CN111662588A - Petg热收缩膜标签用uv凹印白墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于紫外光固化油墨领域，涉及一种PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨及其制备方法。其由以下配比原料制备而成，各组分以重量份计：聚氨酯丙烯酸酯：8‑15份，聚酯丙烯酸酯：8‑15份，三丙二醇二丙异酸酯：30‑40份，三甲基丙烷三丙烯酸酯：2‑6份，聚烯烃类热塑性弹性体：1‑3份，184：1‑3份，Tego‑900：0.3‑0.8份，Tego‑432：0.8‑1.5份，Tego‑655：0.3‑0.8份，滑石粉：3‑8份，轻质碳酸钙：3‑8份，钛白粉：15‑30份。该光固化油墨具备良好的印刷适性，安全环保，印刷速度快，色泽鲜艳，附着力高，不易褪色，耐摩擦。该油墨应用于热收缩薄膜PETG，可以在保证低成本的同时，印刷速度达到200m/min以上，是一种环保型UV光固化油墨。

Description

PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨及其制备方法

技术领域

本发明属于紫外光固化油墨领域，涉及一种PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨及其制备方法。

背景技术

目前我国薄膜软包装行业90%的企业采用的是凹印工艺，而且大部分使用的是溶剂型油墨，但这种类型的油墨在环保形势日益严峻的当下，受到了“排挤”和限制，在某些经济发达地区，甚至被禁止。尤其是近两年来，我国中央及地方各省市环保部门推出一系列削减VOCs的政策法规，软包装企业不得不在生产末端加装有机废气处理设置，末端处理技术在这几年间得到了快速发展，但是无法从源头真正的解决问题，使其应用 受到很大制约。为了达到环保化生产的要求，有一些软包装企业在源头控制方面尝试环保型油墨的测试应用。目前软包装凹印行业中出现了几类代替传统凹印油墨的解决方案，即单一种类溶剂或单一溶剂油墨、水墨、无溶剂能量固化型油墨。

（1）单一种类溶剂或单一溶剂油墨

此类油墨使用的是单一可接受的溶剂或某类溶剂，可解决VOCs回收中多种成分溶剂回收困难的问题，帮助软包装凹印企业实现循环经济。目前此类油墨的应用者也比较多，但很多软包装企业只在某一色印刷中采用，并没有全面推广开来，因为相对传统溶剂墨，其在使用中仍存在一定的问题，主要表现在以下几方面：（a）油墨鲜艳度变差。由于配方中只有一种或一类溶剂，溶解力相对较弱，表现为油墨的展色性变差，鲜艳度降低。（b）油墨的转移性变差。尤其是在浅网部分，单一种类溶剂或单一溶剂油墨的短板是缺少慢干溶剂，对于过渡网及浅网部分并不能很好地展现印样的完整性。（c）油墨的流动性变差，导致油墨黏度整体提高，储存稳定性变差，触变性变大。

（2）水墨

目前国内许多软包装企业都在开展凹印水墨的测试应用，行业人士对其使用效果褒贬不一。在软包装凹印企业使用水墨的过程中，需要关注并解决如下几个问题：

（a）由于其干燥速度较慢，目前国内市场上的水性凹印墨不能满足高速印刷的要求。改造印刷机后，提高能耗加大加热温度和出风量，提高了烘干速度，但是又出现了新的假干返黏问题。（b）塑料软包装水性凹印墨印刷的着色牢度和稳定性较差。（c）塑料软包装水性凹印墨的色彩偏暗，色彩鲜艳度不如溶剂凹印墨和UV凹印墨。（d）目前市场上推出的水性凹印墨耐溶剂性差，在复合工艺过程中以及在包装物使用过程中会产生色迁移、复合牢度差等问题。

（3）无溶剂能量固化型凹印油墨（UV光固化+EB电子束固化）

无溶剂能量固化型凹印油墨包括以下两种类型的凹印油墨：（a）100%固含量的UV光固化凹印油墨；（b）100%固含量的EB电子束固化凹印油墨。

UV光固化技术是一项绿色工业的新技术，曾被北美辐射固化委员会评为具有“5E”特点的工业技术。所谓5E，即：

Efficient，高效，UV固化可以在数秒之内实现完全的固化，生产效率更高；

Energy saving，节省能源，UV产品是常温快速固化，其能耗一般只有热固化的1/10～1/5；

Environmental friendly，环境友好，不含或只含少量溶剂，能源为电能，无CO₂产生；

Economy，经济，装置紧凑，加工速度快，节省空间，生产率高，膜层更薄，降低生产成本；

Enabling，适应性广，UV产品可适应于多种基材。

近年来，随着中国环保政策的日趋严格和环保法规执行力度的加大，长期使用溶剂型凹印油墨和部分水性凹印油墨的印刷企业开始将环保、节能的希望转向无溶剂能量固化型凹印油墨，UV凹印油墨开始逐渐在国内软包装行业崭露头角。UV 光固化油墨在凹印上的主要缺陷是成本高，印刷速度低，目前UV 光固化油墨还没有应用于PETG热收缩膜标签。

PETG是一种透明、非结晶型共聚酯，PETG常用的共聚单体为1,4-环己烷二甲醇，全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。其具有突出的韧性和高抗冲击强度，其抗冲击强度是改性聚丙烯酸酯类的3~10倍，并具有很宽的加工范围，高机械强度和优异的柔性，比PVC透明度高，光泽好，容易印刷并具有环保优势。目前PETG热收缩膜标签采用溶剂型凹印白墨印刷，其含溶剂，需要加热一段时间才能彻底干燥，在实际生产过程中需要较高的温度和较长的烘道。由于PETG热收缩膜标签对温度较为敏感，容易造成膜的收缩，影响印刷。因此，寻找合适的PETG热收缩膜标签印刷油墨是十分必要。

发明内容

针对UV光固化凹印油墨应用中存在的问题，结合PETG热收缩膜标签的印刷特点，本发明目的在于提供一种PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨及其制备方法。

具体技术方案如下：其由以下配比原料制备而成 ，各组分以重量份计：

聚氨酯丙烯酸酯：8-15份，

聚酯丙烯酸酯：8-15份，

三丙二醇二丙烯酸酯：30-40份，

三甲基丙烷三丙烯酸酯：2-6份，

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）：1-3份，

1-羟环己基苯酮（光引发剂184）：1-3份，

有机聚醚改性聚硅氧烷（Tego-900）：0.3-0.8份，

100%固含量无溶剂聚醚硅氧烷共聚物（Tego-432）：0.8-1.5份，

改性聚醚磷酸盐（Tego-655）：0.3-0.8份，

滑石粉：3-8份，

轻质碳酸钙：3-8份，

钛白粉：15-30份。

制备上述PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨的方法，具体步骤为 ：

1）将聚氨酯丙烯酸酯、三丙二醇二丙异酸酯、聚酯丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、TPO、184依次加入反应容器中，在恒温水浴中，用高速分散机分散搅拌，进行充分溶解；

2）然后添加Tego-900、Tego-432、Tego-655，降温，继续搅拌反应；

3）将步骤 2）所得的反应产物取出与钛白粉混合，并添加轻质碳酸钙和滑石粉，通过球磨制备得到PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨。

所述的反应容器为马口铁罐，并安装有温度计和搅拌装置。

所述的球磨之后得到的白墨粒径为5μm。

反应原理：三丙二醇二丙烯酸酯和三甲基丙烷三丙烯酸酯作为反应单体，可降低混合物的黏度，光引发剂TPO、184经过紫外光的照射，产生自由基活性集团， 聚氨酯丙烯酸酯以及聚酯丙烯酸酯作为低聚物预聚体产生交联聚合反应瞬间固化，助剂Tego-900、Tego-432、Tego-655的添加，有利于油墨性能的提升。

本发明优点：相对于传统的溶剂型油墨印刷，该光固化油墨不含溶剂，为100%固含量，具备良好的印刷适性，安全环保，印刷速度快，色泽鲜艳，附着力高，不易褪色，耐摩擦。该油墨应用于热收缩薄膜PETG，可以在保证低成本的同时，印刷速度达到200m/min以上，且附着力好，耐磨擦是一种环保型 UV 光固化油墨。在实际应用中不需要加热干燥，通过UV紫外光的照射瞬间固化而彻底干燥，从而省去了传统工艺中较长的烘道，特别适合对温度有要求的PETG基材。通常，溶剂型凹印白墨因为是加热烘干，其墨膜是二维平面结构。而UV光固化凹印白墨是瞬间三维交联固化，其墨膜是三维交联网状结构，其墨膜的表面机械性能要高于溶剂型凹印白墨，采用本发明UV光固化凹印白墨制得的热收缩薄膜PETG的抗划伤性、耐磨性、硬度等性能均优于溶剂型凹印白墨制得的热收缩薄膜PETG。

具体实施方式

为对本发明进行更好地说明，举实施例如下:

实施例 1 ：

所述环保型 UV 光固化油墨由以下配比原料制备而成 ，各组分以重量份计：

聚氨酯丙烯酸酯：10份，聚酯丙烯酸酯：10份，三丙二醇二丙异酸酯：35份，三甲基丙烷三丙烯酸酯： 4份，TPO：2份，184：2份，Tego-900：0.5份，Tego-432：1份，Tego-655：0.5份，滑石粉：5份，轻质碳酸钙：5份，钛白粉：25份。

（1）将聚氨酯丙烯酸酯、三丙二醇二丙异酸酯、聚酯丙烯酸酯，三甲基丙烷三丙烯酸酯、TPO、184依次加入马口铁罐中，在90-96℃恒温水浴中，用高速分散机分散搅拌，进行充分溶解，持续0.5-1小时；

（2）然后添加Tego-900、Tego-432、Tego-655，降温至70℃，继续搅拌反应0.5-1小时；

（3）将步骤 2）所得的反应产物取出与钛白粉混合，并添加轻质碳酸钙和滑石粉，通过球磨制备得到粒径为5μm的PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨。

实施例 2 ：

聚氨酯丙烯酸酯：15份，聚酯丙烯酸酯：8份，三丙二醇二丙异酸酯：30份，三甲基丙烷三丙烯酸酯： 6份，TPO：1份，184：3份，Tego-900：0.7份，Tego-432：1份，Tego-655：0.3份，滑石粉：8份，轻质碳酸钙：3份，钛白粉：24。

制备方法同实施例1。

应用例1

采用本发明UV光固化凹印白墨制得的热收缩薄膜PETG在实际应用中测试指标如下：

1、由于不含溶剂，干燥速度快，印刷速度达到200m/min以上；

2、附着力好： 3M胶带检测，本发明UV光固化凹印白墨制得的热收缩薄膜PETG不掉墨，溶剂型白墨制得的热收缩薄膜PETG有掉墨现象；

3、耐摩擦：本发明UV光固化凹印白墨制得的热收缩薄膜PETG负重30g/橡皮测试，来回擦1万次，字体和图案没有明显色差变化；清晰可辨认，没有脱落和断线；

溶剂型白墨制得的热收缩薄膜PETG：来回擦1千次，字体和图案有明显色差变化；可辨认，有少许脱落和断线。

Claims (1)

1.一种PETG热收缩膜标签用UV凹印白墨，其特征在于，其由以下配比的原料制备而成，各组分以重量份计：

聚氨酯丙烯酸酯：8-15份，

聚酯丙烯酸酯：8-15份，

三丙二醇二丙烯酸酯：30-40份，

三甲基丙烷三丙烯酸酯：2-6份，

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）：1-3份，

1-羟环己基苯酮（光引发剂184）：1-3份，

有机聚醚改性聚硅氧烷（Tego-900）：0.3-0.8份，

100%固含量无溶剂聚醚硅氧烷共聚物（Tego-432）：0.8-1.5份，

改性聚醚磷酸盐（Tego-655）：0.3-0.8份，

滑石粉：3-8份，

轻质碳酸钙：3-8份，

钛白粉：15-30份。