CN106046335A - 一种uv胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂及其制备方法，由以下重量配比的原料制成：10～50份松香及其衍生物、20～50份多元酸(酐)、10～30份多元醇、10～25份封端剂、0.1～0.5份抗氧化剂、0.1～1.0份阻聚剂、0.1～1.0份催化剂。本发明还公开了一种包含由所述的光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨。本发明松香基聚酯树脂以松香和廉价易得的原料制得，具有合成工艺简单、绿色环保；本发明的制得UV胶印油墨具有固化速度快、较高的附着牢度、极好的润湿性和流动传递性等优点，可满足胶印油墨的使用要求，适合应用于印刷所需的无毒害性的UV光固化印刷油墨。

Description

一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷油墨领域，涉及一种光固化树脂及其制备方法，特别涉及一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂及其制备方法。

背景技术

随着世界各国对环保的日益关切，以及相关污染防治法规的日益严格，树脂制造工业已在近几年来发生了革命性的改变，即使用低污染的环保型树脂替换传统的溶剂型树脂。目前，市面上销售的通用的环保型树脂主要有固体树脂、水性树脂和UV树脂。UV树脂常以活性UV单体为溶剂，其最大的优点是以活性UV单体代替有机溶剂，避免了对人体有害的醇酮酯类及苯系物类有机溶剂的使用；同时在UV光源照射下，UV单体与UV单体、UV单体与树脂及树脂与树脂之间相互反应固化，所有成份都固化成膜，几乎无VOC或有害气体的排放。

UV油墨凭借其高效的干燥速度和低污染环保特性，自问世来一直在印刷行业占有一席之地。UV油墨是油墨中较为特殊的一种，其通过暴露于紫外光(UV)辐射源下而固化图像。这种可辐射固化(或光固化)油墨的使用和固化方法迅速地成为已建立的常规干燥方法的替代方案。

然而，由于UV光固化油墨需要具有可辐射快速固化和环保无污染等特点，同时也要具备普通胶印油墨所该具有的性能，因此，UV油墨的这些特点，就使得其使用的树脂除具有普通胶印油墨用树脂所具有的对颜染料的包裹润湿性、流动性、适宜的乳化性等特性外，还要求树脂具有快速的UV固化特性、可溶于UV单体及优异的环保特性，以致使得UV油墨所用树脂的选择显著受限。

发明内容

本发明提供一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂及其制备方法，以解决现有技术合成的树脂对颜染料的包裹润湿性不足、基材附着欠佳等综合性能上的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，由以下重量配比的原料制成：

进一步的优选，所述的松香及其衍生物为脂松香、歧化松香、聚合松香、亚克力松香、马来松香或富马松香其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的多元酸(酐)为丁二酸(酐)、己二酸(酐)、马来酸(酐)、葵二酸、邻苯二甲酸(酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸、十二烷二酸或偏苯三酸酐其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的封端剂为月桂酸、月桂醇、十二硫醇、蓖麻油酸、棕榈油酸、十六酸、十八酸、油酸、十八醇、十二烷基酚或亚油酸其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、2,4-二叔丁基对甲酚、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚或硫代二丙酸二月桂酯其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的阻聚剂为氢醌、甲基氢醌、对苯二酚、对羟基苯甲醚、四氯苯醌、l，4-萘醌、氯化亚铜或氯化铁其中的一种或几种。

进一步的优选，所述的催化剂为甲烷磺酸、对苯甲磺酸、乙二醇锑、三氧化二锑、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、氧化锌、醋酸锌、钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯其中的一种或几种。

本发明还公开了一种上述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将10～50份松香及其衍生物、10～30份多元醇、20～50份多元酸(酐)、0.1～0.5份抗氧化剂、0.1～1.0份阻聚剂和0.1～1.0份催化剂加入带有蒸馏柱、N2保护、温度计和搅拌机的反应装置(器)中，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入10～25份封端剂，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

本发明还提供了一种包含由上述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一.本发明的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂以可再生的天然林产资源松香和廉价易得的化工原料制得，同时避免了对人体有害的醇酮酯类及苯系物类有机溶剂的使用，是一种环境友好型不饱和聚酯树脂化合物；

第二.本发明的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其分子量大、不饱和度高，同时所制得的UV胶印油墨固化速度快，对基材有较高的附着牢度；

第三.本发明的一种UV胶印油墨用光固化醇酸树脂，对常用颜染料有极好的润湿性，制成的油墨有较好的流动传递性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，由以下重量配比的原料制成：

本发明的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，因松香基的引入可给树脂带来诸多优异性能，如增加聚酯树脂对对颜染料的润湿性，对多数基材优异的附着牢度，进一步提高了树脂的软化点，可在UV油墨固化时提高其的固化速率。

本发明的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，通过加入适量植物油酸等引入柔性极好的长碳碳链锻，可使树脂更易溶于UV单体中，也使配制成的油墨具有较好的流动传递性。

本发明的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，因树脂有较高的软化点和适宜的交联密度，与传统胶印油墨用普通聚酯丙烯酸类树脂、环氧丙烯酸类树脂及酚醛树脂相比，不需要再做凝胶化处理即可满足胶印油墨的使用要求。

本发明还公开了一种上述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将10～50份松香及其衍生物、10～30份多元醇、20～50份多元酸(酐)、0.1～0.5份抗氧化剂、0.1～1.0份阻聚剂和0.1～1.0份催化剂加入带有蒸馏柱、N₂保护、温度计和搅拌机的反应装置(器)中，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入10～25份封端剂，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

本发明还提供了一种包含由上述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨。

为了更好的说明本发明，下方结合具体实施例对本发明进行详细的描述。

实施例1

本实施例的一种包含由UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨，是采用包括以下步骤制得：

1.备料

按照以下重量配比准备原料:25g邻苯二甲酸酐、5.0g对苯二甲酸、20.0g间苯二甲酸、10.0g马来松香、15.0g乙二醇、8.0g 1,2-丙二醇、7.0g三羟甲基丙烷、10.0g油酸、0.1g甲基磺酸、0.1g对苯二酚，0.1g丁基羟基茴香醚。

2.UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备

(1)在惰性气体保护下，将25.0g邻苯二甲酸酐、5.0g对苯二甲酸、20.0g间苯二甲酸、10.0g马来松香、15.0g乙二醇、8.0g 1,2-丙二醇、7.0g三羟甲基丙烷、0.1g甲基磺酸、0.1g对苯二酚，0.1g丁基羟基茴香醚加入带有蒸馏柱、N2保护、温度计和搅拌机的四口瓶中，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入10.0g油酸，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

3.UV胶印油墨的制备

按照以下物料配比及工艺制备油墨：

(一)油墨制作配方表：

(二)制作工艺：

1、在惰性气体保护下，将适量实施例1所得树脂加热到120℃并开启搅拌，搅拌约10min左右至树脂完全融化，加入适量对羟基苯甲醚和二丙二醇二丙烯酸酯，搅拌30～90min,制得实施例1树脂油出料冷却备用。

2、按上表称取①的物料至分散容器中，并放置于高速分散机上以1200rpm转速分散30～60min,使物料分散均匀；

3、按上表称取②的物料至步骤2分散好的物料中，并继续以1200rpm的转速分散30～60min,使物料分散均匀；

4、按上表称取③的物料至步骤3分散好的物料中，并继续并继续以1200rpm的转速分散30～60min,使物料分散均匀；

5、按上表称取④的物料至步骤4分散好的物料中，先分别以400rpm、700rpm转速各分散5～10min,后提速至1200rpm继续分散60-120min制得半成品A,且在整个分散过程中，物料温度不得超过60℃；

6、将上述分散制得的半成品A在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨达到规定的细度即的成品油墨；

7、产品装罐。

实施例2

本实施例的一种包含由UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨，是采用包括以下步骤制得：

1.备料

按照以下重量配比准备原料:15.0g间苯二甲酸、5.0g马来酸酐、40.0g亚克力松香、10.0g马来松香、10.0g乙二醇、5.0g1,6-己二醇、15.0g十八醇、1.0g钛酸四丁酯、1.0g对羟基苯甲醚，0.5g 2,4-二叔丁基对甲酚

2.UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备

(1)在惰性气体保护下，将15.0g间苯二甲酸、5.0g马来酸酐、40.0g亚克力松香、10.0g马来松香、10.0g乙二醇、5.0g1,6-己二醇、1.0g钛酸四丁酯、1.0g对羟基苯甲醚，0.5g2,4-二叔丁基对甲酚加入带有蒸馏柱、N2保护、温度计和搅拌机的四口瓶，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入15.0g十八醇，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

3.UV胶印油墨的制备

按照以下物料配比及工艺制备油墨：

(一)油墨制作配方表：

(二)制作工艺：同实施例1。

实施例3

本实施例的一种包含由UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨，是采用包括以下步骤制得：

1.备料

按照以下重量配比准备原料:15.0g间苯二甲酸、20.0g葵二酸、30.0g聚合松香、10.0g乙二醇、25.0g月桂醇、0.5g二月桂酸二丁基锡、0.5g甲基氢醌，0.3g硫代二丙酸二月桂酯。

2.UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备

(1)在惰性气体保护下，将15.0g间苯二甲酸、20.0g葵二酸、30.0g聚合松香、10.0g乙二醇、0.5g二月桂酸二丁基锡、0.5g甲基氢醌，0.3g硫代二丙酸二月桂酯加入带有蒸馏柱、N2保护、温度计和搅拌机的反应装置(器)中，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入25.0g月桂醇，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

3.UV胶印油墨的制备

按照以下物料配比及工艺制备油墨：

(一)油墨制作配方表：

(二)制作工艺：同实施例1。

进一步的，本发明将上述实施例1、2、3制得的UV胶印油墨与市面上同类产品做对比实验，测试结果如表一所示。油墨4为武汉市汉阳区新世纪油墨厂的一款黄墨；油墨5为上海飞亚油墨有限公司的一款黄墨，油墨6为深圳市海中辉油墨制品有限公司的一款黄墨。

表一

从表一看出，本发明产品比同类产品在各性能上都具有明显优势：在辐射干燥速度、对基材的附着牢度及流动性等性能上明显优于现市面上常用聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯及酚醛树脂等油墨的性能，在色相、着色力和稳定性上也具有一定的改善。

1、干燥速度测试：各样品以相同工艺涂布后，在相同UV光照下以同样的速度经过同一UV固化机固化，然后查看各油墨墨膜固化情况并实施打分，10分为满分完全固化，0分为不能固化。

2、附着力测试：依据行业常用的粘拉法测试，试验方法如下：

第一步：将胶粘带粘贴在油墨印刷面，用具有恒定荷重的压辊朝一个方向滚压3次；

第二步：放置5min后，按照T型剥离强度试验方法制得长20cm、宽1.5cm的试样；

第三步：将制得的试样在剥离试验机上测试其T型剥离强度；

第四步：根据剥离强度值的大小和破坏类型来判定附着力是否合格。综合二者给样品实施打分，10分为满分-胶带几乎一点墨膜都剥离不掉，分值越高附着越好，0分为墨层大面积(>80％)剥离掉。

3、粘性测试：GB/T 14624.5-1993。

4、流动度检验方法：GB/T 14624.3-2008。

5、色相测试：GB/T 14624.1-2009，与标样对比，按照差异程度打分，完全一致为10分，差距越大分值越低。

6、细度测试：QB 559-1983。

7、稳定性检验：对油墨进行一定时间(3天)的冷冻(-15～-20℃)和加热(75～80℃)试验，观察油墨是否有胶化情况或反粗现象。然后根据各墨情况实施打分(10分值)，10分为满分-几乎没变化，0分为稳定性极差，已严重不能使用。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，由以下重量配比的原料制成：

2.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的松香及其衍生物为脂松香、歧化松香、聚合松香、亚克力松香、马来松香或富马松香其中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的多元酸(酐)为丁二酸(酐)、己二酸(酐)、马来酸(酐)、葵二酸、邻苯二甲酸(酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸、十二烷二酸或偏苯三酸酐其中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇其中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的封端剂为月桂酸、月桂醇、十二硫醇、蓖麻油酸、棕榈油酸、十六酸、十八酸、油酸、十八醇、十二烷基酚或亚油酸其中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的抗氧化剂为丁基羟基茴香醚、2,4-二叔丁基对甲酚、没食子酸丙酯、叔丁基对苯二酚或硫代二丙酸二月桂酯其中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的阻聚剂为氢醌、甲基氢醌、对苯二酚、对羟基苯甲醚、四氯苯醌、l，4-萘醌、氯化亚铜或氯化铁其中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂，其特征在于，所述的催化剂为甲烷磺酸、对苯甲磺酸、乙二醇锑、三氧化二锑、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、氧化锌、醋酸锌、钛酸四丁酯或钛酸四异丙酯其中的一种或几种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将10～50份松香及其衍生物、10～30份多元醇、20～50份多元酸(酐)、0.1～0.5份抗氧化剂、0.1～1.0份阻聚剂和0.1～1.0份催化剂加入带有蒸馏柱、N2保护、温度计和搅拌机的反应装置(器)中，先升温至130～150℃使部分物料溶化并混合均匀，后升温至170～190℃反应5.0～8.0h，然后升温至190～230℃反应3.0～5.0h；

(2)最后升温至250～280℃继续反应3.0～5.0h；

(3)降温至135～160℃，加入10～25份封端剂，升温至180～210℃反应1.0～3.0h，然后抽真空10～60min后，降温至140℃出料，即得所述的光固化松香基聚酯树脂。

10.一种包含由权利要求1-8任一项所述的UV胶印油墨用光固化松香基聚酯树脂制得的UV胶印油墨。