CN112979906B - 一种uv喷墨底层涂料的制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种UV喷墨底层涂料的制备方法及其用途，先将多元醇和含不饱和键二元醇在120℃下真空脱水后，降温至50～60℃，加入催化剂和稀释剂，不断搅拌升温至70～80℃，滴加二异氰酸酯，滴加完毕后保温搅拌，得到多官能度聚氨酯聚合物，然后依次加入阻聚剂、流平剂、消泡剂、硫醇和光引发剂，升温至70～80℃保温搅拌后，得到适用于未处理PP或PE基材的UV喷墨底涂层。本发明将碳碳双键或碳碳三键引入聚氨酯体系中，并以预聚的方法得到多官能的聚氨酯聚合物，最后与硫醇混合制得UV喷墨底涂层，该UV喷墨底涂层不仅粘度低，稳定性极佳，而且还具有抗氧阻聚、良好的韧性和附着力能性能。

Description

一种UV喷墨底层涂料的制备方法及其用途
技术领域
本发明属于UV喷墨涂料领域，具体涉及一种UV喷墨底层涂料的制备方法及其用途，尤其适用于未经表面处理的PP或PE喷墨基材。
背景技术
近几年在国内外，UV喷墨打印市场不断扩大，主要原因是UV喷墨打印具有无溶剂、气味小、精度高、方便快捷、可以个性化自定义打印等优点，完全符合政府对环保的要求。UV喷墨设备的销量也每年创新高，仅在2019年国内市场，销量就达到1万台UV喷墨设备。随着UV喷墨设备的销量不断增加，客户对UV喷墨底涂层的需求和要求也不断增加。但是UV喷墨打印一直存在一个问题无法解决，就是油墨对基材的附着力问题，尤其是特殊基材，比如PP或PE基材，由于UV喷墨打印是ul级别的精度，就要求UV喷墨底涂层粘度很低，众所周知，粘度小的UV单体对附着力不会有什么帮助，所以附着力一直是该行业的痛点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种UV喷墨底层涂料的制备方法及其用途,可以有效解决UV喷墨打印时，油墨在基材的附着力差的问题，实现增强附着力的目的。
本发明提供的一个技术方案是：一种UV喷墨底层涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
1)按照重量份数称取多元醇、催化剂、二异氰酸酯、稀释剂、阻聚剂、流平剂、消泡剂和硫醇，上述原料的重量份数如下：
Figure BDA0002956733970000011
Figure BDA0002956733970000021
2)先将多元醇和含不饱和键二元醇在120℃下混合，真空脱水后，降温至50～60℃，加入催化剂和稀释剂，不断搅拌升温至70～80℃，滴加二异氰酸酯，滴加完毕后保温搅拌后，得到多官能度聚氨酯聚合物，然后依次加入阻聚剂、流平剂、消泡剂、硫醇和光引发剂，升温至70～80℃保温搅后，得到UV喷墨底层涂料。
进一步地，所述多元醇为聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚酯多元醇、二元醇中的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述二异氰酸酯为XDI、HDI、MDI、IPDI或者HMDI中的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述含不饱和键二元醇为三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1，4-丁烯二醇、1，4丁炔二醇中的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述催化剂为乙基己酸锡、二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡中的任意一种。
进一步地，所述稀释剂为三乙二醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、1，4-环己基二甲醇二乙烯基醚、N-乙烯基吡咯烷酮中的任意一种。
进一步地，所述阻聚剂为对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚、4-甲氧基苯酚中的任意一种。
进一步地，所述流平剂为Levaslip8629、Levaslip839、Levaslip837或者Levaslip810中的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述消泡剂为Defom2700、Defom5500、Defom8700或者Defom6500中的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述硫醇为GDMP、BDMP、TMPMP、PETMP、PE-1的任意一种或者两种以上的组合。
进一步地，所述光引发剂为6976M、6992M、184、TPO、127或者1173的任意一种或者两种以上的组合。
作为本发明的第二个方面，提供一种UV喷墨底层涂料，是由上述制备方法得到的。
作为本发明的第三个方面，提供一种所述UV喷墨底层涂料的应用，用于PP或PE喷墨基材，所述PP或PE喷墨基材的表面未经处理。
本发明的原理是：
本发明通过预聚的方式合成多官能度聚氨酯聚合物，然后混合硫醇，制得粘度小、附着力良好和抗氧阻聚优异的UV喷墨底涂层，该UV喷墨底涂层作为UV油墨的底涂层，喷涂在较难附着的基材上，比如PP或PE，然后在该底涂层上喷涂UV油墨，底涂层未参与反应的巯基会优先与UV油墨里的丙烯酸酯基团反应，形成底涂层与油墨的化学交联，实现增强附着力的目的。
同时，该UV喷墨底涂层还具有非常优异的储存稳定性，室温密封储存1年，粘度不会发生变化。该UV喷墨底涂层还具有良好的韧性，适用于任何卷材或板材。
本发明将不饱和键引入聚氨酯体系中并以预聚的方法得到多官能度聚氨酯聚合物，最后与硫醇混合制得UV喷墨底涂层，该UV喷墨底涂层不仅稳定性极佳，而且还具有优异的抗氧阻聚性能和良好的附着力性能。
本发明的这种基于未处理的PP或PE基材的UV喷墨底涂层，作为底涂层喷涂在特殊基材上面，可以和UV油墨产生化学交联，使得UV油墨在基材上具有良好的附着力，同时该UV喷墨底涂层还具有良好的韧性，适用于任何卷材和板材。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
还需要说明的是，本发明中中所述的“UV喷墨底涂层”是指在UV油墨喷涂前的衬底层；另外，本发明中没有赘述的技术全部为已公开的技术，如“喷涂”“涂覆”技术。
下述实施例采用的化合物的名称(下述化合物均为市售原料)：
多元醇：
PTMEG1000：聚四氢呋喃二元醇(分子量1000)
PCL1000：聚己内酯二元醇(分子量1000)
PDA1000：聚酯二元醇(分子量1000)
PCD1000：聚碳酸酯二元醇(分子量1000)
PNA1000：聚酯二元醇(分子量1000)
含不饱和键二元醇：TMPME(三羟甲基丙烷单烯丙基醚)
二异氰酸酯：(IPDI)：异佛尔酮二异氰酸酯
稀释剂(NVP)：N-乙烯基吡咯烷酮
阻聚剂(MEHQ)：4-甲氧基苯酚
催化剂(DBTDL)：二月桂酸二丁基锡
德谦消泡剂：Defom2700
德谦流平剂：Levaslip8629
硫醇：日本昭和PE-1
光引发剂：扬帆新材料有限公司6976M
实施例1
向反应器中，加入26.83g PTMEG1000和7.94g TMPME，在120℃下抽真空1h，降温至60℃，加入0.2gDBTDL和50g NVP，不断搅拌升温至70℃，然后缓慢滴加入6.33g的IPDI，滴加完毕后，升温至80℃保温2小时，然后加入0.02g MEHQ、0.1g Defom2700、0.1gLevaslip8629、8.9g PE-1、2g 6976M，混合均匀后得到UV喷墨底层涂料，室温粘度为660mPa/s。
实施例2：
向反应器中，加入26.83g PCL1000和7.94g TMPME，在120℃下抽真空1h，降温至60℃，加入0.2gDBTDL和50g NVP，不断搅拌升温至70℃，然后缓慢滴加入6.33g的IPDI，滴加完毕后，80℃保温2小时，然后加入0.02g MEHQ、0.1g Defom2700、0.1g Levaslip8629、8.9gPE-1、2g 6976M，混合均匀后得到UV喷墨底层涂料，室温粘度为680mPa/s。
实施例3：
向反应器中，加入26.83g PDA1000和7.94g TMPME，在120℃下抽真空1h，降温至60℃，加入0.2gDBTDL和50g NVP，不断搅拌升温至70℃，然后缓慢滴加入6.33g的IPDI，滴加完毕后，80℃保温2小时，然后加入0.02g MEHQ、0.1g Defom2700、0.1g Levaslip8629、8.9gPE-1、2g 6976M，混合均匀后得到UV喷墨底层涂料，室温粘度为775mPa/s。
实施例4：
向反应器中，加入26.83g PCD1000和7.94g TMPME，在120℃下抽真空1h，降温至60℃，加入0.2gDBTDL和50g NVP，不断搅拌升温至70℃，然后缓慢滴加入6.33g的IPDI，滴加完毕后，80℃保温2小时，然后加入0.02g MEHQ、0.1g Defom2700、0.1g Levaslip8629、8.9gPE-1、2g 6976M，混合均匀后得到UV喷墨底层涂料，室温粘度为773mPa/s。
实施例5：
向反应器中，加入26.83g PNA1000和7.94g TMPME，在120℃下抽真空1h，降温至60℃，加入0.2gDBTDL和50g NVP，不断搅拌升温至70℃，然后缓慢滴加入6.33g的IPDI，滴加完毕后，80℃保温2小时，然后加入0.02g MEHQ、0.1g Defom2700、0.1g Levaslip8629、8.9gPE-1、2g 6976M，混合均匀后得到UV喷墨底层涂料，室温粘度为820mPa/s。
实施例1～5的测试结果如下：
Figure BDA0002956733970000051
从实施例测试结果可以得出，采用的多元醇为聚碳酸酯二元醇(PCD1000)时，可以达到百格0级的最佳效果，因为硫醇烯烃体系固化后会非常软，需要搭配刚性结构的烯烃才能达到最佳韧性，得到最好的附着力，如果搭配柔性结构的烯烃，会更软，对破坏性的附着力测试会起到负面影响。
百格测试方法采用行业通用方法，使用2mm的百格刀横竖划出100个小网格，使用透明胶带牢牢粘住被测试小网格，并用橡皮擦用力擦拭胶带，用手抓住胶带一端，在垂直方向上迅速扯下胶带，同一位置进行2次相同试验。
0级，切口边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落。
1级，在切口相交处有小片剥落，划格区内实际破损≤5％。
2级，切口的边缘和/或相交处有被剥落，其面积大于5％～15％。
3级，沿切口的边缘有部分剥落或整大片剥落，或部分格子被整片剥落，剥落的面积超过15％～35％。
4级，切口边缘大片剥落/或者一些方格部分或全部剥落，其面积大于划格区的35％～65％。
5级，在划线的边缘及交叉点处有成片的油漆脱落，且脱落总面积大于65％。
以上仅以较佳实施例对本发明的技术方案进行介绍，但是对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，应能在具体实施方式上及应用范围上进行改变，故而，综上所述，本说明书内容不应该理解为本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按照重量份数称取多元醇、含不饱和键二元醇、催化剂、二异氰酸酯、稀释剂、阻聚剂、流平剂、消泡剂、硫醇及光引发剂，上述原料的重量份数如下：
多元醇 10～30重量份；
含不饱和键二元醇 5～30重量份；
催化剂 0.01～0.3重量份；
二异氰酸酯 5～30重量份；
稀释剂 20～50重量份；
阻聚剂 0.01～0.1重量份；
流平剂 0.01～0.1重量份；
消泡剂 0.01～0.1重量份；
硫醇 5～30重量份；
光引发剂 1～5重量份；
其中，所述多元醇为聚碳酸酯二元醇；所述含不饱和键二元醇为三羟甲基丙烷单烯丙基醚、1，4-丁烯二醇、1，4丁炔二醇中的任意一种或者两种以上的组合；
先将多元醇和含不饱和键二元醇在120℃下混合，真空脱水后，降温至50~60℃，加入催化剂和稀释剂，不断搅拌升温至70~80℃，滴加二异氰酸酯，滴加完毕后保温搅拌，得到多官能度聚氨酯聚合物，然后依次加入阻聚剂、流平剂、消泡剂、硫醇和光引发剂，升温至70~80℃保温搅拌，得到UV喷墨底层涂料。
2.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯为XDI、HDI、MDI、IPDI或者HMDI中的任意一种或者两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述催化剂为乙基己酸锡、二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述稀释剂为三乙二醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、1，4-环己基二甲醇二乙烯基醚、N-乙烯基吡咯烷酮中的任意一种；所述阻聚剂为对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚、4-甲氧基苯酚中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述流平剂为Levaslip8629、Levaslip839、Levaslip837或者Levaslip810中的任意一种或者两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为Defom2700、Defom5500、Defom8700或者Defom6500中的任意一种或者两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的UV喷墨底层涂料的制备方法，其特征在于：所述硫醇为GDMP、BDMP、TMPMP、PETMP、PE-1的任意一种或者两种以上的组合；所述光引发剂为 6976M、6992M、184、TPO、127或者1173的任意一种或者两种以上的组合。
8.一种UV喷墨底层涂料，其特征在于，由权利要求1~7任一项所述的制备方法得到。
9.根据权利要求8所述的UV喷墨底层涂料的应用，其特征在于，用于PP或PE喷墨基材，所述PP或PE喷墨基材的表面未经处理。
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