油墨的粘弹性降低而使油墨的塑性增大，油墨的流动性会变差，对金属制品的印刷适应性较差，最终结果是油墨的转印性能变差而无法使用。由于丙烯酸类低聚物有良好的相溶性，可以减低油墨粘度并提高流动度，还可以UV辐射交联成为交流聚合的组成物，赋予油墨良好的耐磨性、硬度和附着力等，而且ACMO与低聚物、多功能丙烯酸酯及颜料均具有良好的相容性，在聚合过程中，与大多数丙烯酸单体比较，ACMO具有更快的固化速度，并且ACMO分子中的氮自由基可以抑制氧引起的聚合反应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，其特征在于，该油墨是由下列组份制成：以重量比计，预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份；且所述的预聚物是由聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、热塑性丁苯橡胶混合组成，按重量比计其比例为，聚氨酯丙烯酸酯：丙烯酸酯：聚酯丙烯酸酯：热塑性丁苯橡胶为14.9～24.5份：10～15份：15～20份：0.1～0.5份。

2.根据权利要求1所述的应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，其特征在于所述的单体活性稀释剂是由丙烯酰吗啉ACMO、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA、1,6-己二醇二丙烯酸酯HDDA混合组成，其重量配比为，ACMO：TPGDA：HDDA=10～15:0～5：9～16。

3.根据权利要求1所述的应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，其特征在于所述的光引发剂选用2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯和大分子噻吨酮类光引发剂两种混合物组成。

4.根据权利要求1所述应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，其特征在于所述的普通颜料选用耐高温，耐蒸煮类颜料，如永固黄、酞箐蓝、永固红、高色素炭黑中的任意一种；所述的光变颜料选用短波荧光红、2#红外绿和9#长波荧光红三种搭配混合使用，光变颜料的细度均为2-25微米。

5.根据权利要求书1所述应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，其特征在于，所述的助剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物和对羟基苯甲醚。

6.一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

A、首先，将丁苯橡胶树脂和单体活性稀释剂按重量份加入配料缸中高速搅拌均匀，搅拌时间为10～20分钟；

C、向步骤B中混匀的物料在低速搅拌的状态下按重量份加入颜料，继续搅拌混匀，搅拌时间为25～35分钟，过滤后检测油墨细度和粘度符合要求即得最终成品。

7.如权利要求6所述的应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法的制备方法，其特征在于所述步骤B和C中，开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟，低速是指600-1000转/分，高速是指2000-3000转/分。