CN109135413A - 一种led-uv胶印哑砂油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种LED‑UV胶印油墨，包含LED‑UV胶印哑砂底油，所述底油包含以下原料(重量百分比)：50‑60份聚酯丙烯酸树脂、18‑24份活性稀释剂、8‑12份光引发剂、10‑20份填料、1‑3份分散剂、0.5‑2份助剂。该LED‑UV胶印哑砂底油通过对光引发剂的选择，能使油墨在LED‑UV光源下迅速固化，固化后不产生臭氧，固化能耗大幅降低，节能环保。在LED‑UV胶印哑砂底油中加入高分子聚合物有机砂粉，使油墨UV固化后能够在墨层表面形成均匀的凹凸，从而产生类似丝网冰点，磨砂等特殊的印刷效果。

Description

一种LED-UV胶印哑砂油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于油墨化工领域，主要涉及一种LED-UV胶印哑砂油墨及其制备方法。

背景技术

LED-UV胶印油墨是近年来研发的一种新型的印刷油墨，它的干燥过程是通过LED-UV光源，在特定波长的紫外光线照射下，瞬间使油墨从液态转变成固态。它主要是由齐聚物、活性稀释剂、光引发剂、填料、助剂组成。

LED-UV光源是一种低能量固化光源，通常有点光源、线光源和面光源。它是由多颗近紫外线(UV)LED芯片组成，LED芯片它可以发射365nm、375nm、385nm或者395nm的紫外光线，对油墨进行固化。

LED-UV光源与同传统UV高压汞灯相比，其消耗电能大幅降低。传统UV光源耗电量大，光电转换效率低，除20％左右的能量转化成紫外光能外，其余均转化成热量，使得灯管表面温度最高可达800℃，发热量大，易对印刷机本身和承印材料造成损伤。而LED-UV光源的光电转换效率高，印品表面温度仅比环境温度高5℃左右，可有效控制印刷品表面温度在40℃以内，有效防止印品因过热而产生收缩变形，从而达到较高的套印精度。目前LED光源能耗仅为普通UV高压汞灯的十分之一，LED-UV光源寿命可达15000小时-20000小时，而普通UV高压汞灯等寿命在1000-2000小时之间，通过其低耗电的特性可大幅削减用电成本。

LED-UV光源不会产生短波紫外光，因此在固化过程中不会产生臭氧，无需安装除味装置或排风管道等辅助装置，能够保持清洁的工作环境。无论从经济角度考虑还是环保角度考虑，UV-LED固化系统都将取代传统的UV高压汞灯固化系统。

在LED-UV胶印油墨印刷过程中，许多客户往往会对油墨效果有一些比较特殊的要求，例如UV丝印的冰点效果或者UV丝印的磨砂蚀刻效果，目前的LED-UV胶印油墨是无法做到符合这些要求的。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种LED-UV胶印油墨，一种在LED-UV光源照射下达到瞬间固化效果的LED-UV胶印油墨。

本发明的另一个目的在于提供一种LED-UV胶印油墨及其制备方法，该油墨及方法能够使所印制的产品产生UV丝印的一些特殊的效果。

本发明的再一个目的在于提供一种LED-UV胶印油墨，该油墨能够在印刷过程中性能稳定，固化后不产生臭氧，固化能耗大幅降低，节能环保。

本发明的上述目的是通过下述技术方案来实现的：

一种LED-UV胶印油墨，包含LED-UV胶印哑砂底油，所述LED-UV胶印哑砂底油包含以下原料(重量百分比)：50-60份聚酯丙烯酸树脂、18-24份活性稀释剂、8-12份光引发剂、10-20份填料、1-3份分散剂、0.5-2份助剂。

进一步地，所述聚酯丙烯酸酯的官能度为3-7。

进一步地，所述活性稀释剂为高官能度的活性稀释剂，具体地，活性稀释剂为丙烯酸酯单体。

进一步地，所述聚酯丙烯酸酯有：聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203、聚酯丙烯酸酯UV树脂CN790、光固化树脂EB436、聚酯丙烯酸酯UV树脂6353-1中任意两种或两种以上的混合物。

进一步地，所述丙烯酸酯单体是：双三羟甲基丙烷四丙烯酸聚酯、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、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、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。

进一步地，所述光引发剂为：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的任意一种或两种的组合。

进一步地，所述填料为碳酸钙、滑石粉和高岭土以及高分子聚合物有机砂粉中的一种或两种组合。高分子聚合有机砂粉优选PMMA球型微粉与PU球型微粉的任意一种或两种的混合物。

进一步地，所述分散剂是高分子量分散剂。优选的，所述助剂为有机硅改性丙烯酸酯。

本发明还涉及一种LED-UV胶印哑砂底油的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)按照重量配比，将超细滑石粉、超细碳酸钙填料以及高分子聚合物有机砂粉，加入到聚酯丙烯酸酯中，加入双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入24000超分散剂，2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，2700有机硅助剂相混合；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸聚酯，加入剩下的聚酯丙烯酸酯，在高速分散机转速600rpm/min搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油。

本发明还涉及一种LED-UV胶印油墨的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)按照重量配比，将超细滑石粉、超细碳酸钙填料以及高分子聚合物有机砂粉，加入到聚酯丙烯酸酯中，加入双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入24000超分散剂，2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，2700有机硅助剂相混合；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸聚酯，加入剩下的聚酯丙烯酸酯，在高速分散机转速600rpm/min搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油；

步骤4)将步骤3)中LED-UV胶印哑砂底油制成LED-UV胶印油墨。

与现有技术相比，本发明LED-UV胶印哑砂油墨的底油中加入高分子聚合物有机砂粉，使油墨UV固化后能够在墨层表面形成均匀的凹凸，从而产生类似丝网冰点，磨砂等特殊的印刷效果。LED-UV胶印哑砂底油通过LED-UV光源固化，不会产生短波紫外光，因此在固化过程中不会产生臭氧，能够保持清洁的工作环境。相比传统UV固化油墨来说，更加的节能环保。同时，经实践证明，本发明的油墨能够克服现有的胶印哑砂油墨的容易堆辊下墨不良的问题，具有良好的印刷适应性。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种LED-UV胶印油墨，包含LED-UV胶印哑砂底油，所述底油包含以下原料(重量百分比)：50-60份聚酯丙烯酸树脂、18-24份活性稀释剂、8-12份光引发剂、10-20份填料、1-3份分散剂、0.5-2份助剂。

所述聚酯丙烯酸酯为高官能度的聚酯丙烯酸酯。聚酯丙烯酸酯的官能度越高，反应活性越强，从而可以提高固化速度，但官能度太高又会导致粘性增高，柔韧性能下降。因此，选取官能度在3-7之间的聚酯丙烯酸酯，其具有良好的韧性、合适的干燥速度，并且对填料润湿效果很好，有很好地亲油-亲水平衡。适合本发明的聚酯丙烯酸酯有：聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203、聚酯丙烯酸酯UV树脂CN790、光固化树脂EB436、聚酯丙烯酸酯UV树脂6353-1等，优选聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203。

所述活性稀释剂为高官能度的活性稀释剂，主要为丙烯酸酯单体。适合的丙烯酸酯单体是：双三羟甲基丙烷四丙烯酸聚酯、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、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、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。

优选双三羟甲基丙烷四丙烯酸聚酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。共同特点是反应活性高，稀释效果好，柔韧性好。通过选择合适官能度的活性稀释剂和聚酯丙烯酸酯使油墨的干燥速度合适，粘性可控制在8-14。油墨的印刷适应性和转移性能好。

所述光引发剂为：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的任意一种或两种。优选2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦任意两种组成的混合物，UV-LED光源发射出的紫外光线波长单一(365nm、375nm、385nm、395nm)，选择吸收波长在365nm_395nm范围内的引发剂较为合适。

所述填料为碳酸钙、滑石粉和高岭土以及高分子聚合物有机砂粉中的一种或两种组合。高分子聚合有机砂粉优选PMMA球型微粉与PU球型微粉的任意一种或两种的混合物。

所述分散剂是高分子量分散剂。优选24000超分散剂。其分散效果优良，对油墨体系的乳化性能、储存稳定性无不良影响。

所述助剂为有机硅改性丙烯酸酯。优选2700有机硅助剂，改善产品耐刮擦效果，性能优良。

以下简述LED-UV胶印哑砂底油的制作工艺：

实施例一

步骤1)按照重量配比，将4份的超细滑石粉和4份的超细碳酸钙填料以及10份的高分子聚合物有机砂粉加入到20份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和12份聚酯丙烯酸酯6353-1中，加入10份双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入1.5份24000超分散剂，4份2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，6份2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，0.5份2700有机硅助剂；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入6份活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸聚酯，加入剩下的10份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和12份聚酯丙烯酸酯6353-1，在高速分散机转速600rpm/min搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油。

实施例二

步骤1)按照重量配比，将2份的超细滑石粉和2份的超细碳酸钙填料以及13份的高分子聚合物有机砂粉加入到20份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和12份聚酯丙烯酸酯6353-1中，加入10份双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入2份24000超分散剂，2份2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，4份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，4份2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入10份活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，1份2700有机硅助剂，再加入剩下的8份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和10份聚酯丙烯酸酯6353-1，在高速分散机转速600rpm/min条件下搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油。

实施例三

步骤1)按照重量配比，将1份的超细滑石粉和1份的超细碳酸钙填料以及15份的高分子聚合物有机砂粉加入到20份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和12份聚酯丙烯酸酯6353-1中，加入10份双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入2份24000超分散剂相混合；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入14份活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，3份2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，5份2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，1份2700有机硅助剂，在高速分散机转速2000-3000rpm/min搅拌30-60分钟，温度控制在50-60℃，当光引发剂完全溶解后再加入剩下的6份聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203和8份聚酯丙烯酸酯6353-1，高速分散20分钟即可得到LED-UV胶印哑砂底油。

在实施实例中，所有原材料都是工业级，其中光引发剂、助引发剂和助剂要求固含量达到99％以上。

本发明通过设计LED-UV胶印哑砂底油的印版图案，可以印刷出丝印的冰点雪花效果，磨砂蚀刻效果等特殊效果，从而实现以胶印的方式制造出丝印的效果，印品饱满，具有强烈的视觉效果以及触摸手感。

本发明LED-UV胶印哑砂底油通过对光引发剂的选择，能使油墨在LED-UV光源下迅速固化，固化后不产生臭氧，固化能耗大幅降低，节能环保。本发明在LED-UV胶印哑砂底油中加入高分子聚合物有机砂粉，使油墨UV固化后能够在墨层表面形成均匀的凹凸，从而产生类似丝网冰点，磨砂等特殊的印刷效果。

所述LED-UV胶印哑砂底油在LED-UV光源下迅速固化，固化后不产生臭氧，固化能耗大幅降低，节能环保；并通过对印版图案的设计，可以印刷出丝印的冰点雪花效果，磨砂蚀刻效果等特殊效果，具有广泛的应用前景。通过LED-UV光源固化，不会产生短波紫外光，因此在固化过程中不会产生臭氧，能够保持清洁的工作环境。相比传统UV固化油墨来说，更加的节能环保。

本发明的油墨能够克服现有的胶印哑砂油墨的容易堆辊下墨不良的问题，具有良好的印刷适应性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种LED-UV胶印油墨，包含LED-UV胶印哑砂底油，其特征在于：所述LED-UV胶印哑砂底油包含以下原料(重量百分比)：50-60份聚酯丙烯酸树脂、18-24份活性稀释剂、8-12份光引发剂、10-20份填料、1-3份分散剂、0.5-2份助剂。

2.根据权利要求1所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述聚酯丙烯酸酯的官能度为3-7。

3.根据权利要求1所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述活性稀释剂为高官能度的活性稀释剂，具体地，活性稀释剂为丙烯酸酯单体。

4.根据权利要求2所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述聚酯丙烯酸酯有：聚酯丙烯酸酯UV树脂CN2203、聚酯丙烯酸酯UV树脂CN790、光固化树脂EB436、聚酯丙烯酸酯UV树脂6353-1中任意两种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求3所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述丙烯酸酯单体是：双三羟甲基丙烷四丙烯酸聚酯、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、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、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述光引发剂为：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮中的任意一种或两种的组合。

7.根据权利要求1所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉和高岭土以及高分子聚合物有机砂粉中的一种或两种组合。

8.根据权利要求1所述LED-UV胶印油墨，其特征在于：所述分散剂是高分子量分散剂。优选的，所述助剂为有机硅改性丙烯酸酯。

9.一种LED-UV胶印哑砂底油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)按照重量配比，将超细滑石粉、超细碳酸钙填料以及高分子聚合物有机砂粉，加入到聚酯丙烯酸酯中，加入双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入24000超分散剂，2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，2700有机硅助剂相混合；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸聚酯，加入剩下的聚酯丙烯酸酯，在高速分散机转速600rpm/min搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油。

10.一种LED-UV胶印油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)按照重量配比，将超细滑石粉、超细碳酸钙填料以及高分子聚合物有机砂粉，加入到聚酯丙烯酸酯中，加入双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯单体，加入24000超分散剂，2、4、6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮光引发剂，2700有机硅助剂相混合；

步骤2)用高速分散机分散40分钟后，用三辊及碾磨4-5遍至细度≤10μm，得到基墨；

步骤3)向基墨中加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸聚酯，加入剩下的聚酯丙烯酸酯，在高速分散机转速600rpm/min搅拌30分钟，温度控制在45-50℃，即可得到LED-UV胶印哑砂底油；

步骤4)将步骤3)中LED-UV胶印哑砂底油制成LED-UV胶印油墨。