CN108659610B - 一种紫外发光二极管光固化胶印油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外发光二极管光固化胶印油墨及其制备方法，含有自制松香改性丙烯酸酯预聚物，所述自制松香改性丙烯酸酯预聚物可用于滤饼颜料捏合机法制备LED‑UV光固化胶印油墨，加宽单张纸胶版印刷机印刷水幅，增加四色印刷的色域空间。本发明的LED‑UV光固化油墨具有以下有益效果：本油墨适合单张纸胶版印刷机，通过自制合成的松香改性丙烯酸酯预聚物，提高分子量，油墨印刷水幅增宽至10％～60％。滤饼颜料在捏合机内分散混合需要较高温抽真空除水，本发明克服LED‑UV光固化油墨在高温下胶化的产生，增加油墨色彩饱和度，色域空间广，印刷性能完全超越同类产品。
Description
技术领域
本发明属于印刷油墨，涉及单张纸胶版印刷领域，主要是一种紫外发光二极管光固化胶印油墨及其制备方法。
背景技术
印刷企业在单张纸胶版印刷过程中，会根据油墨的种类，采用不同的固化方法。传统的油性油墨通过氧化结膜来实现固化，印刷品需要放置一到两天，甚至更长的时间才能实现干燥。在这个干燥的过程中，油墨会有一个渗透纸张的过程，出现色层降，印刷网点扩大明显，色彩的饱和度下降。在特种纸上，无法实现良好的印刷反差，油墨无色彩层次，无法复制高品质的原稿图像。同时油性油墨印刷都在收纸处进行喷粉，来防止印刷品层叠时的粘脏。长时间的喷粉造成印刷车间充满粉尘，日积月累的吸入会对印刷车间人员的身体造成损害。过多的喷粉也会对印刷品的品质造成影响，如光泽下降、喷粉残留污染包装物等。
UV油墨通过紫外光灯照射，瞬间干燥，固化效率最高。传统的紫外光灯分为高压汞灯和金属卤素汞灯，简称UV汞灯，其发射出来的紫外线波段从220nm到440nm。UV油墨印刷时的缺点1：印刷水幅较传统油性油墨范围小，印刷难控制。色域空间不如传统油性油墨大，复制高品质的原稿图像困难。缺点2：UV汞灯的短波照射空气会产生臭氧，污染环境。UV汞灯灯管寿命短，废弃后UV灯管中使用的金属汞无法回收，污染环境。缺点3：UV油墨固化是放热反应，加上UV灯的长波产生大量的热，无法印刷热敏感材料，同时浪费能耗。
相比较UV汞灯，LED-UV灯不产生臭氧、不使用金属汞、高达20000小时的使用寿命和低能耗，具有明显的优势。随着LED技术的发展，LED光固化油墨印刷迅速进入印刷企业，广泛应用在1CM以内近距离照射的轮转标签印刷机领域。
本发明涉及的单张纸胶版印刷机其收纸牙排有8～12CM高，LED-UV灯只能安装在牙排上方，受此影响LED-UV灯光照射窗口到纸面的距离一般都是9～13CM。而LED-UV灯随着照射距离的增加，油墨接收到的光功率下降。同时传统UV油墨中引发剂的吸收峰和LED-UV灯发射的单一波长不匹配，导致LED光固化油墨出现干燥不良，尤其是表面干燥差，印刷品发粘。
因此LED光固化单张纸胶版印刷机需要一种具有良好的水墨平衡性和色彩还原性，同时还需要极强的LED光吸收活性，保证高速印刷油墨的干燥。
发明内容
为了解决单张纸胶版印刷机油墨快速固化、印刷水幅和色域空间的问题，本发明提供了一种适合高速固化印刷、印刷性能优异的紫外发光二极管(简称“LED-UV”)光固化胶印油墨。
本发明的目的在于提供一种利用滤饼颜料捏合机的生产工艺获得的LED-UV光固化胶印油墨的制备方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种紫外发光二极管光固化胶印油墨，含有自制松香改性丙烯酸酯预聚物，应用此预聚物配合有机滤饼颜料，采用捏合机法制备；将自制松香改性丙烯酸酯预聚物可用于滤饼颜料捏合机法制备LED光固化胶印油墨，加宽单张纸胶版印刷机印刷水幅，增加色域空间。以重量比计，包含50～70份自制松香改性丙烯酸酯预聚物、20～40份有机滤饼颜料、0.1～2份阻聚剂、6～12份光引发剂、1～5份助剂、8～15份活性稀释剂；所述自制松香改性丙烯酸酯预聚物以重量份计，包含30～50份聚合松香、20～30份三甘醇、20～30份己二酸、0.1～2份稳定剂、10～30份丙烯酸酯单体。所述自制松香改性丙烯酸酯预聚物以重量份计，包含30～50份聚合松香、20～30份三甘醇、20～30份己二酸、0.1～2份稳定剂、10～30份丙烯酸酯单体。
所述松香改性丙烯酸酯预聚物为平均分子量范围8000～12000、粘度范围60000～90000mPas/25℃、酸价≤30mgKOH/g。较大的分子量可以提高油墨的抗水能力，较小的酸价可以减少油墨的乳化，油墨的水幅得以提升。
所述聚合松香，软化点在120℃～140℃。松香作为一种通用品来源广泛，价格低廉，将松香引入丙烯酸酯体系中，可增加对颜料的润湿，从而可以使用捏合机工艺来分散滤饼颜料。
所述有机滤饼颜料为有机滤饼红颜料、有机滤饼黄颜料、有机滤饼蓝颜料。有机滤饼颜料一般应用在水性油墨和油性油墨配方中，使用捏合机抽真空挤水法将连接料和颜料充分分散。滤饼颜料不含树脂连接料和填充料，给配方设计带来很大的调整空间，能够充分体现出油墨的着色强度、光泽和透明度等性能，油墨的色域空间广。
本发明所述的这种紫外发光二极管光固化胶印油墨的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、首先将30～50重量份聚合松香、20～30重量份三甘醇、20～30重量份己二酸、0.1～2重量份稳定剂混合在不锈钢反应釜中，在转速50～100rpm/min下搅拌，温度缓慢加热到200～230℃，直至混合物酸价≤30mgKOH/g；冷却降温到100℃～150℃后添加10～30重量份丙烯酸酯单体，最终获得平均分子量范围8000～12000、粘度范围60000～90000mPas/25℃的自制松香改性丙烯酸酯预聚物；
步骤二、其次将50～70重量份自制松香改性丙烯酸酯预聚物、20～40重量份滤饼颜料、0.1～2重量份阻聚剂混合在捏合机中，加热到100℃～120℃，抽真空挤水后得到滤饼颜料预浆料；
步骤三、最后将60～85重量份滤饼颜料预浆料、6～12重量份光引发剂、1～5重量份助剂、8～15重量份活性稀释剂混合在不锈钢配料釜中；充分搅拌后，经过液压三辊机研磨分散，用细度刮板检测研磨细度达到5μm以下即可。
本发明的有益效果为：
1、通过自制合成的松香改性丙烯酸酯预聚物，提高分子量，油墨印刷水幅增宽至10％～60％。
2、滤饼颜料在捏合机内分散混合需要较高温抽真空除水，本发明克服LED光固化油墨在高温下胶化的产生，增加油墨色彩饱和度，色域空间广，印刷性能完全超越同类产品。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做详细的介绍：
实施例1 LED-UV光固化胶印红墨及其制备方法
自制松香改性丙烯酸酯预聚物各组份及重量百分比的配比如下：
滤饼红颜料预分散浆料各组份及重量百分比的配比如下：
自制松香改性丙烯酸酯预聚物 59％
滤饼红颜料 40％
2-叔丁基对苯二酚 1％
LED-UV光固化胶印红墨各组份及重量百分比的配比如下：
LED-UV光固化胶印红墨的制备方法：将45份聚合松香140、20份三甘醇、20份己二酸、2份对甲氧基酚混合在配料釜中。50rpm/min搅拌，加热到230℃，直至混合物酸价≤30mgKOH/g。冷却降温到150℃后添加13份丙烯酸酯改性甘油搅拌均匀得到预聚物。
将59份预聚物、40份滤饼红颜料、1份2-叔丁基对苯二酚混合在捏合机内，加热至105℃，抽真空挤水完成后得到滤饼红颜料预分散浆料。
将78份滤饼红颜料预分散浆料、3份2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2份1-羟基环己基苯基甲酮、2份4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、3份聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、2份聚四氟乙烯蜡、10份乙二醇二甲基丙烯酸酯在配料釜中得到充分搅拌，经过液压式三辊机研磨分散，用细度刮板检测研磨细度达到5μm以下，即可得到单张纸胶版印刷用LED光固化红墨。
实施例2 LED-UV光固化胶印黄墨及其制备方法
自制松香改性丙烯酸酯预聚物各组份及重量百分比的配比如下：
滤饼黄颜料预分散浆料各组份及重量百分比的配比如下：
自制松香改性丙烯酸酯预聚物 69％
滤饼黄颜料 30％
2-叔丁基对苯二酚 1％
LED-UV光固化胶印黄墨各组份及重量百分比的配比如下：
LED-UV光固化胶印黄墨的制备方法：将48份聚合松香140、20份三甘醇、20份己二酸、2份对甲氧基酚混合在配料釜中。50rpm/min搅拌，加热到230℃，直至混合物酸价≤30mgKOH/g。冷却降温到120℃后添加10份双环癸烷二丙烯酸酯搅拌均匀得到预聚物。
将69份预聚物、30份滤饼红颜料、1份2-叔丁基对苯二酚混合在捏合机内，加热至105℃，抽真空挤水完成后得到滤饼黄颜料预分散浆料。
将78份滤饼黄颜料预分散浆料、3份2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、4份4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、3份聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、2份聚四氟乙烯蜡、10份乙二醇二甲基丙烯酸酯在配料釜中得到充分搅拌，经过液压式三辊机研磨分散，用细度刮板检测研磨细度达到5μm以下，即可得到单张纸胶版印刷用LED光固化红墨。
实施例3 LED-UV光固化胶印蓝墨及其制备方法
自制松香改性丙烯酸酯预聚物各组份及重量百分比的配比如下：
滤饼蓝颜料预分散浆料各组份及重量百分比的配比如下：
自制松香改性丙烯酸酯预聚物 59％
滤饼蓝颜料 40％
2-叔丁基对苯二酚 1％
LED-UV光固化胶印蓝墨各组份及重量百分比的配比如下：
LED-UV光固化胶印蓝墨的制备方法：将48份聚合松香140、20份三甘醇、20份己二酸、2份对甲氧基酚混合在配料釜中。50rpm/min搅拌，加热到230℃，直至混合物酸价≤30mgKOH/g。冷却降温到120℃后添加10份双环癸烷二丙烯酸酯搅拌均匀得到预聚物。
将59份预聚物、40份滤饼蓝颜料、1份2-叔丁基对苯二酚混合在捏合机内，加热至105℃，抽真空挤水完成后得到滤饼蓝颜料预分散浆料。
将78份滤饼蓝颜料预分散浆料、5份2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2份4-(二甲氨基)-苯甲酸-(2-乙基)己酯、3份聚丁二醇250二-(2-羧甲氧基噻吨酮)酯、2份聚四氟乙烯蜡、10份乙二醇二甲基丙烯酸酯在配料釜中得到充分搅拌，经过液压式三辊机研磨分散，用细度刮板检测研磨细度达到5μm以下，即可得到单张纸胶版印刷用LED-UV光固化蓝墨。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种紫外发光二极管光固化胶印油墨，其特征在于：以重量比计，包含50～70份自制松香改性丙烯酸酯预聚物、20～40份有机滤饼颜料、0.1～2份阻聚剂、6～12份光引发剂、1～5份助剂、8～15份活性稀释剂；所述自制松香改性丙烯酸酯预聚物以重量份计，包含30～50份聚合松香、20～30份三甘醇、20～30份己二酸、0.1～2份稳定剂、10～30份丙烯酸酯单体；
所述聚合松香为聚合松香140；
所述自制松香改性丙烯酸酯预聚物为平均分子量范围8000～12000、粘度范围60000～90000mPas/25℃、酸价≤30mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管光固化胶印油墨，其特征在于：所述有机滤饼颜料为有机滤饼红颜料、有机滤饼黄颜料、有机滤饼蓝颜料。
3.一种紫外发光二极管光固化胶印油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、首先将30～50重量份聚合松香、20～30重量份三甘醇、20～30重量份己二酸、0.1～2重量份稳定剂混合在不锈钢反应釜中，在转速50～100rpm/min下搅拌，温度缓慢加热到200～230℃，直至混合物酸价≤30mgKOH/g；冷却降温到100℃～150℃后添加10～30重量份丙烯酸酯单体，最终获得平均分子量范围8000～12000、粘度范围60000～90000mPas/25℃的自制松香改性丙烯酸酯预聚物；
步骤二、其次将50～70重量份自制松香改性丙烯酸酯预聚物、20～40重量份滤饼颜料、0.1～2重量份阻聚剂混合在捏合机中，加热到100℃～120℃，抽真空挤水后得到滤饼颜料预浆料；
步骤三、最后将60～85重量份滤饼颜料预浆料、6～12重量份光引发剂、1～5重量份助剂、8～15重量份活性稀释剂混合在不锈钢配料釜中；充分搅拌后，经过液压三辊机研磨分散，用细度刮板检测研磨细度达到5μm以下即可。
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