CN113527938B - 一种导热uv油墨及其制备方法和固化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及UV油墨技术领域，具体涉及一种导热UV油墨及其制备方法和固化方法，该导热UV油墨以聚酯丙烯酸酯为主体预聚物，对塑料或金属材料附着力强，黏度易调节，而且以导热填料的导热作用，以及聚酯丙烯酸酯与偶联剂共同作用使油墨对基材表面附着面更大，减少UV油墨固化成膜后与基材之间的空隙，提高导热效果，再加上利用聚酯丙烯酸酯固化速率稍慢的特性以及起皱助剂的共同作用更有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热，加入的活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂等助剂协同作用，提高UV油墨整体导热性、耐磨性以及附着性。

Description

一种导热UV油墨及其制备方法和固化方法
技术领域
本发明涉及UV油墨技术领域，具体涉及一种导热UV油墨及其制备方法和固化方法。
背景技术
UV油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使油墨连接料中的单体聚合成聚合物，使油墨成膜和干燥的油墨。UV油墨也属于油墨，作为油墨，它们必须具备艳丽的颜色(特殊情况除外)，良好的印刷适性，适宜的固化干燥速率。
现有的UV油墨除上述特性外，还有其它特种油墨，例如导热UV油墨，然而现有的导热UV油墨虽然具备导热性能，但导热效果不高，不足以满足当前电子产品领域的需求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种导热UV油墨。
本发明的另一目的在于提供一种导热UV油墨的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种导热UV油墨，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0003213193950000011
Figure BDA0003213193950000021
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹。
本发明的导热UV油墨以聚酯丙烯酸酯为主体预聚物，虽然固化速率较环氧丙烯酸酯稍慢，但对塑料或金属材料附着力强，黏度易调节，而且以导热填料的导热作用，以及聚酯丙烯酸酯与偶联剂共同作用使油墨对基材表面附着面更大，减少UV油墨固化成膜后与基材之间的空隙，提高导热效果，再加上利用聚酯丙烯酸酯固化速率稍慢的特性以及起皱助剂的共同作用更有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热，加入的活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂等助剂协同作用，提高UV油墨整体导热性、耐磨性以及附着性。
优选的，所述聚酯丙烯酸酯为LP103、AgiSyn 720或NeoRad P-11。
采用上述技术方案，其具有较好的润湿性、高柔软性和良好耐磨性，对UV油墨整体耐磨性和附着性起到主要作用。
优选的，所述活性稀释单体为二乙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酯-2-乙基乙酯中的至少一种。
采用上述技术方案，固化过程比多官能团的活性稀释剂稍慢，但易于调节UV油墨的粘度，提高油墨涂覆印刷效率，也有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热。
优选的，所述光引发剂为2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-异丙基硫杂蒽酮和二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的至少一种。
采用上述技术方案，引发聚酯丙烯酸酯与活性稀释单体聚合成膜。
优选的，所述分散剂为BYK163或EFKA-4046；所述偶联剂为KH-540、KH-550、KH-560或KH-570。
采用上述技术方案，上述分散剂促进着色剂、导热填料和起皱助剂在UV油墨中的分散均匀性，防止UV油墨浮色发花，提高光泽、着色力和降低黏度。上述偶联剂促进导热填料的分散相容性，进而提高导热填料在UV油墨中的整体导热性和分散性。
优选的，所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比5-8：0.3混合而成。
采用上述技术方案，以纳米球形氧化铝和石墨烯按特定比例复配后用于UV油墨的导热体系，利用分散剂和偶联剂在UV油墨中分散均匀，避免团聚，其导热效果比其它导热填料的更好。
优选的，所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；所述耐磨剂为道康宁DC18或道康宁DC51。
采用上述技术方案，利用聚酯丙烯酸酯固化速率稍慢的特性以及起皱助剂的共同作用更有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热。上述耐磨剂与起皱助剂共同作用，更有利于提高耐磨效果。
优选的，所述消泡剂为BYK052、BYK-021或BYK-024；所述着色剂为钛白粉、联苯胺黄、酞菁蓝、永久红、桃红、宝红、耐晒深红和炭黑中的至少一种。
采用上述技术方案，上述消泡剂用以防止或消除油墨在制造和使用过程中产生的气泡，避免了气泡对油墨固化过程中的不良影响。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：上述的导热UV油墨的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂，备用；
(S2)、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂、着色剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在15-25μm，得到研磨料；
(S3)、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
采用上述制备方法，先向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，促进导热填料分散均匀，且与偶联剂结合，避免团聚。
本发明的又一目的通过下述技术方案实现：上述的导热UV油墨的固化方法，包括如下步骤：
(R1)、取导热UV油墨和基材，备用；
(R2)、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为185或253nm的紫外灯照射2-4s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
采用上述固化方法对导热UV油墨固化，聚酯丙烯酸酯与偶联剂共同作用使油墨对基材表面附着面更大，减少UV油墨固化成膜后与基材之间的空隙，提高导热效果，而且导热UV油墨固化后的表面即具有皱纹。
本发明的有益效果在于：本发明的导热UV油墨以聚酯丙烯酸酯为主体预聚物，对塑料或金属材料附着力强，黏度易调节，而且以导热填料的导热作用，以及聚酯丙烯酸酯与偶联剂共同作用使油墨对基材表面附着面更大，减少UV油墨固化成膜后与基材之间的空隙，提高导热效果，再加上利用聚酯丙烯酸酯固化速率稍慢的特性以及起皱助剂的共同作用更有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热，加入的活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂等助剂协同作用，提高UV油墨整体导热性、耐磨性以及附着性。
本发明的导热UV油墨的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。
本发明的导热UV油墨的固化方法操作简单，控制方便，导热UV油墨固化后的表面即具有皱纹。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种导热UV油墨，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0003213193950000051
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹。
所述聚酯丙烯酸酯为LP103。
所述活性稀释单体为二乙二醇二丙烯酸酯和丙烯酯-2-乙基乙酯按重量比1：1混合而成。
所述光引发剂为2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮。
所述分散剂为BYK163；所述偶联剂为KH-540。
所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比6：0.3混合而成。
所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；所述耐磨剂为道康宁DC18。
所述消泡剂为BYK052；所述着色剂为酞菁蓝。
所述导热UV油墨的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂，备用；
(S2)、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂、着色剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在20μm，得到研磨料；
(S3)、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
所述导热UV油墨的固化方法，包括如下步骤：
(R1)、取导热UV油墨和基材，备用；
(R2)、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为185nm的紫外灯照射3s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
实施例2
一种导热UV油墨，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0003213193950000061
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹。
所述聚酯丙烯酸酯为AgiSyn 720。
所述活性稀释单体为二羟甲基乙烷三丙烯酸酯。
所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮。
所述分散剂为EFKA-4046；所述偶联剂为KH-560。
所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比5：0.3混合而成。
所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；所述耐磨剂为道康宁DC51。
所述消泡剂为BYK-024。
所述导热UV油墨的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂和耐磨剂，备用；
(S2)、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在15μm，得到研磨料；
(S3)、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
所述导热UV油墨的固化方法，包括如下步骤：
(R1)、取导热UV油墨和基材，备用；
(R2)、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为253nm的紫外灯照射2s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
实施例3
一种导热UV油墨，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0003213193950000071
Figure BDA0003213193950000081
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹。
所述聚酯丙烯酸酯为NeoRad P-11。
所述活性稀释单体为三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酯-2-乙基乙酯按重量比1：1混合而成。
所述光引发剂为二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷。
所述分散剂为BYK163；所述偶联剂为KH-570。
所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比8：0.3混合而成。
所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；所述耐磨剂为道康宁DC18。
所述消泡剂为BYK-024；所述着色剂为永久红。
所述导热UV油墨的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂，备用；
(S2)、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂、着色剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在25μm，得到研磨料；
(S3)、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
所述导热UV油墨的固化方法，包括如下步骤：
(R1)、取导热UV油墨和基材，备用；
(R2)、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为185nm的紫外灯照射4s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
实施例4
一种导热UV油墨，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0003213193950000091
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹。
所述聚酯丙烯酸酯为LP103。
所述活性稀释单体为二乙二醇二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯按重量比1：1混合而成。
所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮。
所述分散剂为EFKA-4046；所述偶联剂为KH-550。
所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比7：0.3混合而成。
所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；所述耐磨剂为道康宁DC18。
所述消泡剂为BYK-024；所述着色剂为钛白粉。
所述导热UV油墨的制备方法，包括如下步骤：
(S1)、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂，备用；
(S2)、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂、着色剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在18μm，得到研磨料；
(S3)、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
所述导热UV油墨的固化方法，包括如下步骤：
(R1)、取导热UV油墨和基材，备用；
(R2)、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为253nm的紫外灯照射3s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：
所述导热填料为纳米球形氧化铝和纳米氮化铝按重量比6：0.3混合而成。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：
所述导热填料为纳米球形氧化铝。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于：
所述导热填料为纳米氮化铝和纳米氧化锌按重量比6：0.3混合而成。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于：
所述导热UV油墨不含起皱助剂，所述导热UV油墨固化后的表面为平滑面。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于：
所述活性稀释单体为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。
对比例6
本对比例与实施例1的区别在于：
所述聚酯丙烯酸酯替换为金锦乐化学有限公司的环氧丙烯酸酯，CAS:71281-65-7。
实施例5
取实施例1-4和对比例1-6的导热UV油墨，分别测试其附着力、耐磨性和导热性，测试方法如下：
附着力：依据《GBT9286-1998漆膜的划格试验》进行测试，观察测试结果，评定其附着力等级；
耐磨性：依据RCA纸带磨耗测试，负荷175g力，300圈，观察油墨薄膜是否存在脱落、残缺；
导热性：使用电动涂布机在400g单铜纸上进行涂布，经固化后，裁切得到100×100mm的试验样品，使用Hotdisk热常熟分析仪进行导热系数测试。
测试结果如下表所示：
附着力 耐磨性 导热系数W/(m·K)
实施例1 0 无脱落、无残缺 5.13
实施例2 0 无脱落、无残缺 4.89
实施例3 0 无脱落、无残缺 5.35
实施例4 0 无脱落、无残缺 5.21
对比例1 0 无脱落、无残缺 4.06
对比例2 0 无脱落、无残缺 2.85
对比例3 0 无脱落、无残缺 3.51
对比例4 1 脱落、存在明显残缺 3.99
对比例5 0 无脱落、无残缺 5.02
对比例6 0 无脱落、无残缺 4.48
由上表可知，本发明的导热UV油墨以聚酯丙烯酸酯为主体预聚物，虽然固化速率较环氧丙烯酸酯稍慢，但对塑料或金属材料附着力强，黏度易调节，而且以导热填料的导热作用，以及聚酯丙烯酸酯与偶联剂共同作用使油墨对基材表面附着面更大，减少UV油墨固化成膜后与基材之间的空隙，提高导热效果，再加上利用聚酯丙烯酸酯固化速率稍慢的特性以及起皱助剂的共同作用更有利于导热UV油墨固化后的表面形成皱纹，增大散热面积，促进UV油墨膜层的导热，加入的活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂等助剂协同作用，提高UV油墨整体导热性、耐磨性以及附着性。
与对比例1-6相比，实施例1的导热UV油墨在导热效果、耐磨性和附着力方面整体较好。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种导热UV油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
聚酯丙烯酸酯 70-100份
活性稀释单体 16-30份
光引发剂 3-5份
分散剂 1-3份
偶联剂 0.1-0.3份
导热填料 20-30份
消泡剂 0.1-0.3份
起皱助剂 1-3份
耐磨剂 1-3份
着色剂 0-20份；
所述导热UV油墨固化后的表面具有皱纹；
所述活性稀释单体为二乙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基乙烷三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和丙烯酯-2-乙基乙酯中的至少一种；
所述起皱助剂为巴西棕榈蜡；
所述光引发剂为2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-异丙基硫杂蒽酮和二苯基-(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧磷中的至少一种；
所述导热填料为纳米球形氧化铝和石墨烯按重量比5-8：0.3混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种导热UV油墨，其特征在于：所述聚酯丙烯酸酯为LP103、AgiSyn 720或NeoRad P-11。
3.根据权利要求1所述的一种导热UV油墨，其特征在于：所述分散剂为BYK163或EFKA-4046；所述偶联剂为KH-540、KH-550、KH-560或KH-570。
4.根据权利要求1所述的一种导热UV油墨，其特征在于：所述耐磨剂为道康宁DC18或道康宁DC51。
5.根据权利要求1所述的一种导热UV油墨，其特征在于：所述消泡剂为BYK052、BYK-021或BYK-024；所述着色剂为钛白粉、联苯胺黄、酞菁蓝、永久红、桃红、宝红、耐晒深红和炭黑中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的导热UV油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（S1）、按重量份取聚酯丙烯酸酯、活性稀释单体、光引发剂、分散剂、偶联剂、导热填料、消泡剂、起皱助剂、耐磨剂和着色剂，备用；
（S2）、向活性稀释单体中加入分散剂、偶联剂和导热填料混合均匀，再在搅拌条件下加入聚酯丙烯酸酯、起皱助剂、耐磨剂、着色剂和消泡剂混合均匀，研磨至细度在15-25μm，得到研磨料；
（S3）、向研磨料中加入光引发剂混合均匀，得到导热UV油墨。
7.一种如权利要求1-5任意一项所述的导热UV油墨的固化方法，其特征在于：包括如下步骤：
（R1）、取导热UV油墨和基材，备用；
（R2）、将导热UV油墨涂覆于基材表面，然后采用波长为185或253nm的紫外灯照射2-4s，再采用功率为80W/cm的中压汞灯照射至整体固化完全，即可。
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