CN111334172A - 一种环保速干低气味的uv-led光油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保速干低气味的UV‑LED光油，按重量百分比计，包括组分：

Description

一种环保速干低气味的UV-LED光油及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及高分子涂料技术领域，具体涉及一种环保速干低气味的UV-LED光油及其制备方法。
【背景技术】
随着生活水平的提高，人们越来越追求高品质的包装。光油又称罩光油或者上光涂料，是一种无色的、透明或半透明的油墨。在印刷品表面涂光油会使印刷品的光泽度、耐水性、耐磨性的增加，使印刷品生物色彩外观显得更加明快，并能对印刷品起到一定的保护作用，改善印刷品表面性能，便于后续加工。表面上光是包装印刷品重要的印后加工技术之一。
按照固化技术的不同，目前市场上的光油可被分为油性光油(也叫溶剂型光油)、水性光油和UV光油三类。溶剂型光油的挥发性溶剂气味大，环保性差。而水性光油则存在干燥慢、容易蹭脏的缺点。现有的UV-LED光油则因为UV光源的有效利用率低导致的固化速率慢，以及引发剂不匹配导致的光油层表面、内部固化速度不一致的缺点，使得UV-LED光油在纸制品表面固化效果差，本发明旨在发明一种解决UV-LED光油在纸制品表面固化效果差的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种环保速干低气味的UV-LED光油，解决现有的UV-LED光油在纸制品表面固化效果差的问题。
本发明还提供一种环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，以解决现有的UV-LED光油固化效果差的问题。
为解决上述问题，本发明提供技术方案如下：一种环保速干低气味的UV-LED光油，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002460357110000021
所述UV功能性单体包括季戊四醇三丙烯酸酯(简写为PETA)以及乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(简写为ETPTA)，所述季戊四醇三丙烯酸酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的10～15％，所述乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的10～15％。
所述引发剂包括2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯(简写为TPO-L)、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、久日化工生产的6022以及1-羟基环己基苯基甲酮，所述2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％，所述苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的0.5～1％，0.5～1％，所述久日化工生产的6022占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％，所述1-羟基环己基苯基甲酮占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％，采用久日化工的184型号产品。
所述活性胺为叔基胺。
一种环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，包括如下步骤：
Step 1、将UV超支化树脂、UV两官能度聚氨酯树脂、UV环氧丙烯酸树脂、UV功能性单体、引发剂依序先后加入反应釜中搅拌均匀，搅拌反应30～45分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步；
Step 2、在完成Step 1的反应物中先后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、活性胺，并搅拌10～20分钟，然后静置15～30分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步；
Step 3、在完成Step 2的反应物种加入助剂搅拌1～5分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步：
Step 4、将完成Step 3的反应物过滤后取样检测，检测结果合格后再进行质检包装。
所述Step 1中反应釜的搅拌速度为1000～1200rpm；所述Step 2中反应釜的搅拌速度为500～600rpm；所述Step 2中反应釜的搅拌速度为500～600rpm。
所述Step 4中使用网纱过滤，所述网纱过滤使用的滤袋滤芯为300目。
所述Step 1中的检测为气味检测和VOC检测，气味检测以无刺激性气味为合格；VOC检测以溶剂挥发含量在千分之一范围以内为合格。
所述Step 2中的检测为UV-LED光油的干燥速度检测和干燥黄变值检测；在2KW的LED光源下干燥时间小于0.1秒的UV-LED光油判定干燥速度合格；采用色差仪测试，干燥前后黄变值E小于0.1的UV-LED光油判定为黄变值合格。
所述Step 3中的检测为UV-LED光油涂布后的流平性检测，流平时间在0.1秒内的判定流平性合格；所述Step 4中的检测为采用双槽刮板细度计的细度检测，检测的细度在5微米以内的判定为细度检测合格。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的一种环保速干低气味的UV-LED光油，通过组分中的UV超支化树脂，利用UV超支化树脂不存在临界分子量、分子间没有链缠结的结构特点，与助剂相配合使UV-LED光油具有很好地流平性；同时UV超支化树脂有众多的端基，这些端基具有反应活性的基团便可具有很高的反应活性，在UV-LED光油光照固化时，引发剂在紫外光的照射下引发UV超支化树脂与UV两官能度聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂以及UV功能单体分子相互交联聚合，以达到快速固化的目的，使UV-LED光油表层和内层的固化速度一致，这样就解决了现有的UV-LED光油在纸制品表面固化效果差的问题；其中，UV两官能度聚氨酯树脂可提高固化后的UV-LED光油内部各种树脂分子的交联程度，强化力学性能；通过组分中的活性胺来抑制分子交联聚合过程中的氧阻聚效应，减少单体分子由于氧阻聚效应造成的无法交联聚合，使活性胺分子既能有效抑制氧阻聚效应，同时又一起参加聚合反应，成为UV-LED光油固化交联膜的一部分，提高UV-LED光油固化效果。而组分中的可挥发性气体和刺激性气味物质在UV超支化树脂与UV两官能度聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂以及UV功能单体分子快速交联固化后被锁在交联后的高分子内部，以缓慢的速度逸出到环境中，刺激性气味低，环保安全。
2、本发明的一种环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，能够制备出环保速干低气味的UV-LED光油，在制备UV-LED光油的过程中，每一个步骤都要确保该步骤的产物符合制备工艺的要求，以得到符合标准要求的环保速干低气味的UV-LED光油。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：本实施例提供一种环保速干低气味的UV-LED光油，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002460357110000061
所述UV超支化树脂为脂肪族超枝化聚酯，所述UV两官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸树脂，所述UV功能性单体包括占所述UV-LED光油总质量分数10％的季戊四醇三丙烯酸酯和占所述UV-LED光油总质量分数15％的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及占所述UV-LED光油总质量分数5％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述引发剂包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1％的2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数1％的6022以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数1％的1-羟基环己基苯基甲酮；所述活性胺包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1％的二甲基乙醇胺、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2％的三乙醇胺以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2％的N,N,-二甲基苯胺。所述助剂包括消泡剂和流平剂。
实施例2：本实施例提供一种环保速干低气味的UV-LED光油，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002460357110000071
所述UV超支化树脂为脂肪族超枝化聚酯，所述UV两官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸树脂，所述UV功能性单体包括占所述UV-LED光油总质量分数11％的季戊四醇三丙烯酸酯和占所述UV-LED光油总质量分数11％的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及占所述UV-LED光油总质量分数8％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述引发剂包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1％的2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的0.6％的苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数1.4％的6022；所述活性胺包括各占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2％的二甲基乙醇胺、三乙醇胺以及N,N,-二甲基苯胺。所述助剂包括消泡剂和流平剂。
实施例3：本实施例提供一种环保速干低气味的UV-LED光油，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002460357110000081
Figure BDA0002460357110000091
所述UV超支化树脂为脂肪族超枝化聚酯，所述UV两官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸树脂，所述UV功能性单体包括占所述UV-LED光油总质量分数14％的季戊四醇三丙烯酸酯和占所述UV-LED光油总质量分数11％的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及占所述UV-LED光油总质量分数7％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述引发剂包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2％的2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1％的苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数1％的1-羟基环己基苯基甲酮；所述活性胺包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2.5％的二甲基乙醇胺、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2.5％的三乙醇胺以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的3％的N,N,-二甲基苯胺。所述助剂包括消泡剂和流平剂。
实施例4：本实施例提供一种环保速干低气味的UV-LED光油，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002460357110000092
Figure BDA0002460357110000101
所述UV超支化树脂为脂肪族超枝化聚酯，所述UV两官能度聚氨酯树脂为聚氨酯丙烯酸树脂，所述UV功能性单体包括占所述UV-LED光油总质量分数10％的季戊四醇三丙烯酸酯和占所述UV-LED光油总质量分数14％的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及占所述UV-LED光油总质量分数6％的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；所述引发剂包括占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1％的苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数2％的6022以及占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数2％的1-羟基环己基苯基甲酮；所述活性胺包括各占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的2％的二甲基乙醇胺、三乙醇胺以及N,N,-二甲基苯胺。所述助剂包括消泡剂和流平剂。
表1：实施例1-4的环保速干低气味的UV-LED光油组分表
Figure BDA0002460357110000102
Figure BDA0002460357110000111
将上述实施例1-4的环保速干低气味的UV-LED光油根据表1的数据按照本发明的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法完成环保速干低气味的UV-LED光油的制备。然后进行性能检测，并与对比例进行对比，对比例选用公告号为CN101220568B的中国发明专利制作的光油作为对比例，对比项目及结果如表2所示。
表2：实施例1-4的环保速干低气味的UV-LED光油与对比例的性能对比表
Figure BDA0002460357110000112
Figure BDA0002460357110000121
从表2可以得出，本发明实施例1-4制备的环保速干低气味的UV-LED光油具有较低的VOC含量，符合油墨的挥发性气体标准，无刺激性气味，流平性良好，表面平整无气泡，抗粘性也优于对比例的光油，特别是实施例1-4的UV-LED光油在纸制品表面的固化效果，其内、外层UV-LED光油的固化速率基本一致，表明本申请的环保速干低气味的UV-LED光油具有良好的固化效果，解决了现有的UV-LED光油在纸制品表面固化效果差的问题。
本发明提供的一种环保速干低气味的UV-LED光油，通过组分中的UV超支化树脂，利用UV超支化树脂不存在临界分子量、分子间没有链缠结的结构特点，使UV-LED光油具有很好地流平性。与助剂相配合，UV-LED光油的流平性能更加优良。同时UV超支化树脂有众多的端基，这些端基具有反应活性的基团便可具有很高的反应活性，在UV-LED光油被LED紫外光照射时，引发剂在紫外光的照射下引发UV超支化树脂与UV两官能度聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂以及UV功能单体分子相互交联聚合，以达到快速固化的目的，使UV-LED光油表层和内层的固化速度一致，这样就解决了现有的UV-LED光油在纸制品表面固化效果差的问题；其中，UV两官能度聚氨酯树脂可提高固化后的UV-LED光油内部各种树脂分子的交联程度，强化力学性能；通过组分中的活性胺来抑制分子交联聚合过程中的氧阻聚效应，减少单体分子由于氧阻聚效应造成的无法交联聚合，使活性胺分子既能有效抑制氧阻聚效应，同时又一起参加聚合反应，成为UV-LED光油固化交联膜的一部分，提高UV-LED光油在纸制品表面的固化效果。而组分中的可挥发性气体和刺激性气味物质在UV超支化树脂与UV两官能度聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂以及UV功能单体分子快速交联固化后被锁在交联后的高分子内部，以缓慢的速度逸出到环境中，刺激性气味低，环保安全。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种环保速干低气味的UV-LED光油，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure FDA0002460357100000011
2.根据权利要求1所述的环保速干低气味的UV-LED光油，其特征在于：所述UV功能性单体包括季戊四醇三丙烯酸酯以及乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，所述季戊四醇三丙烯酸酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的10～15％，所述乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的10～15％。
3.根据权利要求1所述的环保速干低气味的UV-LED光油，其特征在于：所述引发剂包括2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、久日化工生产的6022以及1-羟基环己基苯基甲酮，所述2,4,6-三羟甲基苯甲酰基磷酸乙酯占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％，所述苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的0.5～1％，所述久日化工生产的6022占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％，所述1-羟基环己基苯基甲酮占所述环保速干低气味的UV-LED光油质量分数的1～2％。
4.根据权利要求1所述的环保速干低气味的UV-LED光油，其特征在于：所述活性胺为叔基胺。
5.一种环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
Step 1、将UV超支化树脂、UV两官能度聚氨酯树脂、UV环氧丙烯酸树脂、UV功能性单体、引发剂依序先后加入反应釜中搅拌均匀，搅拌反应30～45分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步；
Step 2、在完成Step 1的反应物中先后加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、活性胺，并搅拌10～20分钟，然后静置15～30分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步；
Step 3、在完成Step 2的反应物种加入助剂搅拌1～5分钟，反应结束后取样检测，检测结果合格后再进行下一步：
Step 4、将完成Step 3的反应物过滤后取样检测，检测结果合格后再进行质检包装。
6.根据权利要求5所述的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于：所述Step 1中反应釜的搅拌速度为1000～1200rpm；所述Step 2中反应釜的搅拌速度为500～600rpm；所述Step 2中反应釜的搅拌速度为500～600rpm。
7.根据权利要求5所述的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于：所述Step 4中使用网纱过滤，所述网纱过滤使用的滤袋滤芯为300目。
8.根据权利要求5所述的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于：所述Step 1中的检测为气味检测和VOC检测，气味检测以无刺激性气味为合格；VOC检测以溶剂挥发含量在千分之一范围以内为合格。
9.根据权利要求5所述的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于：所述Step 2中的检测为UV-LED光油的干燥速度检测和干燥黄变值检测；在2KW的LED光源下干燥时间小于0.1秒的UV-LED光油判定干燥速度合格；采用色差仪测试，干燥前后黄变值E小于0.1的UV-LED光油判定为黄变值合格。
10.根据权利要求5所述的环保速干低气味的UV-LED光油的制备方法，其特征在于：所述Step 3中的检测为UV-LED光油涂布后的流平性检测，流平时间在0.1秒内的判定流平性合格；所述Step 4中的检测为采用双槽刮板细度计的细度检测，检测的细度在5微米以内的判定为细度检测合格。
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