CN104086499A - 一种紫外光固化有色预聚体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:制备组合物A、B、C;将组合物B总量的20%-25%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2-4%的引发剂,在温度为40-45℃时搅拌,随后,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在40-45℃,滴加碱性缓冲溶液保持pH值至7.0-7.5,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2~4小时,得到产品。本发明合成一种新型紫外光固化有色预聚体,在光引发剂的作用下,和稀释单体共同发生交联反应,生成有色膜。避免了传统水性油墨配方中的着色剂在长时间放置过程中水解、变色、凝聚从而造成油墨稳定性差及堵塞喷嘴等情形。
Description
技术领域
本发明属于紫外光固化油墨(UV curable ink)又称UV油墨领域,具体涉及一种紫外光固化有色预聚体的制备方法。
背景技术
近年来,紫外光固化油墨的研究和开发引起了人们的极大关注,紫外光固化油墨属反应性油墨,在紫外光的照射下,数秒甚至1秒内就可以完成固化(干燥),不会出现污损、掉版、乳化等问题,特别适合于高速印刷和高速套印。普通的溶剂型油墨主要由基体树脂、稀释单体(活性稀释剂)、着色剂、添加剂等组成。紫外光固化(UV)油墨的组成主要由基体树脂、稀释单体(活性稀释剂)、光引发剂、着色剂、添加剂等组成。目前国内对紫外光固化油墨的研究主要是通过合成新型基体树脂、合成新型光引发剂、筛选着色剂和添加剂等方面,提高成膜性,反应性,成膜速度及耐磨性。
理想状态下,油墨中的颜料应是单个单体结晶,由于颜料越细,彼此间引力越大,易吸附聚集在一起。因为印刷机的喷嘴直径非常小,油墨流经喷嘴时,小尺寸的颜料粒子可能引起凝结,聚集成大粒子,则会堵塞喷嘴。颜料粒子的大小和分布将影响产品的光泽、流变性能与稳定性、着色力、遮盖力、透明度与色调等等。同时,颜料本身的质量、与树脂的相容性、分散剂的选择与用量、分散工艺与研磨设备等,均会影响颜料在油墨中的分散性。水性墨放置时间久了,有些稳定性差的油墨容易沉淀、分层,还有的出现假稠现象。在实际使用过程中将会出现堵塞喷嘴、色调变化等疵病。在水性的紫外光固化(UV)油墨中,由于颜料中含有较易水解的活性基团,所以油墨不能够长期保存。
发明内容
发明目的:为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,替代传统紫外光固化(UV)油墨中基体树脂、着色剂。预先将基体树脂、着色剂先期反应成稳定的有色预聚体,此种有色预聚体在光引发剂的作用下,和稀释单体共同发生交联反应,生成有色膜。代替油墨处方中的聚合树脂和着色剂。从而解决单一着色剂吸附聚集堵塞喷嘴的疵病、提高紫外光固化油墨的流变性能与稳定性、着色力、遮盖力、透明度与色调等。
技术方案:一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用有机溶剂30g溶解到200-240g的水中得组合物A;
选用二氯均三嗪类活性染料14-18g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.1-2.6g的聚合树脂溶解到10-15g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的20%-25%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2-4%的引发剂,在温度为40-45℃时搅拌反应15分钟,随后在30-40分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在40-45℃,滴加碱性缓冲溶液保持pH值至7.0-7.5,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2~4小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
作为优化:所述步骤一中有机溶剂为:正丙醇或丁醇。
作为优化:所述步骤一中二氯均三嗪类活性染料为:活性艳红X-3B、活性黄X-R或活性艳蓝X-BR。
作为优化:所述步骤一中聚合树脂为:烯丙胺、二烯丙基胺、丙烯酸、烯丙醇或甲基丙烯酸羟乙酯。
作为优化:所述步骤二中引发剂为:硝酸铈铵、偶氮二异丁氰或过苯甲酸特丁酯。
作为优化:所述步骤二中碱性缓冲溶液为:氢氧化钠、巴比妥钠-盐酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液或硼酸-硼砂缓冲液。
作为优化:所述步骤一中二氯均三嗪类活性染料的通式如下:
其中,Dye为染料母体,-Cl为活性基团。
作为优化:合成紫外光固化有色预聚体合成路线,反应如下:
有益效果:本发明合成一种新型紫外光固化有色预聚体,代替传统油墨处方中的聚合树脂和着色剂。此种有色预聚体在光引发剂的作用下,和稀释单体共同发生交联反应,生成有色膜。避免了传统水性油墨配方中的着色剂在长时间放置过程中水解、变色、凝聚从而造成油墨稳定性差及堵塞喷嘴等情形。本发明以二氯均三嗪类活性染料为起始原料,与紫外光固化聚合树脂经取代加成法合成紫外光固化有色预聚体。
附图说明
图1为本发明中活性艳红X-3B及部分水解活性艳红X-3B的总离子流图;
图2为本发明中部分取代有色预聚体及部分水解活性艳红X-3B的总离子流图;
图3为本发明中全部取代有色预聚体及部分水解活性艳红X-3B的总离子流图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用正丙醇30g溶解到200g的水中得组合物A;
选用活性艳红X-3B 14g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.1g的烯丙胺溶解到10g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的20%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2%的硝酸铈铵,在温度为40℃时搅拌反应15分钟,随后在30分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在40℃,滴加氢氧化钠保持pH值至7.0,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
实施例2
一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用丁醇30g溶解到240g的水中得组合物A;
选用活性黄X-R 18g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.6g的二烯丙基胺溶解到15g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的25%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的4%的偶氮二异丁氰,在温度为45℃时搅拌反应15分钟,随后在40分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在45℃,滴加巴比妥钠-盐酸缓冲液保持pH值至7.5,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌4小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
实施例3
一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用正丙醇30g溶解到210g的水中得组合物A;
选用活性艳蓝X-BR 15g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.2g的丙烯酸溶解到11g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的21%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的3%的过苯甲酸特丁酯,在温度为41℃时搅拌反应15分钟,随后在33分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在41℃,滴加三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液保持pH值至7.1,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2.3小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
实施例4
一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用丁醇30g溶解到220g的水中得组合物A;
选用活性艳红X-3B 16g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.3g的烯丙醇溶解到12g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的22%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2.4%的硝酸铈铵,在温度为42℃时搅拌反应15分钟,随后在35分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在42℃,滴加硼酸-硼砂缓冲液保持pH值至7.4,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2.7小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
实施例5
一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:
选用正丙醇30g溶解到230g的水中得组合物A;
选用活性艳蓝X-BR 17g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.5g的二烯丙基胺溶解到14g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的23%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2.8%的偶氮二异丁氰,在温度为44℃时搅拌反应15分钟,随后在37分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在43℃,滴加巴比妥钠-盐酸缓冲液保持pH值至7.3,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2.9小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
根据以上5个实施例,测得出各项试验数据。表一为紫外光固化有色预聚体组合物的各项性能检测数据,其中,表一中粘度参照GBT/13217.4利用NDJ-4粘度计测试。细度参照GBT13217.3-91。
表一 光致变色印花色浆组合物的各项性能检测数据
Claims (8)
1.一种紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:
选用有机溶剂30g溶解到200-240g的水中得组合物A;
选用二氯均三嗪类活性染料14-18g溶解到组合物A得组合物B;
选用2.1-2.6g的聚合树脂溶解到10-15g水中组合物C;
步骤二:
起始时,将组合物B总量的20%-25%滴加到组合物C中,同时加入所述组合物B重量的2-4%的引发剂,在温度为40-45℃时搅拌反应15分钟,随后在30-40分钟内,将余下的组合物B逐滴的滴加到组合物C中,组合物B保持温度在40-45℃,滴加碱性缓冲溶液保持pH值至7.0-7.5,滴加同时用磁力搅拌机搅拌,滴加结束继续搅拌2~4小时,得紫外光固化有色预聚体组合物。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤一中有机溶剂为:正丙醇或丁醇。
3.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤一中二氯均三嗪类活性染料为:活性艳红X-3B、活性黄X-R或活性艳蓝X-BR。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤一中聚合树脂为:烯丙胺、二烯丙基胺、丙烯酸、烯丙醇或甲基丙烯酸羟乙酯。
5.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤二中引发剂为:硝酸铈铵、偶氮二异丁氰或过苯甲酸特丁酯。
6.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤二中碱性缓冲溶液为:氢氧化钠、巴比妥钠-盐酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液或硼酸-硼砂缓冲液。
7.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:所述步骤一中二氯均三嗪类活性染料的通式如下:
其中,Dye为染料母体,-Cl为活性基团。
8.根据权利要求1所述的紫外光固化有色预聚体的制备方法,其特征在于:合成紫外光固化有色预聚体合成路线,反应如下:
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