CN109161248B - 一种uv led水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法，所述油墨，按重量份计算，包括：水性脂肪族聚氨酯分散体75～100份，水性湿润剂0.1～1份，水性消泡剂0.1～1份，水性流平剂0.1～1份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.1～1份，水性增稠剂1～5份，水性光引发剂3～10份，杀菌剂0.05～0.3份，罐内防腐剂0.05～0.3份，去离子水3～10份；所述油墨环保无毒，附着力和施工性能、柔韧性、耐磨性好，光泽度高，保光力强，适用于对纸张的整版辊涂上光；所述制备方法操作简单，容易实施。

Description

一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及UV LED水性油墨及其制备技术领域，特别涉及一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法。
背景技术
传统的UV水性油墨是指水性紫外光固化树脂UV油墨，即利用紫外线作为固化能源，在常温下快速交联成膜的水性树脂UV油墨。
但是水性紫外光固化树脂UV油墨能耗高，在生产过程中很容易把纸张烧焦，生产损耗大且危险，其在固化过程中会产生大量的臭氧，对环境污染大，危害人的身体健康。
UV LED（紫外发光二极管）是一个冷光源，在红外光谱范围内没有输出，不需要使用复杂的冷却设备，如冷却辊和遮光布，能用于热敏感的基材，电-光转换效率高，对环境友好，对人体不产生危害。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法，旨在解决现有技术中的水性紫外光固化油墨固化能耗高且生产过程中存在安全风险，在固化过程中产生对人体和环境有害的臭氧的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 85～100份，
水性湿润剂 0.1～1份，
水性消泡剂 0.1～1份，
水性流平剂 0.1～1份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.1～1份，
水性增稠剂 1.2～2份，
水性光引发剂 4.5～6份，
杀菌剂 0.05～0.3份，
罐内防腐剂 0.05～0.3份，
去离子水 1～5份。
所述UV LED水性紫外光固化印刷油墨中，所述水性消泡剂、水性流平剂和水性湿润剂的重量比为1∶1∶1。
所述UV LED水性紫外光固化印刷油墨中，所述水性湿润剂为酸性聚合物的烷醇胺盐。
所述UV LED水性紫外光固化印刷油墨中，所述水性消泡剂为TEGO Airex 940W，所述水性流平剂为TEGO Glide 410。
所述UV LED水性紫外光固化印刷油墨中，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。
所述UV LED水性紫外光固化印刷油墨中，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括以下步骤：
S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；
S002.再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；
S003.取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品油墨。
有益效果：
本发明提供了一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法，所述油墨在395nm的UV LED下固化，固化速度快，能节约50%～75%的电力，固化过程中不产生臭氧，所述油墨中不含油性溶剂，不产生VOC，环保无毒，施工性能好，漆膜硬度为中华铅笔硬度F，附着力达0级，施工性能好，柔韧性、耐磨性好，光泽度高，保光力强，本产品为免打底型光油，可简化工艺和节约生产成本，适用于对纸张的整版辊涂上光；所述制备方法操作简单，容易实施。
附图说明
图1为本发明提供的所述水性光引发剂在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
本发明提供一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 85～100份，
水性湿润剂 0.1～1份，
水性消泡剂 0.1～1份，
水性流平剂 0.1～1份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.1～1份，
水性增稠剂 1.2～2份，
水性光引发剂 4.5～6份，
杀菌剂 0.05～0.3份，
罐内防腐剂 0.05～0.3份，
去离子水 1～5份。
上述油墨中，水性脂肪族聚氨酯分散体是主要的成膜物质，具有优秀的物理和化学耐性，对底材具有良好的附着力，在辊涂的过程中，能够使所述油墨很好地附着在纸张上，施工容易。配合油墨中的其它成分协同作用，进一步地提高所述油墨的理化性能，上述配比下的油墨30℃下的粘度为85±2 KU,附着力为0级，固化速度快，在395nm的UV LED光源下固化速度为100m/min，施工性能好，光泽度高，保光力强，用水作为溶剂，不含有机溶剂，固化过程中不会产生VOC，对人和环境友好，符合绿色环保的标准。
优选地，所述水性消泡剂、水性流平剂和水性湿润剂的重量比为1∶1∶1。一种实施方式中，所述水性消泡剂为TEGO Airex 940W，TEGO Airex 904W不含溶剂，具有优异的防缩孔性，可以防止所述油墨在搅拌和施工中形成气泡和针孔，避免影响施涂后形成的油膜的性能；所述水性流平剂为TEGO Glide 410，TEGO Glide 410能够控制和改善所述油墨施涂后漆膜表面的流动性和流平性，减少孔缩，并且防止颜料浮色发花，调整油膜的爽滑性及抗刮性；所述水性湿润剂为酸性聚合物的烷醇胺盐；一种实施方式中，所述水性湿润剂为TEGOWet 270，是高效的湿润剂，使所述油墨成分均匀的润湿，对底材具有良好的湿润性，并且具有优异的抗缩孔性能，提高所述油墨的流平性。所述油墨中水性消泡剂、水性流平剂和水性湿润剂采用上述配比，使所述油墨的流平性、防缩孔性和附着力的综合性能达到最佳的状态。
所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷可以强烈降低体系的动态和静态表面张力，从而显著提高基材湿润性和流平性；而且不影响重涂，对表面爽滑没有影响，与所述油墨体系的相容性非常好，用于所述油墨中可以很好地提高所述油墨对基材的润湿性，从而改善附着力。
一种实施方式中，所述光引发剂为（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品， 对二甲氨基苯甲酸异辛酯可以中和（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-二苯基氧化膦，是高效的光引发剂，在393nm处有吸收峰，接近所述油墨的固化波长，而且复配光引发剂的光解产物为三甲基苯甲酰自由基和二苯基膦酰自由基，都是引发活性很高的自由基，并且利于紫外光透过，稳定性优良，提高涂层的表干效果。请参照图1，图1为所述水性光引发剂通过树脂稀释后，在不同质量百分浓度下的紫外吸收光谱图，如图所示，所述水性光引发剂在395nm附近有强烈的吸收。
优选地，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂；一种实施方式中，所述水性增稠剂采用罗门哈斯的RM-8W，是一种不含油溶剂的水性非离子缔合型流变改性剂，在所述油墨体系中提供极佳的流动和流平性、均匀的成膜性能，改善所述油墨在施工过程中出现的流挂现象。
优选地，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，阻碍涂料微生物和细菌的新陈代谢，阻断光合作用；所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，是一种高效的杀菌剂，对抑制微生物的生长有很好的作用，可以抑制所述油墨中微生物的生长和遗传，破坏细胞壁和细胞膜。
一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括以下步骤：
首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；
再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；
然后取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品油墨。
上述油墨的制备过程中的分散时间和分散速度是由所述油墨的成分决定的，在所述油墨的特定配比下，上述分散时间和分散速度刚好能够将所属油墨分散均匀，所述油墨的粘度为30℃/85±2KU，细度≤20μm，并且相应的理化性能也满足需求。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊涂在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的油膜涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
实施例 1
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 85份，
水性湿润剂 0.5份，
水性消泡剂 0.5份，
水性流平剂 0.5份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.4份，
水性增稠剂 1.2份，
水性光引发剂 4.5份，
杀菌剂 0.2份，
罐内防腐剂 0.08份，
去离子水 3份。
所述UV LED 水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以750rpm的转速分散15min；
再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1200rpm的转速分散10min；
取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以900rpm的转速分散10min,得成品涂料。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊印在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的油墨涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
实施例 2
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 88份，
水性湿润剂 0.3份，
水性消泡剂 0.3份，
水性流平剂 0.3份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.3份，
水性增稠剂 1.5份，
水性光引发剂 5份，
杀菌剂 0.1份，
罐内防腐剂 0.1份，
去离子水 4份。
所述UV LED 水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以700rpm的转速分散15min；
再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1500rpm的转速分散15min；
取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700rpm的转速分散15min,得成品涂料。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊印在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
实施例 3
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 100份，
水性湿润剂 0.1份，
水性消泡剂 0.1份，
水性流平剂 0.1份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 1份，
水性增稠剂 2份，
水性光引发剂 6份，
杀菌剂 0.3份，
罐内防腐剂 0.05份，
去离子水 5份。
所述UV LED 水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以900rpm的转速分散10min；
再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1400rpm的转速分散10min；
取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以850rpm的转速分散15min,得成品涂料。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊印在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
实施例 4
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 94份，
水性湿润剂 1份，
水性消泡剂 1份，
水性流平剂 1份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.1份，
水性增稠剂 1.8份，
水性光引发剂 5份，
杀菌剂 0.15份，
罐内防腐剂 0.05份，
去离子水 4.5份。
所述UV LED 水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以900rpm的转速分散10min；
再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1500rpm的转速分散12min；
取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散12min,得成品涂料。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊印在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
实施例 5
一种UV LED 水性紫外光固化印刷油墨，按重量份计算，包括：
水性脂肪族聚氨酯分散体 92份，
水性湿润剂 0.3份，
水性消泡剂 0.3份，
水性流平剂 0.3份，
聚醚改性聚二甲基硅氧烷 0.5份，
水性增稠剂 1.5份，
水性光引发剂 5.5份，
杀菌剂 0.05份，
罐内防腐剂 0.3份，
去离子水 3.5份。
所述UV LED 水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，包括：首先，按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以800rpm的转速分散15min；
再投入水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂，以1300rpm的转速分散15min；
取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以800rpm的转速分散15min,得成品涂料。
将通过上述方法制备的油墨成品整版辊印在纸张上，在395nm的UV LED固化光源的照射下，固化速度为100m/min，形成的漆膜涂层的硬度为中华铅笔硬度F，按GB 9286-88S标准进行检测，涂层的附着力达0级，形成的漆膜光泽度高、保光性强、柔韧性佳、耐磨性好、附着力优异。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，按重量份计算，包括：
Figure FDA0003034980100000011
所述光引发剂为(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-二苯基氧化膦和对二甲氨基苯甲酸异辛酯的复配产品。
2.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，所述水性消泡剂、水性流平剂和水性湿润剂的重量比为1∶1∶1。
3.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，所述水性湿润剂为酸性聚合物的烷醇胺盐。
4.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，所述水性消泡剂为TEGO Airex 940W，所述水性流平剂为TEGO Glide 410。
5.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，所述水性增稠剂为水性非离子缔合型流变改性剂。
6.根据权利要求1所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨，其特征在于，所述杀菌剂为2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，所述罐内防腐剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的UV LED水性紫外光固化印刷油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S001.按上述配比将水性脂肪族聚氨酯分散体、水性湿润剂分别投入反应器中，以700～900rpm的转速分散10～15min；
S002.再将水性消泡剂、水性流平剂、水性表面活性剂、水性增稠剂投入反应器中，以1200～1500rpm的转速分散10～15min；
S003.取样检验，把油墨涂刮在玻璃板上，无缩孔现象后投入水性光引发剂、去离子水、杀菌剂和罐内防腐剂，以700～900rpm的转速分散10～15min,得成品油墨。
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