CN108017951A - 一种可抗氧化丝印金属uv油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可抗氧化丝印金属UV油墨及其制备方法，解决了当油墨粘度较低时，树脂容易被承印材料吸收，金粉会留在承印材料逐渐氧化，使金粉呈现棕色，鲜亮度大打折扣的问题，其技术方案要点是一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其中各组分按照重量份数配比为：氯醚树脂100‑200份、紫外光固化丙烯酸类树脂100‑200份、稀释剂200‑400份、光引发剂10‑50份、光敏增感剂20‑60份、有机硅消泡剂20‑30份、金粉200‑300份、抗氧化剂40‑50份，使金粉能够较长时间保持鲜亮。

Description

一种可抗氧化丝印金属UV油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及印刷技术，特别涉及一种可抗氧化丝印金属UV油墨及其制备方法。

背景技术

油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。由连结料(树脂)、颜料、填料、助剂和溶剂等组成。用于书刊、包装装潢、建筑装饰及电子线路板材等各种印刷。随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。

为了吸引消费者，人们会在油墨中添加金粉，一般的金粉以铜金粉为主，使油墨呈现出鲜亮的颜色，但是铜金粉浮在油墨的膜表面，容易形成的孔隙；当油墨粘度较低时，树脂容易被承印材料吸收，金粉会留在承印材料逐渐氧化，使金粉呈现棕色，鲜亮度大打折扣。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可抗氧化丝印金属UV油墨，使金粉能够较长时间保持鲜亮。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其中各组分按照重量份数配比为：氯醚树脂100-200份、紫外光固化丙烯酸类树脂100-200份、稀释剂200-400份、光引发剂10-50份、光敏增感剂20-60份、有机硅消泡剂20-30份、金粉200-300份、抗氧化剂40-50份。

通过采用上述技术方案，紫外光固化丙烯酸类树脂通过光引发剂能够发生固化，无须额外添加固化剂，固化速度快，且相较于固化剂固化，固化交联更加均匀；光敏增感剂能够促进光引发剂对紫外光固化丙烯酸类树脂的固化速率，缩短固化时间；稀释剂的添加能够降低紫外光固化丙烯酸类树脂的体系粘度，提高加工性能，方便加工；有机硅消泡剂用于消泡，进一步提高加工性能，同时，有机硅能够与紫外光固化丙烯酸类树脂反应，使UV油墨表面形成有雪花般晶莹剔透的纹理质感，提高印刷制品对消费者的吸引力；金粉的添加能够使油墨更加吸引人，金粉能够很好地附着在氯醚树脂上，通过添加氯醚树脂能够用于分散金粉，同时氯醚树脂具有良好的防腐效果，提高油墨的性能；抗氧化剂能够用于保护氯醚树脂，通过抗氧化剂的添加，能够减缓油墨体系的老化，抑制丙烯酸类树脂和氯醚树脂类发生黄变，从而使金粉在油墨体系中能够持续性地表现出光亮的特点，避免金粉暗淡。

作为优选，紫外光固化丙烯酸类树脂由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照1:2:3:2:1混合而成。

通过采用上述技术方案，丙烯酸树脂具有活性基团，可以反应增加交联程度；丙烯酸丁酯作为软单体赋予树脂一定的柔韧性和延伸性；甲基丙烯酸甲酯作为硬单体能够提高共聚物树脂的硬度和拉伸强度；环氧丙烯酸酯具有环氧树脂的优良特性，但是固化过程不像环氧树脂那样烦琐，通过光固化法便能进行固化，它具有优异的耐水性、耐热水性、耐药物性、粘结性、韧性；聚氨酯丙烯酸酯有效地降低了防水涂料的收缩，减少固化时的内应力，增加涂料的附着力和提高涂膜的柔韧性，弥补了环氧丙烯酸酯脆性过大的缺点。

作为优选，稀释剂由水性聚酯、聚乙二醇、苯基缩水甘油醚、双官能团活性稀释剂按照质量比为1:1:1:2混合而成。

通过采用上述技术方案，水性聚酯和聚酯丙烯酸酯能够提高体系的分散性，进一步提高加工性能，同时参与反应在紫外固化下与紫外光固化丙烯酸树脂发生交联，进一步提高韧性，减少发脆；聚乙二醇兼具亲水性和柔软性，既可以提升体系的韧性又能够提高分散性，进一步改善加工性能；苯基缩水甘油醚作为环氧丙烯酸酯的活性稀释剂能够参与反应，提高耐温性；双官能团活性稀释剂固化速度比单官能团的稀释剂快，成膜交联密度增加，同时仍保持良好的稀释性。另外，随着官能团的增加，分子量增大，因而其挥发性较小，气味较低。

作为优选，双官能团活性稀释剂选为1，6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯的其中一种或者一种以上。

通过采用上述技术方案，1，6-己二醇双丙烯酸酯是一种低黏度的双官能团活性稀释剂，具有强稀释能力和极好的附着力，溶解能力好，反应速度快；二缩丙二醇双丙烯酸酯和三缩丙二醇双丙烯酸酯均是低黏度、高稀释性的活性稀释剂，三缩丙二醇双丙烯酸酯多一个丙氧基，具有较佳的柔韧性；二缩丙二醇双丙烯酸酯兼具1，6-己二醇双丙烯酸酯的快速固化三缩丙二醇双丙烯酸酯的柔韧性，其固化速度比1，6-己二醇双丙烯酸酯快。

作为优选，光引发剂由4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐和1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]按照质量比为50:1混合而成。

通过采用上述技术方案，4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐能够用于引发的环氧或环氧丙烷基固化体系；1,1'-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]对氧的阻聚作用低敏感，固化后具有低挥发且低气味的特点，与4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐复配能够进一步提高固化速度和树脂的交联度，提高固化后油墨的表面性能。

作为优选，光敏增感剂选为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二正乙胺的其中一种。

通过采用上述技术方案，胺类光敏剂自身并不吸收辐射能，也不引发聚合，但是能够降低氧对表面的抑制作用，同时对光引发剂能够提供有实效的固化速率。

作为优选，有机硅消泡剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷和蜡粉按照质量比为1:1混合而成。

通过采用上述技术方案，蜡粉的添加会浮在表面形成保护层，隔绝氧的作用，同时能够抑制油墨的光泽度，使其表面的雪花效果更加明显；而3-氯丙基三甲氧基硅烷与环氧类树脂之间具有较好的相容性，不仅不会引起表面缺陷还能够起到增韧环氧类树脂的作用，且其除了用于消泡以外，还能用作偶联剂提升金粉与紫外光固化丙烯酸类树脂之间的粘接强度，提高金粉在树脂体系内的分散度，提高加工性能，使油墨获得良好的表面性能。

作为优选，金粉由1500目铜金粉和二氧化硅气凝胶按照质量比为100:5混合而成。

通过采用上述技术方案，铜金粉经过特殊的机械加工和表面化学处理制得的具有鳞片状结构，这种结构能够提高光亮度，同时能够增大其比表面积，提高铜金粉与树脂之间的接触面积，进而提高粘接强度；二氧化硅气凝胶抗腐蚀性强，且具有良好的分散性和悬浮性以及增稠、触变、补强作用，能够提高体系的分散性，提高加工性能，同时具有防止铜金粉沉降的效果，使铜金粉能够始终均匀分散在油墨中。

本发明的第二个目的是提供一种可抗氧化丝印金属UV油墨的制备方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

Step1，按照比例将氯醚树脂、紫外光固化丙烯酸类树脂、稀释剂加入高混机中，以1200r/min的转速搅拌至无颗粒；

Step2，将金粉和部分有机硅消泡剂混合充分后，加入Step1混合完成的物料中，继续加入光引发剂、光敏增感剂、剩余有机硅消泡剂和抗氧化剂继续搅拌至混合均匀；

Step3，用三辊机研磨至细度达到15μm以下，900r/min继续搅拌2～3min，即得UV油墨。

通过采用上述技术方案，搅拌至无颗粒可以提高体系分散均匀，有利于后期的固化均匀。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过氯醚树脂和抗氧化剂对树脂体系的防腐抗氧化保护，延缓了金粉氧化的时间，使金粉能够长时间保持鲜亮；

2、通过稀释剂的添加降低了体系的粘度，提高了加工性能；

3、通过二氧化硅气凝胶的添加起到了防沉降的效果，提高了金粉的分散性，使金粉在树脂体系内更加均匀。

具体实施方式

将水性聚酯、聚乙二醇、苯基缩水甘油醚、双官能团活性稀释剂按照质量比为1:1:1:2混合均匀制成稀释剂。

将4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐和1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]按照质量比为50:1混合均匀制成光引发剂。

将3-氯丙基三甲氧基硅烷和蜡粉按照质量比为1:1混合均匀制成有机硅消泡剂。

将1500目铜金粉和二氧化硅气凝胶按照质量比为100:5混合均匀制得金粉。

抗氧化剂选为深圳市联盛齐塑化有限公司购入的AT-626，有效成分为双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。

将丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照1:2:3:2:1混合均匀制得紫外光固化丙烯酸类树脂。

实施例1a

一种可抗氧化丝印金属UV油墨的制备方法，包括有以下步骤：

Step1，将氯醚树脂200份、紫外光固化丙烯酸类树脂180份、稀释剂400份加入高混机中，以1200r/min的转速搅拌至无颗粒；

Step2，将金粉300份和有机硅消泡剂15份混合充分后，加入Step1混合完成的物料中，继续加入光引发剂50份、光敏增感剂60份、有机硅消泡剂5份和抗氧化剂50份继续搅拌至混合均匀；

Step3，用三辊机研磨至细度达到15μm以下，900r/min继续搅拌2～3min，即得UV油墨；其中，紫外光固化丙烯酸类树脂选为丙烯酸树脂、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯按照质量比为1:3:3混合而成；

光敏增感剂为三乙醇胺。

实施例1b-实施例1f与实施例1a的制备方法大致相同，其区别仅在于组分的具体选择以及含量不同，具体组分及组分含量见下表：

按照实施例1a-实施例1f所指示的制备方法制得6组油墨产品，并以市售的环氧型金粉油墨和聚氨酯型金粉油墨分别作为对比例1a和对比例1b。

以市售裱有白色PE不干胶层的纸板作为基板，将实施例1a-实施例1f、对比例1a、对比例1b的油墨产品分别涂覆在基板表面，在紫外光下照射使油墨固化后，进行以下测试：

(1)附着力测试：

Step1，用美工刀将涂覆中心区域分割成3x3mm的小格子，共计100格作为测试区域，基板在测试区域以外同样涂覆有相同的油墨产品；

Step2，将3M800测试胶带紧粘在测试区域，并完全盖住整个测试区域，同时，胶带超出测试区域部分粘在油墨产品上；

Step3，等待5min后，与裱有白色PE不干胶层的纸板呈45°角撕下胶带，重复3次；

Step4，读出脱油的格子数量，脱油面积占格子50％以上视为1格；

Step5，在基板表面重复5次，计算脱油的平均格数。

(2)耐摩擦测试：

Step1，将2H中华铅笔的笔尖磨平，将笔尖的平面与裱有白色PE不干胶层的纸板呈45°斜角，反复推划400次；

Step2，用橡皮擦去铅笔痕迹后，观察表面是否有划痕，若油墨表面有划痕，则记为油墨表面划痕；若油墨完全磨损，裱有白色PE不干胶层的纸板表面出现划痕，则记为裱有白色PE不干胶层的纸板表面存在划痕。

(3)耐酒精测试：

Step1，将2H中华铅笔的笔尖磨平，并在笔尖表面包覆浸透98％工业酒精的棉布，用弹性绳扎紧，将笔尖的平面与裱有白色PE不干胶层的纸板呈45°斜角，反复推划200次；

Step2，用橡皮擦去铅笔痕迹后，观察表面是否有划痕，若油墨表面有划痕或者脱落，则记为油墨表面损坏；若油墨完全磨损，裱有白色PE不干胶层的纸板表面出现划痕，则记为裱有白色PE不干胶层的纸板表面存在划痕；同时，切割裱有白色PE不干胶层的纸板，观察裱有白色PE不干胶层的纸板的截面，观察酒精是否浸透到裱有白色PE不干胶层的纸板内部。

(4)抗冲击强度：

Step1，将未涂覆油墨的裱有白色PE不干胶层的纸板放置在地面上，用50g钢珠从50cm高度自由下落；

Step2，更换未涂覆油墨的裱有白色PE不干胶层的纸板，重复Step1共计10次；

Step3，若10次中裱有白色PE不干胶层的纸板表面10次出现破损，则下降钢珠下落的高度，若10次中裱有白色PE不干胶层的纸板表面出现0～6次破损，则上提高度；若10次中裱有白色PE不干胶层的纸板表面出现7～9次破损，则以该高度作为实验高度；

Step4，确定试验高度后将基板放置在地面上，用50g钢珠从该高度自由下落；

Step5，更换基板，重复Step4共计10次；

step6，记录纸板破损和油墨破损的数量，其中纸板破损和油墨破损的数量并不干涉；

其中，本次实验，在实验高度下，裱有白色PE不干胶层的纸板破损8次。

(5)金粉老化实验：

1、将涂覆有油墨的金粉分别放在阳光下晒共计36/90/180h，按照表面褪色程度对实施例1a-实施例1f、对比例1a、对比例1b排序，“1”为褪色最少，依次类推，“8”为褪色最多；同时观察油墨表面的开裂情况，同样按照表面开裂程度对实施例1a-实施例1f、对比例1a、对比例1b排序，“1”为褪色最少，依次类推，“8”为褪色最多；

2、将涂覆有油墨的金粉分别放在紫外光下晒6/12/24h，按照表面褪色程度对实施例1a-实施例1f、对比例1a、对比例1b排序，“1”为褪色最少，依次类推，“8”为褪色最多；同时观察油墨表面的开裂情况，如并且，则选用同样数字；同样按照表面开裂程度对实施例1a-实施例1f、对比例1a、对比例1b排序，“1”为褪色最少，依次类推，“8”为褪色最多，如并且，则选用同样数字；

测试结果见下表：

综上，由本发明制得的油墨在具有较好的耐摩擦性能的同时，韧性较好，使得油墨和裱有白色PE不干胶层的纸板的粘接强度提高；同时具有较好的耐老化性能，使得树脂体系能够对金粉进行保护，使金粉能够长时间处于鲜亮状态；

使印刷有该油墨的裱有白色PE不干胶层的纸板型外包装盒存放一段时间后仍然能够具有鲜亮的油墨色彩，避免了存放较长时间的裱有白色PE不干胶层的纸板外包装盒由于褪色而被淘汰，避免了裱有白色PE不干胶层的纸板资源的浪费，保护了环境。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，其中各组分按照重量份数配比为：氯醚树脂100-200份、紫外光固化丙烯酸类树脂100-200份、稀释剂200-400份、光引发剂10-50份、光敏增感剂20-60份、有机硅消泡剂20-30份、金粉200-300份、抗氧化剂40-50份。

2.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，紫外光固化丙烯酸类树脂由丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯按照1:2:3:2:1混合而成。

3.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，稀释剂由水性聚酯、聚乙二醇、苯基缩水甘油醚、双官能团活性稀释剂按照质量比为1:1:1:2混合而成。

4.根据权利要求3所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，双官能团活性稀释剂选为1，6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯的其中一种或者一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，光引发剂由4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐和1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]按照质量比为50:1混合而成。

6.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，光敏增感剂选为三乙醇胺、三异丙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二正乙胺的其中一种。

7.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，有机硅消泡剂为3-氯丙基三甲氧基硅烷和蜡粉按照质量比为1:1混合而成。

8.根据权利要求1所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨，其特征在于，金粉由1500目铜金粉和二氧化硅气凝胶按照质量比为100:5混合而成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种可抗氧化丝印金属UV油墨的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：

Step1，按照比例将氯醚树脂、紫外光固化丙烯酸类树脂、稀释剂加入高混机中，以1200r/min的转速搅拌至无颗粒；

Step2，将金粉和部分有机硅消泡剂混合充分后，加入Step1混合完成的物料中，继续加入光引发剂、光敏增感剂、剩余有机硅消泡剂和抗氧化剂继续搅拌至混合均匀；

Step3，用三辊机研磨至细度达到15μm以下，900r/min继续搅拌2~3min，即得UV油墨。