CN106046924B - 一种耐磨型uv固化油墨组合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及UV油墨领域，本发明公开了一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法：步骤1:称取以下组份：环氧丙烯酸酯50‑70份，双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷10‑20份，光引发剂2‑8份，纤维素气凝胶2‑8份，颜料5‑15份，流平剂3‑7份；步骤2:将环氧丙烯酸酯、双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶混合均匀制得连接料，然后加热至连接料软化；步骤3:向连接料中添加剩余组份，加热搅拌后，制得耐磨型UV固化油墨组合物。本发明制得的UV固化油墨组合物，具有出色的耐磨性，同时其粘度较低，适于印刷；此外还具有抗菌功能。

Description

一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法
技术领域
本发明涉及UV油墨领域，特别地，涉及一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法。
背景技术
紫外光固化(UV)油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干燥的油墨。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：干燥速度快，耗能少；光泽好，色彩鲜艳；耐水、耐溶剂性能好。
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。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。
但是随着UV固化油墨的应用领域逐渐扩大，特别是在食品包装、医药包装领域，人们对于UV固化油墨的耐磨性能以及其他功能特性(如抗菌性)也有了新的要求。因此有必要研发一种满足人们需求的新型UV固化油墨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性好、粘度低、且具有抗菌功能UV固化油墨组合物的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的具体技术方案为：一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，步骤如下：
步骤1:称取以下重量份的组份：环氧丙烯酸酯50-70份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷10-20份，光引发剂2-8份，纤维素气凝胶2-8份，颜料5-15份，流平剂3-7份。
步骤2:将步骤1中环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶添加容器中混合均匀制得连接料，然后加热至40-60℃，直至连接料软化。
步骤3:向软化后的连接料中添加剩余组份，在30-40℃、800-2000r/min的条件下搅拌1-2h，细度控制在5-10微米，制得耐磨型UV固化油墨组合物。
在本发明的UV固化油墨组合物中，环氧丙烯酸酯作为主要的紫外光固化连接料成分，固化速度快，成膜性好，与承印物结合力好。双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷具有较低的分子量，能够降低UV油墨的粘度，同时其也含有(甲基)丙烯酸酯基，从而也具有紫外光固化功能，在紫外光固化时能够参与固化反应，增加成膜物的交联度，提高成膜物的耐磨性。纤维素气凝胶具有质轻、比表面积大的特点，与环氧丙烯酸酯复配后能够作为UV油墨的连接料，进一步加快油墨的干燥速度和提高油墨成膜物的耐磨性、韧性。
在油墨组合物的制备过程中，先将环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶混合，使得纤维素气凝胶充分分散并被包裹。然后将连接料与其他组份进行混合搅拌，控制油墨组合物的细度，使其具有较好的分散性、流平性和合适的粘度。
进一步地，所述环氧丙烯酸酯的分子量为3000-4000。
进一步地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮中的至少一种。
进一步地，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述纤维素气凝胶的由以下方法制得：
取木材并通过粉碎机制得粒度为100-300目的木粉，将木粉加入到质量浓度为4-6％的碱液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为140-180℃，时间为3-5h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为60-70％的醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持1.5-2.5h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与碱液的重量比为1:6-8；疏解后的木粉与醇溶液的重量比为1:10-20。
将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为3-5％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖0.5-1倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在45-55℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于碱液中，向碱液中添加质量为不溶物1-3％的还原剂，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为4-6％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖2-4倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置12-24h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物。
将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为3-5％的纤维素溶液，向纤维素液中添加质量为纤维素40-60％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液放入制冷装置中进行冻结，冻结20-30h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得纤维素气凝胶。
上述方法制得的纤维素气凝胶与常规的纤维素气凝胶不同，其为纤维素与载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物的复合材料，载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物同时赋予了纤维素气凝胶出色的抗菌性和耐磨性。在载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物的制备过程中，先使壳聚糖负载上银，然后将壳聚糖与埃洛石纳米管复合，当载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物与纤维素混合后，载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物能够提高气凝胶的强度。此外，上述方法制得的纤维素，其具有较好的交联性，能够与互相交联，从而稳定性较好，比表面积大。
进一步地，所述木材为松木。
进一步地，所述纤维素气凝胶呈颗粒状，其粒径为0.5-2微米。
本发明具有以下的有益效果：本发明的UV固化油墨组合物，具有出色的耐磨性，同时其粘度较低，适于印刷；此外还具有抗菌功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例一：一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，步骤如下：
步骤1:称取以下重量份的组份：环氧丙烯酸酯(分子量3000-4000)60份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷15份，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮5份，纤维素气凝胶5份，颜料10份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷5份。
步骤2:将步骤1中环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶添加容器中混合均匀制得连接料，然后加热至50℃，直至连接料软化。
步骤3:向软化后的连接料中添加剩余组份，在35℃、1400r/min的条件下搅拌1.5h，细度控制在5-10微米，制得耐磨型UV固化油墨组合物。
上述的纤维素气凝胶的由以下方法制得：取松木并通过粉碎机制得粒度为200目的木粉，将木粉加入到质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为160℃，时间为4h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为65％的乙醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持2h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与氢氧化钠溶液的重量比为1:7；疏解后的木粉与醇溶液的重量比为1:15。
将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为4％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖0.75倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在50℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物2％的硼氢化钠，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为5％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖3倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置18h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物。
将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为4％的纤维素溶液，向纤维素液中添加质量为纤维素50％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液放入制冷装置中进行冻结，冻结24h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水乙醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得粒径为0.5-0.9微米的纤维素气凝胶。
实施例二：一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，步骤如下：
步骤1:称取以下重量份的组份：环氧丙烯酸酯(分子量3000-4000)50份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷20份，1-羟基环己基苯甲酮2份，纤维素气凝胶8份，颜料15份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷3份。
步骤2:将步骤1中环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶添加容器中混合均匀制得连接料，然后加热至40℃，直至连接料软化。
步骤3:向软化后的连接料中添加剩余组份，在30℃、2000r/min的条件下搅拌1h，细度控制在5-10微米，制得耐磨型UV固化油墨组合物。
上述的纤维素气凝胶的由以下方法制得：取松木并通过粉碎机制得粒度为100目的木粉，将木粉加入到质量浓度为4％的氢氧化钾溶液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为140℃，时间为5h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为60％的乙醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持1.5h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与氢氧化钾溶液的重量比为1:6-8；疏解后的木粉与乙醇溶液的重量比为1:10。
将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为3％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖0.5倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在45℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钾溶液中，向氢氧化钾溶液中添加质量为不溶物1％的还原剂，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为4％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖2倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置12h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物。
将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为3％的纤维素溶液，向纤维素液中添加质量为纤维素40％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液放入制冷装置中进行冻结，冻结20h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水甲醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得粒径为1-2微米的纤维素气凝胶。
实施例三：一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，步骤如下：
步骤1:称取以下重量份的组份：环氧丙烯酸酯(分子量3000-4000)70份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷10份，1-羟基环己基苯甲酮5份、2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮5份，纤维素气凝胶2份，颜料5份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷3份。
步骤2:将步骤1中环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶添加容器中混合均匀制得连接料，然后加热至40-60℃，直至连接料软化。
步骤3:向软化后的连接料中添加剩余组份，在40℃、800r/min的条件下搅拌2h，细度控制在5-10微米，制得耐磨型UV固化油墨组合物。
上述的纤维素气凝胶的由以下方法制得：
取松木并通过粉碎机制得粒度为300目的木粉，将木粉加入到质量浓度为6％的氢氧化钠溶液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为180℃，时间为3h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为70％的乙醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持2.5h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与碱氢氧化钠溶液的重量比为1:8；疏解后的木粉与乙醇溶液的重量比为1:20。
将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为5％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖1倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在55℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于氢氧化钠溶液中，向氢氧化钠溶液中添加质量为不溶物3％的还原剂，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为6％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖4倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置24h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物。
将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为5％的纤维素溶液，向纤维素液中添加质量为纤维素60％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液放入制冷装置中进行冻结，冻结30h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水甲醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得粒径为1-2微米的纤维素气凝胶。
以上实施例仅是本发明的部分实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是步骤如下：
步骤1:称取以下重量份的组份：环氧丙烯酸酯50-70份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷10-20份，光引发剂2-8份，纤维素气凝胶2-8份，颜料5-15份，流平剂3-7份；
所述纤维素气凝胶由以下方法制得：
取木材并通过粉碎机制得粒度为100-300目的木粉，将木粉加入到质量浓度为4-6％的碱液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为140-180℃，时间为3-5h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为60-70％的醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持1.5-2.5h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与碱液的重量比为1:6-8；疏解后的木粉与醇溶液的重量比为1:10-20；
将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为3-5％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖0.5-1倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在45-55℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于碱液中，向碱液中添加质量为不溶物1-3％的还原剂，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为4-6％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖2-4倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置12-24h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物；
将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为3-5％的纤维素溶液，向纤维素溶液中添加质量为纤维素40-60％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素溶液放入制冷装置中进行冻结，冻结20-30h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得纤维素气凝胶；
步骤2:将步骤1中环氧丙烯酸酯、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶添加容器中混合均匀制得连接料，然后加热至40-60℃，直至连接料软化；
步骤3:向软化后的连接料中添加剩余组份，在30-40℃、800-2000r/min的条件下搅拌1-2h，细度控制在5-10微米，制得耐磨型UV固化油墨组合物。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述环氧丙烯酸酯的分子量为3000-4000。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述木材为松木。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨型UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述纤维素气凝胶呈颗粒状，其粒径为0.5-2微米。
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