CN106833108A - 一种透明不黄变的uv光油及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透明不黄变的UV光油及其制备方法和使用方法，其包括以下各组分：光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂、群青油墨、钛白粉和齐聚物，各组分之间的质量份数比为：光引发剂：活性稀释剂：表面活性剂：群青油墨：钛白粉：齐聚物为2~3：35~40：1~2：0.1~0.2：5~8：47~55。由本发明结构可知，通过UV光油中的群青油墨和钛白粉的作用，从物理角度解决了UV光油发黄的问题。

Description

一种透明不黄变的UV光油及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及透明不变黄的UV光油的领域，具体涉及一种透明不黄变的UV光油及其制备方法和使用方法。

背景技术

UV光油作为印刷业常用的一种油墨，主要用来在印刷纸张或其他材料上涂布达到亮光、平滑的整饰效果，同时兼具固化迅速，基本无挥发性物质排放的特性。但在实际使用中我们发现UV光油涂布在较浅的颜色上会有变黄、变暗的现象，尤其是在白卡纸上涂布后明显变黄，不能体现承印物的本色，可谓是美中不足。

其原因是由于UV光油中的成分与空气中的成分发生了反应导致变黄，为了解决这个技术问题，在印刷包装业的应用中会经常用到覆膜工艺，即在纸张材料上复合一层PET薄膜，因材质原因，膜层通透，表面光亮，即能保护包装材料、避免UV光油变黄，又能提高包装表面的光亮度、起到美观效果，故覆膜工艺在酒类及其他包装中应用广泛。但由于其他主要使用的是难以降解的塑料，覆膜工艺存在不环保的弊病，所以必将越来越被限制使用。

我们要研究的方向是将UV光油在一定范围内替代覆膜工艺，同时要解决UV光油本身易黄变的特性。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种透明不黄变的UV光油，通过UV光油中的群青油墨和钛白粉的作用，从物理角度解决了UV光油发黄的问题；通过酰基磷氧化物作为光引发剂，不仅从黄学角度解决了UV光油发黄的问题，而且还能有效提高UV光油的光亮度；通过UV光油中的三丙二醇二丙烯酸酯的作用，可以降低树脂体系黏度，提高UV光油的流动性；通过UV光油中的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的作用，可以提高UV光油的固化速度；通过聚醚改性聚二甲基硅氧烷的作用，提高了UV光油的润湿性、表面滑爽性和光泽度以及改善了UV光油的消泡；通过脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂具有柔韧性好、光泽度亮的优点，提高了UV光油的光亮度。

本发明所采取的技术方案是：

一种透明不黄变的UV光油，其包括以下各组分：光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂、群青油墨、钛白粉和齐聚物，各组分之间的质量份数比为：光引发剂：活性稀释剂：表面活性剂：群青油墨：钛白粉：齐聚物为2~3：35~40：1~2：0.1~0.2：5~8：47~55。

本发明进一步改进方案是，所述光引发剂为酰基膦氧化物。CAS编码75980-60-8光引发剂是UV固化体系的重要组成部分，是决定体系的固化速率和固化程度的主要因素之一，传统的光引发剂是含光活性固团的小分之，和聚合物相容性较差，残留在产物中的光引发剂及光解碎片容易迁移和挥发，使产物老化变黄，并出现气味和毒性，制约了光固化体系在食品和药物等包装方面的应用，大分子光引发剂是解决上述问题的有效途径，因主链和侧链含有多个光活性基团的聚合物，没有挥发性和迁移性，有助于提高产品的耐候性、光泽度等性能。酰基膦氧化物较多应用在性能较高的光引发体系中，并常与α-羟基酮联用，含磷引发剂都要经过一个羰基-膦酰基键的α-解离，其发生在可见光区，生色团芳酰基-膦酰基可吸收部分可见光，因此在含白色颜料配方中作为有效引发剂，充分吸收光能，同时芳酰基-膦酰基生色团在反应中被断裂破坏，保证了入射光能更深地进入涂料底层，有利用存层涂料的固化，而光固化过程中无黄斑生成，这是其他发生α-解离的光引发剂不具备的，从而从化学反应角度，使得UV光油不变黄；并且具有极好的光亮效果；先对群青油墨和钛白粉进行预分散，因为所加的群青油墨及钛白粉是相对独立的一种油墨成品或材料，因其具有相对黏稠度与黏度较其他几种材料要明显大，颜料含量高，色浓度高，故直接加入到前面几种材料中不容易混合均匀；搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在，以免油墨固化之后有杂质感，影响UV光油的透明度；在温度温度为20~30摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下进行搅拌，由于UV体系的材料通常对激发交联反应的UV光油的正常使用温度为50~55℃，在冬季低温使用时需用恒温水域对UV光油进行循环加热，使其黏度达到设计使用黏度，这样有利于UV光油流平和快速固化。UV光油的油墨黏度和干燥性对环境温度比较敏感，温度升高，油墨黏度降低，干燥速度相对变快；反之，则油墨黏度升高，干燥速度变慢；另外，环境湿度对油墨的干燥性也有影响，以利于印刷工艺的稳定；一般来说，温度控制在18～25℃、湿度控制在55％～65％为宜。UV光油保存的地方，其卫生状况也相当重要，大量的灰尘粒子或各种杂质粒子就可能落入油墨槽中或者吸附在标签材料表面，从而影响印刷质量；使用500~600目/英寸的网目进行印刷，能够得到较平整、厚薄适中、外观不偏黄的墨层厚度，如果低于500目丝网印刷时由于墨层较厚，通常达到0.08~0.10mm厚度时，由于树脂材料不可能是绝对无色透明，会形成叠加效应，导致视觉变黄；而在600目以上的网目下则由于绝对墨量不足，不能形成平滑的光油墨层，表面凸凹不平。

本发明更进一步改进方案是，所述活性稀释剂由三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成。三丙二醇二丙烯酸酯：CAS编码42978-66-5在光固化或者辐射固化中作交联剂使用，可降低辐射剂量，作为活性稀释剂使用，可明显降低树脂体系的黏度；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：CAS编码15625-89-5丙烯酸多功能团酯类单体，作为UV固化反应的交联剂，起聚合反应形成高分子化合物，作为低分子的原料，选用官能度较多为从而达到固化速度快的目的。

本发明更进一步改进方案是，所述光引发剂：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：表面活性剂：群青油墨：钛白粉：齐聚物为2~3：17~20：18~20：1~2：0.1~0.2：5~8：47~55。

本发明更进一步改进方案是，所述表面活性剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。CAS编码63148-62-9主要用于降低体系的表面张力，促进流平，增进底材的润湿性，防止缩孔，同时增进表面滑爽性和光泽度，对于光油的消泡也起到改善作用。

本发明更进一步改进方案是，UV光油中的群青油墨。CAS编码57455-37-5无机颜料，具有消除及减低白色涂料或其它白色材料中含有黄色色光的效能，根据光的消色原理，加入一定量的蓝墨可以消除视觉的黄相，本身也是UV体系固化方式，加入前应搅拌均匀，在较大程度上能够减弱光油印刷在白色基材上所显的弱黄效果。从而从颜色学角度，使得UV光油不显黄。

本发明更进一步改进方案是，UV光油中的钛白粉，主要成分为二氧化钛白色TiO2，是一种多晶化合物，作为一种增白的颜料加入到UV光油中，化学性质极稳定，不与其他化合物发生反应，也不参与到UV交联聚合反应中。是目前最好的最稳定的白色颜料，在目前荧光增白剂被广泛限用的情况下可以作为最好的替代增白剂。从而从颜色学角度，使得UV光油显白、不易显黄。

本发明更进一步改进方案是，所述齐聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。CAS编码9009-54-5，作为UV光油中最基本的构成组份，是成膜物质，聚氨酯丙烯酸树脂的柔韧性好、光泽度亮的特点。

一种制备如上所述的透明不黄变的UV光油的方法，包含以下步骤：

1）将群青油墨和钛白粉与部分齐聚物进行充分预分散；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）中，搅拌时间大于等于30分钟。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）中，预分散的时候，群青油墨、钛白粉和部分齐聚物的质量份数比为：0.1~0.2：5~8：47~55。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤2）或步骤3）中，搅拌时间大于等于60分钟。

本发明更进一步改进方案是，所述步骤1）~3），均在温度为20~30摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下进行。

一种使用上述的透明不黄变的UV光油的方法，使用500~600目/英寸的网目将上述的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

作为光引发剂的酰基膦氧化物的含量如果低于下限值，干燥速率达不到要求，光油发粘，表面光泽度不够；酰基膦氧化物的含量如果高于上限值，不仅对固化速率和表面光泽度的提升作用不大，还会导致光油小幅变黄，增加生产成本。

作为活性稀释剂的三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的含量如果低于下限值，固化速度慢，光油发粘；三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的含量如果高于上限值，对固化效果和光泽度的提升作用不明显，增加生产成本。

作为表面活性剂的聚醚改性聚二甲基硅氧烷的含量如果低于下限值，不能有效起到消泡作用，光油中含有气泡、导致表面流平不良；聚醚改性聚二甲基硅氧烷的含量如果高于上限值，对于消泡作用和表面流平的提升作用不明显，增加生产成本。

群青油墨的含量如果低于下限值，对消黄的作用太小；群青油墨的含量如果高于上限值，视觉上光油会显蓝。

钛白粉的含量如果低于下限值，对增白效果不明显；钛白粉的含量如果高于上限值，会影响光油的通透性，浑浊，颜色变哑。

本发明的有益效果在于：

第一、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过UV光油中的群青油墨和钛白粉的作用，从物理角度解决了UV光油发黄的问题。

第二、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过酰基磷氧化物作为光引发剂，不仅从黄学角度解决了UV光油发黄的问题，而且还能有效提高UV光油的光亮度。

第三、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过UV光油中的三丙二醇二丙烯酸酯的作用，可以降低树脂体系黏度，提高UV光油的流动性。

第四、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过UV光油中的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的作用，可以提高UV光油的固化速度。

第五、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过聚醚改性聚二甲基硅氧烷的作用，提高了UV光油的润湿性、表面滑爽性和光泽度以及改善了UV光油的消泡。

第六、本发明的一种透明不黄变的UV光油，通过脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂具有柔韧性好、光泽度亮的优点，提高了UV光油的光亮度。

第七、本发明的一种透明不黄变的UV光油的制备方法，先对群青油墨和钛白粉进行预分散，因为所加的群青油墨及钛白粉是相对独立的一种油墨成品或材料，因其具有相对黏稠度与黏度较其他几种材料要明显大，颜料含量高，色浓度高，故直接加入到前面几种材料中不容易混合均匀。

第八、本发明的一种透明不黄变的UV光油的制备方法，搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在，以免油墨固化之后有杂质感，影响UV光油的透明度。

第九、本发明的一种透明不黄变的UV光油的制备方法，在温度温度为20~30摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下进行搅拌，由于UV体系的材料通常对激发交联反应的UV光油的正常使用温度为50~55℃，在冬季低温使用时需用恒温水域对UV光油进行循环加热，使其黏度达到设计使用黏度，这样有利于UV光油流平和快速固化。UV光油的油墨黏度和干燥性对环境温度比较敏感，温度升高，油墨黏度降低，干燥速度相对变快；反之，则油墨黏度升高，干燥速度变慢；另外，环境湿度对油墨的干燥性也有影响，以利于印刷工艺的稳定；一般来说，温度控制在18～25℃、湿度控制在55％～65％为宜。UV光油保存的地方，其卫生状况也相当重要，大量的灰尘粒子或各种杂质粒子就可能落入油墨槽中或者吸附在标签材料表面，从而影响印刷质量。

第十、本发明的一种透明不黄变的UV光油的使用方法，使用500~600目/英寸的网目进行印刷，能够得到较平整、厚薄适中、外观不偏黄的墨层厚度，如果低于500目丝网印刷时由于墨层较厚，通常达到0.08~0.10mm厚度时，由于树脂材料不可能是绝对无色透明，会形成叠加效应，导致视觉变黄；而在600目以上的网目下则由于绝对墨量不足，不能形成平滑的光油墨层，表面凸凹不平。

具体实施方式

实施例1

酰基磷氧化物：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：聚醚改性聚二甲基硅氧烷：群青油墨：钛白粉：脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量份数比为2.5：18.35：19.5：1.5：0.15：6：51。

在温度为25摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下，

1）将群青油墨和钛白粉与齐聚物按照质量份数比为0.15：6：51进行充分预分散30分钟；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌60分钟；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

使用500目/英寸的网目将上述制备成的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

实施例2

酰基磷氧化物：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：聚醚改性聚二甲基硅氧烷：群青油墨：钛白粉：脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量份数比为2.2：19.8：19.1：1.2：0.14：5：51.56。

在温度为25摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下，

1）将群青油墨和钛白粉与齐聚物按照质量份数比为0.14：5：51.56进行充分预分散30分钟；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌60分钟；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

使用600目/英寸的网目将上述制备成的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

实施例3

酰基磷氧化物：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：聚醚改性聚二甲基硅氧烷：群青油墨：钛白粉：脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量份数比为2.6：17.85：18.5：1.4：0.11：6.5：48.3。

在温度为25摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下，

1）将群青油墨和钛白粉与齐聚物按照质量份数比为0.11：6.5：48.3进行充分预分散30分钟；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌60分钟；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

使用600目/英寸的网目将上述制备成的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

实施例4

酰基磷氧化物：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：聚醚改性聚二甲基硅氧烷：群青油墨：钛白粉：脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量份数比为2.1：17.3：19.25：1.6：0.17：7.2：52.4。

在温度为25摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下，

1）将群青油墨和钛白粉与齐聚物按照质量份数比为0.17：7.2：52.4进行充分预分散30分钟；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌60分钟；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

使用500目/英寸的网目将上述制备成的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

实施例5

酰基磷氧化物：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：聚醚改性聚二甲基硅氧烷：群青油墨：钛白粉：脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂的质量份数比为2.7：19.2：18.7：1.6：0.13：7.2：53.2。

在温度为25摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下，

1）将群青油墨和钛白粉与齐聚物按照质量份数比为0.13：7.2：53.2进行充分预分散30分钟；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌60分钟；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

使用600目/英寸的网目将上述制备成的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。

如表1所示，按照上述各实施例制备的油墨以及普通UV油墨分别进行涂布测试，通过色差仪检测出的数据：

表1

其中L值代表光亮度，L值越大表示光亮度越高、L值越小表示光亮度越低；a值代表红色至绿色的范围，a值为正数表示偏红色、a值越大表示越偏红色，a值为负数表示偏绿色、a值越小表示越偏绿色；b值代表黄色至蓝色的范围，b值为正数表示偏黄色、b值越大表示越偏黄色，b值为负数表示偏蓝色、b值越小表示越偏蓝色。

由表1所显示的数据可知，根据实施例1~5所制备得到的油墨，其光亮度均远优于普通UV油墨，外观达到了普通UV油墨覆膜之后的效果；并且从数据可以看出，相比于普通UV油墨的偏黄程度而言，按照实施例1~5所制备得到的油墨，其偏黄的程度明显得到改善，并且从改善发黄效果而言，实施例1、实施例3和实施例5的数据相对于实施例2和实施例4效果更好。并且对于光油偏红也有一定的改善效果，经分析是由于钛白粉的效果，改善了光油偏红的缺陷。

Claims (10)

1.一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：其包括以下各组分：光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂、群青油墨、钛白粉和齐聚物，各组分之间的质量份数比为：光引发剂：活性稀释剂：表面活性剂：群青油墨：钛白粉：齐聚物为2~3：35~40：1~2：0.1~0.2：5~8：47~55。

2.如权利要求1所述的一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：所述光引发剂为酰基膦氧化物。

3.如权利要求1所述的一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：所述活性稀释剂由三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成。

4.如权利要求3所述的一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：所述光引发剂：三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：表面活性剂：群青油墨：钛白粉：齐聚物为2~3：17~20：18~20：1~2：0.1~0.2：5~8：47~55。

5.如权利要求1所述的一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：所述表面活性剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

6.如权利要求1所述的一种透明不黄变的UV光油，其特征在于：所述齐聚物为脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂。

7.一种制备如权利要求1~6其中任意一项所述的透明不黄变的UV光油的方法，其特征在于包含以下步骤：

1）将群青油墨和钛白粉与部分齐聚物进行充分预分散；

2）在预分散的群青油墨和钛白粉中加入光引发剂、活性稀释剂、表面活性剂和剩余齐聚物，进行搅拌；

3）将步骤2）中的混合物搅拌至混合物中无蓝色或白色的细小游离物存在的时候，完成搅拌。

8.如权利要求7所述的制备透明不黄变的UV光油的方法，其特征在于：所述步骤1）中，搅拌时间大于等于30分钟；所述步骤2）或步骤3）中，搅拌时间大于等于60分钟。

9.如权利要求7所述的制备透明不黄变的UV光油的方法，其特征在于：所述步骤1）~3），均在温度为20~30摄氏度范围内、处于避光、通风的条件下进行。

10.一种使用如权利要求1~6其中任意一项所述的透明不黄变的UV光油的方法，其特征在于以下步骤：

使用500~600目/英寸的网目将上述的透明不黄变的UV光油印刷至承印物上。