CN113072837A - Uv-led两片罐高柔韧性胶印油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种UV‑LED两片罐高柔韧性胶印油墨及其制备方法，包括15‑20％颜料、15‑20％聚酯丙烯酸树脂、30‑35％UV高支化聚酯丙烯酸树脂、15‑20％丙烯酸脂单体、5‑10％光引发剂、0.5‑1％阻聚剂、5‑10％填料、1‑3％分散剂、0.5‑1％助剂，采用UV高支化聚酯丙烯酸树脂可以减小固化膜收缩率，聚酯丙烯酸树脂与丙烯酸酯单体具有很好的相容性，能够与UV高支化聚酯丙烯酸树脂发生交联形成立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化，制成树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV‑LED胶印油墨，可显著增强油墨膜层印刷在印铁上的附着力和柔韧性能，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于UV-LED油墨技术领域，具体涉及一种UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨及其制备方法。
背景技术
UV-LED胶印油墨是通过LED特殊波段紫外线辐射作用，依靠光引发剂吸收辐射后形成的自由基或者阳离子，引发单体和齐聚物发生聚合、交联和接枝反应，形成交联的立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化。大多数UV-LED胶印油墨由环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸脂单体、光引发剂、填料以及有机颜料所组成。由于UV-LED胶印油墨具有传统油性油墨无法比拟的优势，已越来越引起印刷行业的普遍重视，被广泛用于烟包、化妆品包装、药品包装、不干胶商标等领域，近些年也开始涉足于印铁行业。
传统UV-LED胶印油墨由于要兼顾颜料润湿性，故而多选用不饱和聚酯树脂和环氧丙烯酸树脂作为主体树脂，但是该类树脂干燥收缩性较大，骨架不好，附着力、柔韧性能较差，耐酸碱性也比较差，无法满足两片罐印刷需求。也有个别使用聚氨酯丙烯酸树脂，但是成本过高，且树脂润湿分散性不是很佳，具体实施起来比较困难。因此亟需对现有应用于印铁印刷的UV-LED胶印油墨作进一步改进。
发明内容
本发明为了解决现有UV-LED胶印油墨应用于印铁印刷上时存在附着力柔韧性能较差、耐酸碱性较差技术问题，提供一种成本低、易合成、树脂润湿分散性好、柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
本发明的另一个目的是提供UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨的制备方法。
UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，按重量百分比计包括以下组分：
本申请提供一种UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，采用UV高支化聚酯丙烯酸树脂可以减小固化膜收缩率，提高对印铁印刷时的附着力，聚酯丙烯酸树脂与丙烯酸酯单体具有很好的相容性，能够与UV高支化聚酯丙烯酸树脂发生交联形成立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化，制成树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，可显著增强油墨膜层印刷在印铁上的附着力和柔韧性能，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
制得树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
进一步地，所述的UV高支化聚酯丙烯酸树脂的制备方法如下：通过甲基四氢苯酐和环氧丙醇的开环聚合反应，在开环聚合反应过程中，环氧丙醇的羟基先与甲基四氢苯酐发生开环反应生成中间体，该中间体中新生成的羧基又与另一环氧丙醇反应产生两个新的羟基，同时该中间体的环氧基与另一中间体的羧基反应得到含羧基与羟基的低聚体，如此交替开环最终形成超支化聚酯，制备得到UV高支化聚酯，调整环氧丙醇和甲基四氢苯酐的配比，可控制超支化聚酯分子链末端官能团组成，当甲基四氢苯/酐环氧丙醇≥2时，聚酯末端官能团全部为羧基，当甲基四氢苯酐/环氧丙醇≤1时，聚酯末端官能团全部为羟基，本申请选用甲基四氢苯/酐环氧丙醇配比在1.1-1.5:1之间，此配比下羧基与羟基并存，有利于提高对印铁印刷时的附着力，且此配比下聚酯的数均摩尔质量为2000-2500，支化度在0.45-0.58之间，再用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性UV高支化聚酯，控制温度在67-72℃，利用甲基丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基与UV高支化聚酯分子外围的羧基反应，使聚酯的球形表面带有可以UV固化的丙烯酰基，合成所述的UV高支化聚酯丙烯酸树脂。本申请选用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性超支化聚酯，其官能度越高UV固化速度越快，和一般线形聚合物对比，超支化聚酯能有效降低固化膜线收缩率，聚酯官能度越高，固化膜表面厚度也越大。高支化聚酯丙烯酸树脂聚合物具有独特的流变性，很好的成膜性及极佳的耐化学品性，因此在印铁印刷应用中具有特别的意义，将高支化聚酯丙烯酸树脂引入到UV固化涂料中，能有效降低黏度，减少活性稀释剂用量，此外，超支化聚合物的球形结构可以减小固化膜收缩率，制成树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
进一步地，所述聚酯丙烯酸树脂为沙多玛公司型号为CN-790的聚酯丙烯酸酯齐聚物，其为3官能团丙烯酸化的聚酯树脂，粘度为3000cps/75℃，具有优异的附着力和柔韧性，良好的单体相容性，与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯具有很好的相容性，由于它酸值低，特别适合与UV高支化聚酯丙烯酸树脂发生交联形成立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化。
进一步地，丙烯酸脂单体为长兴品牌TMPTA的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，粘度为70-120cps/25℃，Tg为64℃，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为高活性的三官能丙烯酸酯单体，TMPTA具有三个双键含量高、固化速度快、粘度低、高沸点、低挥发性等特点，是一种极好的交联剂、固化剂，在组分中作为活性稀释剂，与聚酯丙烯酸酯齐聚物树脂润湿分散性好，其交联密度大，并且与UV高支化聚酯丙烯酸树脂交联形成的三维空间网络结构，可显著增强附着力和柔韧性能。
进一步地，所述光引发剂为光引发剂907：2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、光引发剂819：苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、光引发剂TPO：二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种或者多种。
进一步地，所述颜料为汽巴有机颜料红、巴斯夫联苯胺黄、富林特酞青蓝、卡博特无机炭黑中的一种或者多种。
进一步地，所述助剂为流平剂、消泡剂中的一种或多种。所述消泡剂为油墨专用消泡剂德谦6800，所述流平剂为迪高432。
进一步地，所述分散剂为聚酯型多链体高分子聚合物分散剂，优选为路博润品牌的润湿分散剂24000，用于改善颜料分散，是聚酯型多链体高分子聚合物分散剂，对填料和颜料都表现出非常优异的研磨分散效果，具有非常好的展色和降粘效果。
进一步地，所述阻聚剂为对苯醌；所述填料为滑石粉。
一种上述UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将聚酯丙烯树脂、UV高支化聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、阻聚剂、分散剂、助剂、光引发剂混合均匀，经高速搅拌机分散直到全部溶解，制备成半成品A；
(2)在半成品A的基础上加入颜料、填料，充分搅拌直到初步分散，制成半成品B；
(3)将半成品B在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨为5微米以下的细度；
(4)产品检测合格后装罐。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
本申请提供一种UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，包括15-20％颜料、15-20％聚酯丙烯酸树脂、30-35％UV高支化聚酯丙烯酸树脂、15-20％丙烯酸脂单体、5-10％光引发剂、0.5-1％阻聚剂、5-10％填料、1-3％分散剂、0.5-1％助剂，采用UV高支化聚酯丙烯酸树脂可以减小固化膜收缩率，聚酯丙烯酸树脂与丙烯酸酯单体具有很好的相容性，能够与UV高支化聚酯丙烯酸树脂发生交联形成立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化，制成树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，可显著增强油墨膜层印刷在印铁上的附着力和柔韧性能，本申请产品用印铁轮转印刷机印刷的速率可达到180m/min，用印铁平版胶印印刷机印刷的速率可为16000张/h，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，所得产品线条光滑、图像饱满印记附着好，印品颜色饱满，线条清晰，干燥彻底，抗拉伸性和柔韧性能佳，耐酸耐碱5级，可以达到印品要求，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
本申请的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨的制备方法，成本低、易合成，对现有UV胶印油墨进行性能升级，制备得到树脂润湿分散性好、且柔韧性和拉伸性好的UV-LED胶印油墨，解决现有UV-LED胶印油墨应用于印铁印刷上时存在附着力柔韧性能较差、耐酸碱性较差技术问题，本申请的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨在印铁印刷中应用，可提高附着力、柔韧性及耐酸碱性，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-4和对比例说明本发明的具体技术方案：
实施例1-4的胶印油墨采用以下制备方法，包括以下步骤：
按表1重量百分比准备各原料，先将聚酯丙烯树脂、UV高支化聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、阻聚剂、分散剂、助剂、光引发剂混合均匀，经高速搅拌机分散直到全部溶解，再加入颜料、填料，充分搅拌直到初步分散，在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨达到规定的细度，产品检测合格后装罐。
表1：实施例1～4中胶印油墨的重量配比
将实施例1-4所制得的胶印油墨和对比例(市售UV-LED胶印油墨)分别使用印铁轮转印刷机和印铁平版胶印印刷机进行产品试用与检测，测试结果如下：
1、印铁轮转印刷机印刷：
将实施例1-4所制得的胶印油墨用印铁轮转印刷机印刷，速率为180m/min，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，线条光滑，图像饱满印记附着好。印品颜色饱满，线条清晰，干燥彻底，抗拉伸性和柔韧性能佳，耐酸耐碱5级，可以达到印品要求。
将市售UV-LED胶印油墨用印铁轮转印刷机印刷，同样的条件印刷速度最多只可达到80m/min，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，实验组产品柔韧性较差，不能耐酸碱。
2、印铁平版胶印印刷机印刷：
将实施例1-4所制得的胶印油墨用印铁平版胶印印刷机印刷，速率为16000张/h，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，线条光滑，图像饱满印记附着好。印品颜色饱满，线条清晰，干燥彻底，抗拉伸性和柔韧性能佳，耐酸耐碱5级，可以达到印品要求。
将市售UV-LED胶印油墨用印铁平版胶印印刷机印刷，同样条件印刷速度最多只可达到6000张/h，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，实验组产品柔韧性较差，不能耐酸碱。
由测试结果可知，本申请实施例1-4所制得的胶印油墨用印铁轮转印刷机印刷的速率可达到180m/min，用印铁平版胶印印刷机印刷的速率可为16000张/h，印好后的马口铁在LED灯照射下印品表面干燥，所得产品线条光滑、图像饱满印记附着好，印品颜色饱满，线条清晰，干燥彻底，抗拉伸性和柔韧性能佳，耐酸耐碱5级，可以达到印品要求，能够满足两片罐印刷需求，色彩亮丽，附着力柔韧性俱佳。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于，按重量百分比计包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述的UV高支化聚酯丙烯酸树脂的制备方法如下：通过甲基四氢苯酐和环氧丙醇的开环聚合反应，一步法制备UV高支化聚酯，聚酯的数均摩尔质量为2000-2500，支化度在0.45-0.58之间，再用甲基丙烯酸缩水甘油酯改性UV高支化聚酯，合成所述的UV高支化聚酯丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述聚酯丙烯酸树脂为沙多玛品牌型号为CN-790的聚酯丙烯酸酯齐聚物。
4.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述丙烯酸脂单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述光引发剂为2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述颜料为汽巴有机颜料红、巴斯夫联苯胺黄、富林特酞青蓝、卡博特无机炭黑中的一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述助剂为流平剂和消泡剂。
8.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述分散剂为聚酯型多链体高分子聚合物分散剂。
9.根据权利要求1所述的UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨，其特征在于：所述阻聚剂为对苯醌，所述填料为滑石粉。
10.根据权利要求1-9任一项所述UV-LED两片罐高柔韧性胶印油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将聚酯丙烯树脂、UV高支化聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、阻聚剂、分散剂、助剂、光引发剂混合均匀，经高速搅拌机分散直到全部溶解，制备成半成品A；
(2)在半成品A的基础上加入颜料、填料，充分搅拌直到初步分散，制成半成品B；
(3)将半成品B在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨达到规定的细度；
(4)产品检测合格后装罐。
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