CN108034303A - 一种水性led光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法，其中一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨由以下重量份数的原料组分制备而成：水性荧光色精1～5份，纳米级夜光粉水性分散体1～10份，表面活性剂0.1～1份，水性消泡剂0.01～1份，水性流平剂0.1～1份，水性硅油0.1～1份，水性蜡0.1～3份，紫外光吸收剂0.5～3份，去离子水20～40份，水性预聚体组合物40～60份。本发明提供的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法，其生产的油墨安全环保，对人体无腐蚀性，且在连续喷墨过程中适应性良好。

Description

一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及喷墨行业的油墨制备领域，尤其是一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法。

背景技术

传统的喷墨墨水为溶剂型产品，因为存在挥发性有机溶剂，所以存在环境污染的问题，并且危害从业人员的身体健康。

现如今环保性优良的墨水有水性墨水以及UV固化墨水。水性墨水的优点在于相较传统溶剂型墨水，用水来完全替代挥发性有机溶剂，环保性优良。但是水性墨水也有传统溶剂型墨水的弊端，干燥后的墨水耐刮、耐擦伤性较差。

UV固化墨水的优点在于没有挥发性溶剂，环保，并且UV干燥后的墨膜物理性能优良，成膜性好，抗刮擦优异，并且由于在没有UV固化之前，墨水是不干性的，因此喷头一直处于润湿状态，不会引发堵塞喷头的隐患。但是UV固化墨水由于需要适应喷墨墨水流动性极好的状态，必须添加大量的低粘度单体，造成UV干燥过程较慢，并且由于固化后还残留有一定量的单体，影响人体身体健康，因此在能够直接与人体接触油墨的包装领域不合适。并且UV固化需要的能量远高于LED固化，普通的UV固化灯正常使用寿命为2000h以下，LED灯为普通UV固化灯的10倍以上，可以达到25000-30000h。

水性LED光固化墨可以用水来替代活性单体，来对油墨的粘度进行调整，并且并不影响配方本身的各成分比例。由于用水做稀释剂，配方中预聚物的分子量可以设计到更大，交联密度可控，因此在光固化方面配方可以比较容易设计的很快干，有利于生产效率的大幅提高。

在防伪领域，荧光类色精不能设计在环保的UV体系，因为印制品在UV干燥灯下进行固化的时候，瞬间巨大的紫外能量会破坏色精本身的荧光基团，导致荧光效果失效。因此在光固化防伪领域，UV油墨配方体系很难去应用。而LED光固化的紫外波长在395nm，几乎接近可见光，不影响荧光色精的发色基团，油墨固化前后的发光效果几乎不变。

对于防伪效果油墨，一般荧光防伪比较常见，但是本发明考虑到正常日常情况下很少有人随身携带紫外灯类光源，验证防伪标识不方便。而本发明创新性的加入夜光粉，印制的产品只需要放置在阳光下晒五分钟，阴天情况只要在露天放置半h以上，再把印制品拿到黑暗无光处，就可以清晰看到夜光效果防伪图案。而当有紫外灯光源时候可以利用荧光防伪来识别防伪标识。

在喷墨领域，很少有把夜光粉加入，因为夜光粉多为粒径比较粗的颗粒，且不能进行研磨，本发明同夜光粉生产厂家合作，其可提供满足喷墨需求的夜光粉分散体，分散体直径都在几百纳米级别。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨及其制备方法，其生产的喷墨安全环保，对人体无腐蚀性，且在连续喷墨过程中适性良好。

本发明的技术方案为：一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，由以下重量份数的原料组分制备而成：水性荧光色精1～5份，纳米级夜光粉水性分散体1～10份，表面活性剂0.1～1份，水性消泡剂0.01～1份，水性流平剂0.1～1份，水性硅油0.1～1份，水性蜡0.1～3份，紫外光吸收剂0.5～3份，去离子水20～40份，水性预聚体组合物40～60份。

优选地，所述水性荧光色精为胺基树脂基型、聚酰胺树脂基型、聚酯树脂基型、丙烯酸乳液型中的一种或者任意几种的组合；所述纳米级夜光粉水性分散体为水性表面包覆处理的防水夜光粉。

优选地，所述表面活性剂为硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺化琥珀酸钠、季铵化合物、脂肪酸甘油酯、山梨坦三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、炔二醇类化合物中的至少一种。

优选地，所述水性消泡剂为聚醚类消泡剂、高碳醇类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种；所述水性流平剂为聚二甲基硅氧烷类、聚醚改性有机硅氧烷类、聚酯改性有机硅氧烷类、烷基改性有机硅氧烷、端基型聚醚改性有机硅类、丙烯酸酯类中的至少一种。

优选地，所述水性硅油为聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；所述水性蜡为巴西棕榈蜡乳液或分散体、氧化聚乙烯蜡乳液或分散体、石蜡乳液或分散体、蒙旦蜡乳液或分散体中的一种或者任意几种的组合。

优选地，所述紫外光吸收剂为二苯乙醇酮、a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-1-苯己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)、丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基膦、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯硫醚、二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮.KIP150、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦稳定的水乳液、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基’)-N，N，N-三甲基-1-丙胺氯化物中的一种或者任意几种的组合；所述水性预聚体组合物为环氧丙烯酸酯分散体、聚氨酯丙烯酸酯分散体、聚酯丙烯酸酯分散体、有机硅改性丙烯酸酯分散体中的一种或者任意几种的组合。

一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，包括以下步骤，

(1)首先，按重量份数称取水性荧光色精、纳米级夜光粉水性分散体、一部分去离子水、表面活性剂、水性流平剂、水性硅油、水性蜡、水性预聚体组合物、水性消泡剂、紫外光吸收剂，混合后用碟形分散机中速搅拌一定时间，分散后测量细度，如果细度不达标则继续分散，每隔半小时测量下细度，直到合格为止；

(2)细度合格情况下，检测油墨粘度，并用剩余的去离子水调整到粘度至18～25cps；

(3)把调整好粘度的油墨用滤膜进行过滤，进行三次重复过滤。

优选地，所述步骤(1)中中速搅拌的时间为3～4h。

优选地，所述步骤(1)中分散至细度控制在0.5μm以下，细度测量使用激光粒度仪。

优选地，所述步骤(3)中滤膜孔径为0.5μm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.传统UV喷墨必须使用单体来调节喷墨的粘度，而喷墨的粘度是制造合格喷墨的关键物化指标之一，粘度太高，喷墨喷射效果不良，而单体具有很低的粘度，可以容易调节喷墨粘度，同时单体对人体的刺激性非常大，在制造喷墨过程中，经常引起工人身体皮肤溃烂，本发明用水来替代单体，调节喷墨粘度，水对人体无任何伤害；

2.本发明只使用预聚体，无单体，大大减少墨层本身的固化收缩率，在针对非吸收性的塑料类基材，具有很大的附着牢度优势；

3.本发明只使用预聚体，预聚体相对单体来说分子量大非常多，相应的整个喷墨体系中需要发生反应的不饱和键也变少很多，因此光固化的速率也会大大增加，很大程度上弥补现有阶段LED光源能量不足的缺陷；

4.本发明只使用预聚体，随着不饱和键的变少，所需的光引发剂也变少，相应的可能的残留的光引发剂也变少，光引发剂是高活性体，对于已经成膜的墨膜，比较有害，容易造成墨层老化加速，因此更少的光引发剂残留对于产品的保存期限更加有利；

5.本发明创新性的把荧光防伪加入到LED光固化体系中，为个性化数码可变数据荧光防伪提供了一种途径；

6.本发明创新性的把夜光防伪加入到LED光固化体系中，为个性化数码可变数据夜光防伪提供了一种途径；

7.本发明创新性的把夜光和荧光防伪组合在一起。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。

一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，由以下重量份数的原料组分制备而成：

水性荧光色精	2份
		纳米级夜光粉水性分散体	6份
表面活性剂	0.5份
		水性消泡剂	0.05份
水性流平剂	0.5份
		水性蜡	1份
紫外光吸收剂	2份
		水性硅油	1份
去离子水	31.95份
		聚氨酯丙烯酸酯分散体	50份
有机硅改性丙烯酸酯分散体	5份

其中，上述水性荧光色精为丙烯酸乳液型；纳米级夜光粉水性分散体为水性表面包覆处理的防水夜光粉，表面活性剂为炔二醇类；水性消泡剂为聚醚改性硅类；水性流平剂为端基型聚醚改性有机硅类；水性硅油为聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；水性蜡为氧化聚乙烯蜡分散体，紫外光吸收剂为双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的稳定乳化物，水性预聚体组合物采用聚氨酯丙烯酸酯分散体加有机硅改性丙烯酸酯分散体。

一种采用实施例所述重量份数配方的水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，包括如下步骤：

(1)首先，将水性荧光色精、纳米级夜光粉水性分散体、一部分去离子水、表面活性剂、水性流平剂、水性硅油、水性蜡、水性预聚体组合物、水性消泡剂、紫外光吸收剂用碟形分散机400转/分钟搅拌4h；分散后使用激光粒度仪测量细度，细度控制在0.5μm以下，如果细度不达标则继续分散，每隔半小时检测下细度，直到合格为止。

(2)细度合格情况下，检测油墨粘度，并用剩余的去离子水调整到粘度至18～25cps。

(3)把调整好粘度的油墨用滤膜进行过滤，进行三次重复过滤，滤膜孔径为0.5μm。

本发明最终生产的喷墨，进行连续喷头作业24h，无出现堵喷头、干燥不良现象。

将本发明喷墨制作的防伪产品放入太阳光下晒5min或者阴天下露天放置半小时，再放入黑暗环境中，发现夜光图案清晰，发光强。

将本发明的喷墨制作的防伪产品放入紫外灯光源下，发现荧光图案清晰，发光强。

通过红外测试墨膜双键转化率，本发明墨膜双键转换率为93％以上，达到优秀程度。因此解决了墨膜中不饱和键的数量残留过多的情况，对喷墨防伪产品的保存时间，抗老化时间有极大的提升。

同时，本发明生产的油墨解决了传统溶剂型喷墨含有大量挥发性有机溶剂的不环保问题；由于没有单体的存在，解决传统UV喷墨对人体的腐蚀性危害。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：由以下重量份数的原料组分制备而成：水性荧光色精1～5份，纳米级夜光粉水性分散体1～10份，表面活性剂0.1～1份，水性消泡剂0.01～1份，水性流平剂0.1～1份，水性硅油0.1～1份，水性蜡0.1～3份，紫外光吸收剂0.5～3份，去离子水20～40份，水性预聚体组合物40～60份。

2.根据权利要求1所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：所述水性荧光色精为胺基树脂基型、聚酰胺树脂基型、聚酯树脂基型、丙烯酸乳液型中的一种或者任意几种的组合；所述纳米级夜光粉水性分散体为水性表面包覆处理的防水夜光粉。

3.根据权利要求1所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：所述表面活性剂为硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二辛基磺化琥珀酸钠、季铵化合物、脂肪酸甘油酯、山梨坦三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、炔二醇类化合物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：所述水性消泡剂为聚醚类消泡剂、高碳醇类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂中的至少一种；所述水性流平剂为聚二甲基硅氧烷类、聚醚改性有机硅氧烷类、聚酯改性有机硅氧烷类、烷基改性有机硅氧烷、端基型聚醚改性有机硅类、丙烯酸酯类中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：所述水性硅油为聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；所述水性蜡为巴西棕榈蜡乳液或分散体、氧化聚乙烯蜡乳液或分散体、石蜡乳液或分散体、蒙旦蜡乳液或分散体中的一种或者任意几种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨，其特征在于：所述紫外光吸收剂为二苯乙醇酮、a，a-二甲氧基-a-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-1-苯己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)、丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基膦、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯硫醚、二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮.KIP150、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦稳定的水乳液、2-羟基-3-(2’-硫杂蒽酮氧基’)-N，N，N-三甲基-1-丙胺氯化物中的一种或者任意几种的组合；所述水性预聚体组合物为环氧丙烯酸酯分散体、聚氨酯丙烯酸酯分散体、聚酯丙烯酸酯分散体、有机硅改性丙烯酸酯分散体中的一种或者任意几种的组合。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)首先，按重量份数称取水性荧光色精、纳米级夜光粉水性分散体、一部分去离子水、表面活性剂、水性流平剂、水性硅油、水性蜡、水性预聚体组合物、水性消泡剂、紫外光吸收剂，混合后用碟形分散机中速搅拌一定时间，分散后测量细度，如果细度不达标则继续分散，每隔半小时测量下细度，直到合格为止；

(2)细度合格情况下，检测油墨粘度，并用剩余的去离子水调整到粘度至18～25cps；

(3)把调整好粘度的油墨用滤膜进行过滤，进行三次重复过滤。

8.根据权利要求7所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中中速搅拌的时间为3～4h。

9.根据权利要求7所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中分散至细度控制在0.5μm以下，细度测量使用激光粒度仪。

10.根据权利要求7所述的一种水性LED光固化数码多重防伪喷墨制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中滤膜孔径为0.5μm。