CN112266654B - 一种专用于贴膜油墨板辊涂工艺及其配方设计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺及其配方设计，由UV贴膜油墨板底、UV油墨板覆膜面组成。本发明提供一种正逆辊涂和覆膜工艺结合的涂装工艺，贴膜油墨板经过此UV辊涂工艺涂装该UV涂料体系后，油墨图案清晰完整、显色性优良、镜面效果明显，并且具有优异的附着力与高耐黄变特性以及较高硬度。

Description

一种专用于贴膜油墨板辊涂工艺及其配方设计

技术领域

本发明内容涉及紫外光固化材料领域，具体涉及一种专用于贴膜油墨板辊涂工艺及其配方设计。

背景技术

目前，油墨板材印刷行业为了增加油墨板材的美观性及耐磨性，通常会在油墨上辊涂上光油。而UV固化涂料的物理性质优秀和固化速度快等优点，也让UV涂料在油墨板加工行业占得许多优势。但如今许多油墨印刷厂没有完整的后序UV涂层加工体系，而印刷后的油墨板没有外层保护，极其容易刮花破坏图案，所以一般需要贴膜来进行长期保存。而为了良好的脱膜再加工，油墨板表层都附有一层脱膜剂。由于脱模剂的存在，辊涂UV涂层后会出现附着力不佳，极易脱层。再者，现有的UV漆黄变依旧是一大缺陷，这是因为一些树脂体系内含有一些热（光）致变色物质，受热后分子结构发生变化，产生更强的共轭结构，使涂层颜色变黄。二是引发剂自身的不稳定性，有些光引发剂在被紫外光辐射分解产生自由基的同时也会产生一些副产物，副产物具有醌式结构或者刚性共轭平面很强，容易吸收某一波段的太阳光，进而使涂层呈现出黄色。而良好的耐黄变能够更好地体现油墨板图案的显色性和美观，其次高平整度也能提高油墨板的美观性。

传统工艺针对这种板材上做附着力通常以擦拭或辊涂溶剂对板材进行预处理，或者在uv涂料中加入大量溶剂腐蚀来增加附着力。根据实验以及经验，这样的施工或配方设计有以下不足：

(1)大量溶剂的使用有极大风险使油墨图案发花；

(2)辊涂油漆过程中，溶剂大量挥发，气味较大，VOC释放大；

(3)由于油漆中加入大量溶剂，长期保存中，溶剂挥发后，难以长期保证油漆的附着力；

(4)由于UV固化是瞬间固化以及固化机的高热量导致大量溶剂挥发，漆膜瞬间收缩大，影响漆膜表面平整效果以及漆膜强度等物理性质；

(5)UV固化后，溶剂依旧会有残留，在高温环境下容易导致漆膜发白。

对于UV涂料黄变问题，传统技术通常高耐黄变树脂特性与耐黄变引发剂来解决黄变，有以下几种不足：

(1)树脂选择范围小，漆膜物理强度等不易达到；

(2)单一耐黄变引发剂无法使体系达到高交联密度；

(3)UV固化后，残留引发剂多，加工成品后序在太阳光下较易黄变老化。

发明内容

为本发明要解决的技术问题是 ：克服现有技术的不足，提供一种专用于贴膜油墨板辊涂工艺及其配方设计，贴膜油墨板经过 UV 辊涂工艺涂装该 UV 涂层体系加工后，油墨图案清晰、显色性优良、镜面效果明显。并且具有优异的附着力与高耐黄变特性以及较高硬度。

其中 UV 涂层的配方，根据涂层对贴膜油墨板基材附着力与漆膜硬度、显色性以及涂覆平整性等需求制备成 UV 贴膜油墨板底漆和 UV 油墨板面漆。

一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺：正逆辊涂 UV 贴膜油墨板底漆（半固化）→砂光→正逆辊辊涂 UV 油墨板面漆→红外流平→覆膜机覆膜（固化）→成品。

本发明通过工艺和配方的契合协同下实现，正逆辊的辊涂，可以提高覆膜前涂层的平整性，配方中不需要加入如有机硅类的强流平剂，类似有机硅类的强流平剂的使用，较容易出现涂料的稳泡，对于后面覆膜会产生漆膜缺陷。而覆膜机的使用能够减少氧阻聚，有利于涂层表面的固化，同时覆膜机的膜拥有多样性，如换成磨砂哑光膜，能够让成品拥有极低的表面哑光效果，避免了正逆辊低光泽透明性不好的问题。

本发明提供的一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺，其中UV 贴膜油墨板底漆配方：

含特殊官能团丙烯酸酯 15-20

聚酯丙烯酸酯 35-40

高支链聚酯丙烯酸酯 10-15

双官丙烯酸单体 15-20

单官丙烯酸单体 3-5

紫外光引发剂 3-6

分散剂 0.3-0.5

防沉剂 0.2-0.3

填料 15-25

附着力促进剂 3-6

消泡剂 0.2-0.4。

配方中特殊官能团丙烯酸酯为一种少量磷酸酯改性丙烯酸酯与自干型附着力树脂的混合树脂，对基材的机械粘合作用较明显且具有轻腐蚀性。聚酯丙烯酸酯为轻黄变、低膜收缩的脂肪链聚酯丙烯酸酯。高支链聚酯丙烯酸酯为一种超支化聚酯丙烯酸酯（类似于博兴的B-574c）。其中的双官丙烯酸单体为1,6-己二醇丙烯酸酯（HDDA）。单官丙烯酸酯为甲基丙烯酸酯（HEMA）。防沉剂为BYK-204，分散剂为LT-106。填料为无水透明粉（1240目）。附着力促进剂为LTW。消泡剂为tegao920。所使用的紫外光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯（MBF），紫外光稳定剂为TINUVIN400。受阻胺稳定剂为TINUVIN123。

本发明提供的一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺，其中UV 油墨板面漆配方：

改性环氧丙烯酸酯 35-45

20%CAB 20-25

二官聚氨酯丙烯酸酯 15-20

双官丙烯酸单体 15-20

单官丙烯酸单体 3-5

多官丙烯酸单体 10-20

紫外光引发剂 3-6

流平剂 0.2-0.4

消泡剂 0.2-0.4

紫外光稳定剂 1-3

受阻胺稳定剂 0.5-2。

配方中改性环氧丙烯酸酯为科田的4220，20%的CAB为用1,6-己二醇丙烯酸酯（HDDA）溶解的醋酸纤维素。二官聚氨酯丙烯酸酯为含醚键的两官脂肪链聚氨酯丙烯酸酯。双官丙烯酸单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA），单官丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），多官丙烯酸单体为二季戊四醇六丙烯酸酯（DPHA）。流平剂为BYK-358N、F-370，消泡剂为tego920。所使用的紫外光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯（MBF），紫外光稳定剂为TINUVIN400。受阻胺稳定剂为TINUVIN123。

UV 贴膜油墨板底的制备方法是：按质量比将含特殊官能团丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、高支链聚酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、加热至60℃～ 80℃投入反应釜，然后再依次将紫外光引发剂、分散剂、填料加入，高速分散3h，最后将防沉剂、附着力促进剂、消泡剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂依次加入分散30min；

UV 油墨板面制备方法是 : 按质量比将改性环氧丙烯酸酯、20%CAB（HDDA稀释）、二官聚氨酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、多官丙烯酸单体、紫外光引发剂加热至60℃～ 80℃投入反应釜高速分散3h，然后依次将消泡剂、紫外光稳定剂、受阻胺稳定剂、流平剂加入反应釜分散30min。

本发明通过涂装工艺与配方的协同达到了在贴膜油墨板上强附着力、高耐黄变以及成品持久耐太阳光后续黄变问题。①附着力问题上，辊涂中通过轻腐蚀油墨板表面形成粗糙表面，利用自干型的树脂机械粘合与特殊官能团的树脂与基材通过分子间相互力形成氢键，以及主体树脂的低收缩来达到强附着力。②黄变问题上选用耐黄变树脂以及采用紫外光稳定剂与受阻胺稳定剂，其中紫外光稳定剂对涂料表干固化速度影响较大，而设备上采用覆膜机覆膜，隔绝了氧阻聚，从而缩小了紫外光稳定剂对涂层固化的影响，并且覆膜后的油墨板拥有镜面效果且硬度较好。其次光固化形成的漆膜在后序的环境下，在光氧化下容易产生自由基引起光氧化降解，从而导致漆膜变黄老化，而加入受阻胺稳定剂的高稳定性就能终止光氧化产生的自由基，明显提高漆膜的耐老化黄变的持久性。

具体实施方式

UV 贴膜油墨板底的制备方法是：按质量比将含特殊官能团丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、高支链聚酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、加热至60℃～ 80℃投入反应釜，然后再依次将紫外光引发剂、分散剂、填料加入，高速分散3h，最后将防沉剂、附着力促进剂、消泡剂、紫外光稳定剂、受阻胺光稳定剂依次加入分散30min。

UV 油墨板面制备方法是 : 按质量比将改性环氧丙烯酸酯、20%CAB（HDDA稀释）、二官聚氨酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、多官丙烯酸单体、紫外光引发剂加热至60℃～ 80℃投入反应釜高速分散3h，然后依次将消泡剂、紫外光稳定剂、受阻胺稳定剂、流平剂加入反应釜分散30min。

实施例一 ：

UV 贴膜油墨板底的配方物质组分质量百分比是 ：

含特殊官能团丙烯酸酯： 15%

聚酯丙烯酸酯： 30%

高支链聚酯丙烯酸酯： 15%

双官丙烯酸单体： 15%

单官丙烯酸单体： 3%

紫外光引发剂： 3%

分散剂： 0.3%

防沉剂： 0.2%

填料： 15%

附着力促进剂： 3%

消泡剂： 0.2%

紫外光稳定剂 1.5%

受阻胺光稳定剂 1%

UV 油墨板面的配方物质组分质量百分比是 ：

改性环氧丙烯酸酯: 30%

20%CAB: 25%

二官聚氨酯丙烯酸酯: 15%

双官丙烯酸单体: 15%

单官丙烯酸单体: 3%

多官丙烯酸单体: 10%

紫外光引发剂: 4%

流平剂: 0.2%

消泡剂: 0.2%

紫外光稳定剂: 1.5%

受阻胺稳定剂: 1%。

实施例二：

UV 贴膜油墨板底的配方物质组分质量百分比是 ：

含特殊官能团丙烯酸酯： 15%

聚酯丙烯酸酯： 35%

高支链聚酯丙烯酸酯： 10%

双官丙烯酸单体： 15%

单官丙烯酸单体： 3%

紫外光引发剂： 3%

分散剂： 0.3%

防沉剂： 0.2%

填料： 15%

附着力促进剂： 3%

消泡剂： 0.2%

紫外光稳定剂 1%

受阻胺光稳定剂 0.5%

UV 油墨板面的配方物质组分质量百分比是 ：

改性环氧丙烯酸酯: 35%

20%CAB: 20%

二官聚氨酯丙烯酸酯: 15%

双官丙烯酸单体: 15%

单官丙烯酸单体: 3%

多官丙烯酸单体: 10%

紫外光引发剂: 3%

流平剂: 0.2%

消泡剂: 0.2%

紫外光稳定剂: 1%

受阻胺稳定剂: 0.5%。

实施例三：

UV 贴膜油墨板底的配方物质组分质量百分比是：

含特殊官能团丙烯酸酯： 20%

聚酯丙烯酸酯： 25%

高支链聚酯丙烯酸酯： 20%

双官丙烯酸单体： 15%

单官丙烯酸单体： 3%

紫外光引发剂： 5%

分散剂： 0.3%

防沉剂： 0.2%

填料： 15%

附着力促进剂： 3%

消泡剂： 0.2%

紫外光稳定剂 3%

受阻胺光稳定剂 2%

UV 油墨板面的配方物质组分质量百分比是 ：

改性环氧丙烯酸酯: 30%

20%CAB: 20%

二官聚氨酯丙烯酸酯: 10%

双官丙烯酸单体: 15%

单官丙烯酸单体: 3%

多官丙烯酸单体: 15%

紫外光引发剂: 4.5%

流平剂: 0.2%

消泡剂: 0.2%

紫外光稳定剂: 3%

受阻胺稳定剂: 2%。

以上实施例所涉及的涂装工艺为 ：正逆辊涂 UV 贴膜油墨板底漆（半固化）→砂光→正逆辊辊涂 UV 油墨板面漆→红外流平→覆膜机覆膜（固化）→成品。

使用所得 UV 涂料按照本发明 UV 涂装体系要求对涂装物进行涂装，漆膜完全固化后油墨板72 小时的漆膜性能如下 ：

检测项目	检测方法	结果
			附着力	国标 GB/T15036.2-2001	0 级（100%）
固含量	国标 GB/T 1725-2007	98%
			耐黄变	1300~1600mj/cm<sup>3</sup>能量下固化100遍	无明显黄变
耐老化黄变持久性	室外放置2周	无明显黄变
			漆膜硬度	国标GB/T6739-1996	2h
冷热循环	国标GB10592-89	无异常

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺，由UV贴膜油墨板底、UV油墨板覆膜面组成；

其UV贴膜油墨板底、UV油墨板覆膜面的配方物质组分质量百分比如下：

⑴、UV贴膜油墨板底的配方物质组分质量百分比为：

含特殊官能团丙烯酸酯 15-20

聚酯丙烯酸酯 35-40

高支链聚酯丙烯酸酯 10-15

双官丙烯酸单体 15-20

单官丙烯酸单体 3-5

紫外光引发剂 3-6

分散剂 0.3-0.5

防沉剂 0.2-0.3

填料 15-25

附着力促进剂 3

消泡剂 0.2-0.4；

所述含特殊官能团丙烯酸酯为磷酸酯改性丙烯酸酯与自干型附着力树脂的混合树脂；

⑵、UV油墨板覆膜面的配方物质组分质量百分比为 ：

改性环氧丙烯酸酯 35-45

20%CAB 20-25

二官聚氨酯丙烯酸酯 15-20

双官丙烯酸单体 15-20

单官丙烯酸单体 3-5

多官丙烯酸单体 10-20

紫外光引发剂 3-6

流平剂 0.2-0.4

消泡剂 0.2-0.4

紫外光稳定剂 1-3

受阻胺稳定剂 0.5-2；

通过正逆辊涂和覆膜工艺结合实现的一种涂装效果，具体涂装方法是：依次正逆辊涂UV贴膜油墨板底漆后进行半固化→砂光→正逆辊辊涂UV油墨板面漆→红外流平→覆膜机覆膜后进行固化→成品。

2.根据权利要求1所述的一种专用于贴膜油墨板的辊涂工艺，其特征在于，其UV贴膜油墨板底、UV油墨板面的制备方法如下：

⑴、UV贴膜油墨板底的制备方法是:将含特殊官能团丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、高支链聚酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、加热至60℃～80℃投入反应釜，然后再依次将紫外光引发剂、分散剂、填料加入，高速分散3h，最后将防沉剂、附着力促进剂、消泡剂、紫外光稳定剂、受阻胺稳定剂依次加入分散30min；

⑵、UV油墨板面制备方法是:改性环氧丙烯酸酯、用HDDA溶解的20%CAB、二官聚氨酯丙烯酸酯、双官丙烯酸单体、单官丙烯酸单体、多官丙烯酸单体、紫外光引发剂加热至60℃～80℃投入反应釜高速分散3h，然后依次将消泡剂、紫外光稳定剂、受阻胺稳定剂、流平剂加入反应釜分散30min。