CN109627843A - 一种金属印刷光固化油墨及其制备方法 - Google Patents

一种金属印刷光固化油墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金属印刷用的油墨，特别是一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，该配方的油墨可以实现快速的紫外光固化，根据金属印刷的要求通过添加不同的颜料调配出不同的色彩，然后按照涉及图案直接印刷到金属表面，利用紫外光照射使其固化，从而实现与金属表面的结合，提高了金属印刷的效率和金属表面图案的稳定性。

Description

一种金属印刷光固化油墨及其制备方法
技术领域
本发明属于化学领域，涉及一种金属印刷光固化油墨及其制备方法。
背景技术
金属印刷是指其承印物为金属的印刷。一般用于金属包装如：月饼盒，茶叶盒，奶粉罐，饮料罐等。主要有丝印胶印等形式，其印刷质量能与纸张印刷媲美；金属印刷是以金属板、金属成型制品及金属箔等硬质材料为承印物的印刷方式，其承印材料主要有马口铁(镀锡钢板Tin plate)、无锡薄钢板(化学处理钢板TFS:Tin or Free Steel)、锌铁板、黑钢板、铝板，铝冲压容器以及铝、白铁皮复合材料等，但是对于技术印刷而言，其印刷油墨与常用的纸质印刷完全不同，两者的承印物完全不同，因此油墨与承印物之间的匹配对于金属印刷的质量有着至关重要的影响，同时，由于承印物是金属的缘故，常规纸质印刷后油墨可以快干实现图案的固化，但是金属表面的油墨其固化时间较长，容易吸附颗粒物等导致印刷品质大大下降，因此如何克服上述金属印刷油墨存在的缺陷成为本领域难以解决的问题。
发明内容
本发明针对现有金属印刷用油墨存在的诸多不足之处，发明人提出一种金属印刷用的油墨，特别是一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，该配方的油墨可以实现快速的紫外光固化，根据金属印刷的要求通过添加不同的颜料调配出不同的色彩，然后按照涉及图案直接印刷到金属表面，利用紫外光照射使其固化，从而实现与金属表面的结合，提高了金属印刷的效率和金属表面图案的稳定性。
本发明提供的具体技术方案如下：
一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，其组分按重量份计如下：
活性低聚物50-55份、颜料5-15份、光引发剂5-10份、增塑剂0.1-0.5份；
其中所采用的活性低聚物为丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体重量比1:1.5的混合物，
其中所述的脂肪醇类单体选自丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯；
所述的丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物制备方法如下：
取环氧值为0.54mol/100g的环氧有机硅75-85份装入具有搅拌机、滴液漏斗和温度计的反应器中，加热搅拌至80oC，缓慢滴加丙烯酸7.5-10份，四丁基溴化铵1.2-1.5份和对甲氧基苯酚0.4-0.5份的混合物，反应1-2小时，至其酸值小于10mgKOH/g时，得丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物；
所采用的颜料为常用无机或有机颜料，可选自氧化铁红、铁黄，酞青蓝、酞青绿中的一种或多种；
所述的光引发剂为2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮或7-甲基-4-辛醇中的一种或其混合物。
所述的增塑剂为2,4-二羟基-3,3-二甲基-N-[2-(苯硫基)乙氧基]戊酰胺；
本发明采用上述的活性低聚物，可以在光引发剂的作用下可以发生二次聚合成膜，从而更好的附着在金属承印物的表面，由于两者均选自丙烯酸类的单体，两者的兼容性更好，且丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯的加入，可以增大整个油墨的粘结力，从而大大提高油墨的附着程度和耐候性，较之现有技术中采用的低聚物单体，效果更好，且采用上述重量比1:1.5的两种活性低聚物组合对于颜料的融合性好，不会再固化后发生颜料析出的情况，提高了金属印刷的品质；
对应的发明人选用了上述两种光引发剂，这两种引发剂是发明人经过大量实验后从众多光引发剂中筛选出的最佳选择，可以与丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体起到最佳的配合效果，固化速度快，适合金属印刷的快速生产；
选用上述的颜料，均是现有技术中常用的颜料，价格便宜且更加环保，与金属承印物的配合度好，同时能够起到保护金属表面，减少腐蚀等情况的发生；
选择上述的增塑剂，可以调高油墨的成膜性，进一步的增加油墨的附着力，特别是对于本发明所限定的金属承印物，上述增塑剂有着更加明显的效果。
除此之外，发明人还提供了上述金属印刷光固化油墨的制备方法如下：
首先将丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体按比例混合均匀，然后加入颜料继续搅拌，至颜料完全分散在上述活性低聚物中；之后将增塑剂加入到上述混合物中，搅拌均匀后最后加入光引发剂，避光状态下继续搅拌至其完全分散均匀即可。
采用上述添加顺序，避免了颜料与增塑剂和光引发剂同时加入导致分散不均匀的情况，避免了油墨颜色不均匀，同时增塑剂的提前加入有利于光引发剂的充分分散，与活性低聚物的反应更加充分，提高光固化的速度。
综上所述，采用本发明的方法制备的油墨可以实现快速的紫外光固化，根据金属印刷的要求通过添加不同的颜料调配出不同的色彩，然后按照涉及图案直接印刷到金属表面，利用紫外光照射使其固化，从而实现与金属表面的结合，提高了金属印刷的效率和金属表面图案的稳定性。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，其组分按重量份计如下：
活性低聚物50份、颜料5份、光引发剂5份、增塑剂0.1份；
其中所采用的活性低聚物为丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体重量比1:1.5的混合物，其中所述的脂肪醇类单体选自丙烯酸丁酯；
所述的丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物制备方法如下：
取环氧值为0.54mol/100g的环氧有机硅75份装入具有搅拌机、滴液漏斗和温度计的反应器中，加热搅拌至80oC，缓慢滴加丙烯酸7.5份，四丁基溴化铵1.2份和对甲氧基苯酚0.4份的混合物，反应1.2小时，至其酸值小于10mgKOH/g时，得丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物；
所采用的颜料为酞青蓝；
所述的光引发剂为2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮；
所述的增塑剂为2,4-二羟基-3,3-二甲基-N-[2-(苯硫基)乙氧基]戊酰胺；
上述金属印刷光固化油墨的制备方法如下：
首先将丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体按比例混合均匀，然后加入颜料继续搅拌，至颜料完全分散在上述活性低聚物中；之后将增塑剂加入到上述混合物中，搅拌均匀后最后加入光引发剂，避光状态下继续搅拌至其完全分散均匀即可。
实施例2：
一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，其组分按重量份计如下：
活性低聚物55份、颜料15份、光引发剂10份、增塑剂0.5份；
其中所采用的活性低聚物为丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体重量比1:1.5的混合物，
其中所述的脂肪醇类单体选自丙烯酸异辛酯；
所述的丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物制备方法如下：
取环氧值为0.54mol/100g的环氧有机硅85份装入具有搅拌机、滴液漏斗和温度计的反应器中，加热搅拌至80oC，缓慢滴加丙烯酸10份，四丁基溴化铵1.5份和对甲氧基苯酚0.5份的混合物，反应1.5小时，至其酸值小于10mgKOH/g时，得丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物；
所采用的颜料为氧化铁红；
所述的光引发剂为7-甲基-4-辛醇；
所述的增塑剂为2,4-二羟基-3,3-二甲基-N-[2-(苯硫基)乙氧基]戊酰胺；
上述金属印刷光固化油墨的制备方法如下：
首先将丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体按比例混合均匀，然后加入颜料继续搅拌，至颜料完全分散在上述活性低聚物中；之后将增塑剂加入到上述混合物中，搅拌均匀后最后加入光引发剂，避光状态下继续搅拌至其完全分散均匀即可。
实施例3：
一种金属印刷光固化油墨及其制备方法，该油墨主要由活性低聚物、颜料、光引发剂、增塑剂组成，其组分按重量份计如下：
活性低聚物53份、颜料8份、光引发剂9份、增塑剂0.35份；
其中所采用的活性低聚物为丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体重量比1:1.5的混合物，
其中所述的脂肪醇类单体选自丙烯酸丁酯；
所述的丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物制备方法如下：
取环氧值为0.54mol/100g的环氧有机硅80份装入具有搅拌机、滴液漏斗和温度计的反应器中，加热搅拌至80 oC，缓慢滴加丙烯酸9份，四丁基溴化铵1.3份和对甲氧基苯酚0.6份的混合物，反应至其酸值小于10mgKOH/g时，得丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物；
所采用的颜料为酞青绿；
所述的光引发剂为2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和7-甲基-4-辛醇摩尔比1:1的混合物。
所述的增塑剂为2,4-二羟基-3,3-二甲基-N-[2-(苯硫基)乙氧基]戊酰胺；
上述金属印刷光固化油墨的制备方法如下：
首先将丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体按比例混合均匀，然后加入颜料继续搅拌，至颜料完全分散在上述活性低聚物中；之后将增塑剂加入到上述混合物中，搅拌均匀后最后加入光引发剂，避光状态下继续搅拌至其完全分散均匀即可。
实验例金属印刷相关参数评定
将实施例1-3制备的金属印刷光固化油墨按照常规工艺印刷到金属表面，所采用的金属承印物为A4纸大小的锌铁板，印刷完成后利用波长为365-395nm，功率为9.5kw的汞灯对其进行照射固化，照射时间控制在2-3s，固化后放置3h对其进行下述检测：
1.外观：目测；
2.光泽：按GB/T9754的规定进行测定，入射角为600；
3.附着力：用锋利刀片在印刷图案上划行(10行)，切割的间距为5mm，道口应穿透油墨层而触及底材，切割的方向应尽量与印刷方向成45度角；用810胶带紧贴于划行处，以拇指轻压胶带排出下面气泡，拿住胶带没粘着的一端，用力猛揭胶带1-2次；评定结果分1-5级，1级最好，5级最差。
表1紫外光固化上光油干膜性能比较
测试项目 实施例1 实施例B2 实施例B3
外观 光亮平滑 光亮平滑 光亮平滑
光泽，GU 97 97 96
附着力 1 1 1
可见，本发明所提供的金属印刷光固化油墨具有附着力优异、所获得的印刷图案具有高光泽，大大提高了金属印刷的品质。

Claims (3)

1.一种金属印刷光固化油墨，其特征在于：其组分按重量份计如下：
活性低聚物50-55份、颜料5-15份、光引发剂5-10份、增塑剂0.1-0.5份；
其中所采用的活性低聚物为丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体重量比1:1.5的混合物，
其中所述的脂肪醇类单体选自丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯；所采用的颜料选自氧化铁红、铁黄，酞青蓝、酞青绿中的一种或多种；
所述的光引发剂为2-甲基-1-(4-甲巯基苯基)-2-吗啉-1-丙酮或7-甲基-4-辛醇中的一种或其混合物。
所述的增塑剂为2,4-二羟基-3,3-二甲基-N-[2-(苯硫基)乙氧基]戊酰胺。
2.根据权利要求1所述的金属印刷光固化油墨，其特征在于：
所述的丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物制备方法如下：
取环氧值为0.54mol/100g的环氧有机硅75-85份装入具有搅拌机、滴液漏斗和温度计的反应器中，加热搅拌至80℃，缓慢滴加丙烯酸7.5-10份，四丁基溴化铵1.2-1.5份和对甲氧基苯酚0.4-0.5份的混合物，反应1-2小时，至其酸值小于10mgKOH/g时，得丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物。
3.权利要求1所述金属印刷光固化油墨的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
首先将丙烯酸改性环氧化有机硅低聚物和脂肪醇类单体按比例混合均匀，然后加入颜料继续搅拌，至颜料完全分散在上述活性低聚物中；之后将增塑剂加入到上述混合物中，搅拌均匀后最后加入光引发剂，避光状态下继续搅拌至其完全分散均匀即可。
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