CN105542556A - 一种光固化网孔版油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光固化网孔版油墨，该油墨是由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯5-17％、有机硅防水剂7-13％、聚四氟乙烯1-5％、光引发剂3-5％、着色剂3-8％、聚合物1-5％、硅烷偶联剂0.05-0.5％、乳化剂0.05-1.5％、催干剂1.5-2.5％、pH调节剂1.1-2.2％、辅助改性剂11-23％，余量为光活性稀释剂。本发明工艺配方简单易用，具有抗氧化、热稳定性好、光固化速率快、无毒环保、附着力强、不易褪色的优点，具有良好的应用前景。

Description

一种光固化网孔版油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷技术领域，尤其涉及一种光固化网孔版油墨及其制备方法。

背景技术

光固化是指固化材料经光照射后，吸收一定波段的光发生交联聚合反应，瞬间由液态转变成固态的过程。而光固化印刷是一种通过光干燥、固化油墨的一种印刷工艺，实施时需要含有光敏剂的油墨与灯相配合。目前光固化油墨已经涵盖胶印、丝网、喷墨、移印等领域。光固化油墨主要以紫外光固化油墨即UV固化油墨为主。紫外光UV固化设备与紫外光固化涂料油墨经历了不断研发及完善的过程。以汞灯照射方式为主流的紫外光生产工艺被采用了很长时间。虽然在中国市场传统汞灯型紫外光固化设备与传统汞灯型紫外光固化涂料油墨价格便宜，但由于传统汞灯型紫外光固化设备维护成本高、耗电量大导致碳排放量大、紫外光汞灯光照强度衰减快导致紫外光汞灯更换频繁、被照射元件的表面温升高导致热敏感基材变形、体积大导致占用空间大、产生臭氧量多、汞污染大等缺陷，业界一直致力于改进，但因原始硬件的局限性一直难以突破，故而现在中国市场上应用的紫外光固化木器涂料与木器油墨所配套的紫外光固化设备是以传统汞灯型紫外光固化设备为主。

近些年来，随着客户对于油墨性能有了进一步的要求，不但要求油墨的速干性，还要保证油墨在日光及空气中能够长久保持其性能，并要求其具有较低的毒性。光固化油墨由于其光引发固化过程及安全无毒引起了业界人士的关注。利用不同紫外光谱，可产生不同能量，将不同油墨连结料中的单体聚合成聚合物，所以UV油墨的色膜具有良好的机械和化学性能。UV油墨的主要优点有：(1)不用溶剂；(2)干燥速度快，耗能少；(3)光泽好，色彩鲜艳；(4)耐水、耐溶剂，耐磨性能好。UV油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物，在吸收光照后激发成自由基，能量转移给感光性分子或光交联剂，使UV墨发生光固化反应。目前UV墨已成为一种较成熟的油墨技术，其污染物排放几乎为零。除了不含溶剂，UV墨还有如不易糊版，网点清晰，墨色鲜艳光亮，耐化学性能优异，用量省等优点。CN102295858A公开了一种光固化丝网油墨及其制造方法，但其在贮存过程中容易结块，因此无法达到长期贮存的效果。CN103666097A公开了一种丝网印刷用UV油墨及其制备方法，但其光固化速率较慢，而固化速率是光固化油墨的重要性能之一。

因此，如何研究一种韧性好、分散均匀、长期贮存也不易结块、显色鲜艳的光固化网孔版油墨是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种韧性好、分散均匀、长期贮存也不易结块、显色鲜艳的光固化网孔版油墨，可以应用于印刷领域。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种光固化网孔版油墨，由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯5-17％、有机硅防水剂7-13％、聚四氟乙烯1-5％、光引发剂3-5％、着色剂3-8％、聚合物1-5％、硅烷偶联剂0.05-0.5％、乳化剂0.05-1.5％、催干剂1.5-2.5％、pH调节剂1.1-2.2％、辅助改性剂11-23％，余量为光活性稀释剂；

进一步地，所述的着色剂可以为无机颜料或有机颜料，所述的有机硅防水剂为水性有机硅防水剂；

进一步地，所述的无机颜料可以为钛白、碳黑、铬酸盐、氧化铁、片状铝粉，所述的有机颜料可以为单偶氮、双偶氮、苯并咪唑酮、酞菁、色淀、杂环等有机颜料；

进一步地，所述光引发剂可以为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、异丙基硫杂蒽、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化磷、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮；。

进一步地，所述聚合物可以为聚氨酯丙烯酸树脂、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

进一步地，硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷，乳化剂为Span-40或聚山梨酯-80；

进一步地，催干剂为环烷酸锌或二月桂酸二丁基酯，pH调节剂为三乙胺或氨水；

进一步地，辅助改性剂为丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌的混合物，光活性稀释剂为丙烯酸羟乙酯；

进一步地，由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、三乙胺1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物17％，余量为丙烯酸羟乙酯

进一步地，由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、三乙胺1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物13％，余量为丙烯酸羟乙酯

本发明还提供了一种防水抗紫外线的光固化网孔版油墨的制备涂布方法，包括以下步骤：(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯、有机硅防水剂、聚四氟乙烯、光引发剂、着色剂、聚合物、硅烷偶联剂、乳化剂、催干剂、pH调节剂、辅助改性剂、光活性稀释剂加入混合机中震荡分散，转速≥800RPM，时间大于等于2.5h，最后得到均匀稳定的混悬液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨2-4次即可得到产品光固化网孔版油墨。

本发明的有益效果：

本发明工艺配方简单易用，加入有机硅防水剂后大幅度提高了油墨的防水性能使其耐水度得到极大的提升，加入了催干剂使油墨的光固化速度得到极大提升，加入的硅烷偶联剂及辅助改性剂相互协作使油墨的附着性能提高、耐磨性好、不易褪色，在强烈日光照射下，不易泛黄、变色、褪色。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例旨在对本发明进行举例描述，而非以任何形式对本发明进行限制。

实施例1：

由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、三乙胺1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物17％，余量为丙烯酸羟乙酯。

其制备过程步骤：

(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、三乙胺1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物17％、余量的丙烯酸羟乙酯合加入混合机中震荡分散，转速为800RPM，时间为2.5h，最后得到均匀混悬液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨2次即可得到产品光固化网孔版油墨。

实施例2：

由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、三乙胺1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物13％，余量为丙烯酸羟乙酯。

其制备过程步骤：

(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、三乙胺1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物13％，余量为丙烯酸羟乙酯合加入混合机中震荡分散，转速为800RPM，时间为2.5h，最后得到均匀混悬液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨4次即可得到产品光固化网孔版油墨。

实施例3：

由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、浓度为20％的氨水以氨的质量计1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯17％，余量为丙烯酸羟乙酯。

其制备过程步骤：

(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、浓度为20％的氨水以氨的质量计1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯17％，余量为丙烯酸羟乙酯加入混合机中震荡分散，转速为1000RPM，时间为3h，最后得到均匀稳定涂层整理液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨4次即可得到产品光固化网孔版油墨。

实施例4：

由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、浓度为20％的氨水以氨的质量计1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯13％，余量为丙烯酸羟乙酯。

其制备过程步骤：

(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、浓度为20％的氨水以氨的质量计1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯13％，余量为丙烯酸羟乙酯加入混合机中震荡分散，转速为1000RPM，时间为3h，最后得到均匀稳定涂层整理液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨4次即可得到产品光固化网孔版油墨。

实施例5：

实施例1-4配方得到的光固化网孔版油墨相比较其各方面性能见下表：

表1试验结果

由此可见，如本发明的技术方案得到了一种高黏度、低黏性、光固化速度快、耐磨性好、不易褪色、在强烈日光照射下不易泛黄及褪色的光固化油墨，其具有良好的应用前景。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光固化网孔版油墨，其特征在于：由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯5-17％、有机硅防水剂7-13％、聚四氟乙烯1-5％、光引发剂3-5％、着色剂3-8％、聚合物1-5％、硅烷偶联剂0.05-0.5％、乳化剂0.05-1.5％、催干剂1.5-2.5％、pH调节剂1.1-2.2％、辅助改性剂11-23％，余量为光活性稀释剂。

2.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：所述的着色剂可以为无机颜料或有机颜料，所述的有机硅防水剂为水性有机硅防水剂。

3.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：所述光引发剂可以为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、异丙基硫杂蒽、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化磷、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮。

4.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：所述聚合物可以为聚氨酯丙烯酸树脂、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

5.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷，乳化剂为Span-40或聚山梨酯-80。

6.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：催干剂为环烷酸锌或二月桂酸二丁基酯，pH调节剂为三乙胺或氨水。

7.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：辅助改性剂为丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌的混合物，光活性稀释剂为丙烯酸羟乙酯。

8.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯16％、水性有机硅防水剂9％、聚四氟乙烯2％、异丙基硫杂蒽4.5％、碳黑6％、乙二醇二丙烯酸酯3.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.35％、Span-401.1％、环烷酸锌2.1％、三乙胺1.1-2.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物17％，余量为丙烯酸羟乙酯。

9.如权利要求1所述的一种光固化网孔版油墨，其特征在于：由以下重量份数的各组份组成：聚氨酯11％、水性有机硅防水剂11％、聚四氟乙烯3％、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮3.7％、双偶氮染料6.6％、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯4.5％、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.45％、聚山梨酯-801.3％、二月桂酸二丁基酯1.9％、三乙胺1.2％、丙烯酸-2-乙基己酯与硫酸锌质量比为2:1的混合物13％，余量为丙烯酸羟乙酯。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种光固化网孔版油墨的制备方法，其特征在于：

(1)将按配方的重量份数计算得到的所述聚氨酯、有机硅防水剂、聚四氟乙烯、光引发剂、着色剂、聚合物、硅烷偶联剂、乳化剂、催干剂、pH调节剂、辅助改性剂、光活性稀释剂加入混合机中震荡分散，转速≥800RPM，时间大于等于2.5h，最后得到均匀稳定的混悬液；

(2)搅拌均匀之后在三辊机上研磨2-4次即可得到产品光固化网孔版油墨。