CN107858044A - 一种uv固化喷印油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种UV固化喷印油墨及其制备方法，该油墨UV固化，100％固含量，生产及使用过程中不产生任何VOC排放，环境友好。因为可以采用喷墨打印，解决了传统丝印字符油墨无法生产流水码的问题，快速高效且字符更清晰。按重量份记，包括丙烯酸单体60‑90份、钛白粉5‑25份、光引发剂3‑10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。本发明的UV固化喷印油墨具有较低的黏度和较快的固化速度。

Description

一种UV固化喷印油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及喷印油墨领域，尤其涉及一种UV固化喷印油墨及其制备方法。
背景技术
近年来随着电子行业精细化发展的更高要求，电路板被要求以流水码或二维码来标识，以达到真正的可追溯性。喷墨打印技术替代传统丝印技术或是雷射技术可以大大地简化PCB的生产过程，消除了很多PCB生产设施和昂贵的设备，大大缩短了生产周期，降低成本，更重要的是大大节省了能源和用水量，从本质上实现节能减排的根本目的。
PCB业商业化使用的字符油墨由低聚物、单体和颗粒直径为5μm的固态填充剂组成，这种油墨不能用于喷墨打印机使用。因为喷墨墨水要求合适的黏度和表面张力才能由喷嘴喷出，并且油墨中的固体颗粒应该足够小以避免堵塞喷嘴。后来出现的热固化型字符喷墨油墨就能满足所需的性能要求，但热固型字符油墨固化速度不够快，并且不能实现节能环保的原则。
UV固化技术的关键优势就是不含溶剂，没有VOC排放、避免了传统溶剂型油墨对环境所带来的影响，被认为是一种“绿色技术”，并且可实现瞬时固化，油墨干燥速度高于水性或溶剂型油墨，但是UV油墨主要应用在传统的印刷方式中，比如胶印、丝印等。喷墨印刷作为数字印刷技术的一种，具有非撞击转印、操作简单、对承印材料要求不高等优点，将UV固化技术与喷墨印刷相结合的印刷设备已经面世，对相应的UV喷墨油墨的需求将会加大。
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UV固化喷印油墨及其制备方法。
本发明的UV固化喷印油墨，按重量份记，包括丙烯酸单体60-90份、钛白粉5-25份、光引发剂3-10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
优选地，所述三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)中的一种或几种。
优选地，所述双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(MPGDA)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)中的一种或几种。
优选地，所述单官能团丙烯酸单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯 (TBCHA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯 (EOEOEA)、月桂酸丙烯酸酯(LA)、四氢呋喃丙烯酸酯单体(THFA)中的一种或几种。
本发明还提供一种如上述任一实施例所述的UV固化喷印油墨的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、钛白粉和光引发剂加入分散桶内；
(2)在高速分散机进行分散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)用1um滤芯过滤机过滤。
优选地，所述高速分散机的分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60 分钟。
本发明的UV固化喷印油墨具有较低的黏度和较快的固化速度，可以用于 PCB板上的字符喷印。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
本发明实施例提供一种UV固化喷印油墨，按重量份记，包括丙烯酸单体 60-90份、钛白粉5-25份、光引发剂3-10份；丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
在优选实施例中，三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯(THEICTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3TMPTA)中的一种或几种。
在优选实施例中，双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)、新戊二醇二丙烯酸酯(MPGDA)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)中的一种或几种。
在优选实施例中，单官能团丙烯酸单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯(TBCHA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯 (EOEOEA)、月桂酸丙烯酸酯(LA)、四氢呋喃丙烯酸酯单体(THFA)中的一种或几种。
在优选实施例中，光引发剂为光引发剂TPO和光引发剂819中的一种或两种。
本实施例还提供UV固化喷印油墨的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、钛白粉和光引发剂加入分散桶内；
(2)在高速分散机进行分散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)用1um滤芯过滤机过滤。
在优选实施例中，高速分散机的分散速度600-1000转/分钟，分散时间 30-60分钟。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
实施例1-3和对比例1-4的组成及重量配比如表1所示，每实施例和对比例的物料用量为重量份。
表1
表1中：THEICTA：三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯；TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；PET3A：季戊四醇三丙烯酸酯；TMPTA：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；EO3TMPTA：乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；HDDA：己二醇二丙烯酸酯；DPGDA：二丙二醇二丙烯酸酯；NPGDA：新戊二醇二丙烯酸酯；MPGDA：新戊二醇二丙烯酸酯；HEMAP：2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯；TBCHA：4-叔丁基环己基丙烯酸酯；PHEA：2-苯氧基乙基丙烯酸酯；EOEOEA：乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯；LA：月桂酸丙烯酸酯；THFA：四氢呋喃丙烯酸酯单体。
以上实施例1-3和对比例1-4均按照如下制备方法制备得到：
(1)将丙烯酸单体、钛白粉和光引发剂按表1的组成和比例加入分散桶内；
(2)在高速分散机进行分散，分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60 分钟；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)用1um滤芯过滤机过滤。
性能测试结果如下：
将表1配方所制备得到的实施例1-3和对比例1-4的油墨，使用带有XAAR 喷头的UV喷墨印刷机(速度为80m/min)进行PCB板喷印，并测定其黏度、附着力和固化速率，粘度在25℃的环境下测试，固化光源的线功率为200W/cm。附着力依JISDO202的试验方法，将固化膜切分为1mm×1mm方格状，用3M胶纸进行剥离试验。
表2
从表2的结果得到，本实施例1-3制备的油墨具有较低的黏度，较好的附着力，和较快的固化速度。
对比例1的油墨仅采用三官能团丙烯酸单体，并未和双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力和固化速度都没有本实施例1-3制备得到的油墨好。
对比例2的油墨仅采用双官能团丙烯酸单体，并未和三官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力和固化速度都没有本实施例1-3制备得到的油墨好。
对比例3的油墨仅采用单官能团丙烯酸单体，并未和三官能团丙烯酸单体和双官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力和固化速度都没有本实施例1-3制备得到的油墨好。
对比例4的油墨虽然采用三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体配合，但其的配比使采用较多的单官能团丙烯酸单体和较少的三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体配合，制备得到的油墨黏度、附着力和固化速度都没有本实施例1-3制备得到的油墨好。
综上，说明本发明原料组成和制备步骤设置合理，使制备的油墨实现较好的附着力，较低的黏度和较快的固化速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种UV固化喷印油墨，其特征在于，按重量份记，包括丙烯酸单体60-90份、钛白粉5-25份、光引发剂3-10份；所述丙烯酸单体包括三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体。
2.如权利要求1所述的UV固化喷印油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为：20-50：20-45：1-20。
3.如权利要求1所述的UV固化喷印油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体、双官能团丙烯酸单体、单官能团丙烯酸单体的重量比为30-45：25-38：5-15。
4.如权利要求1所述的UV固化喷印油墨，其特征在于，所述三官能团丙烯酸单体包括三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的UV固化喷印油墨，其特征在于，所述双官能团丙烯酸单体包括己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的UV固化喷印油墨，其特征在于，所述单官能团丙烯酸单体包括4-叔丁基环己基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯单体中的一种或几种。
7.如权利要求1-6任一项所述UV固化喷印油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将丙烯酸单体、钛白粉和光引发剂加入分散桶内；
(2)在高速分散机进行分散；
(3)用液压三辊机研磨2-5次或者用砂磨机磨至粒径为300纳米以下；
(4)用1um滤芯过滤机过滤。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高速分散机的分散速度600-1000转/分钟，分散时间30-60分钟。
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