CN113667356A - 一种高附着性uv墨水及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及UV墨水的技术领域，具体公开了一种高附着性UV墨水及其制备方法。该高附着性UV墨水包括色浆和稀释剂，按重量份数：色浆包括有以下组分：CTFA 4.5～5.5份；分散剂1～4份；颜料3～10份；稀释剂包括有以下组分：表面活性剂0.5～1.5份；树脂15～25份；PHEA 15～25份；HDDA 43～48.6份。该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；将色浆进行研磨；向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到UV墨水。本申请的高附着性UV墨水在PET、玻璃等非吸收性的承印物上表现出了优异的附着性能。
Description
技术领域
本申请涉及UV墨水的领域，更具体地说，它涉及一种高附着性UV墨水及其制备方法。
背景技术
UV墨水即紫外光固化墨水。由于UV墨水不含挥发性溶剂、紫外光照射前不会干燥、紫外光照射后能迅速干燥，所以，UV墨水具有绿色环保、高稳定性、快干性等特性，深受市场青睐，在喷墨打印墨水行业的市场占有率逐年增加。
就组成而言，UV墨水通常包括颜料、树脂、光固化剂以及其他助剂等组分。使用UV墨水时，将UV墨水通过喷墨打印的方式打印于承印物，之后，采用紫外光对其进行照射，在光固化剂的作用下，UV墨水可迅速固化成型。
待打印的承印物除了普通的纸板、纸张以外，还包括PET、玻璃、金属等非吸收性的材质。然而，目前的UV墨水在该类非吸收性的承印物上的附着性能较差，固化后，UV墨水所形成的墨层不耐磨，容易出现墨层脱落的现象，亟待改进。
发明内容
为了提高UV墨水在非吸收性的承印物上的附着性能，本申请提供一种高附着性UV墨水及其制备方法。
本申请提供的一种高附着性UV墨水及其制备方法采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种高附着性UV墨水，采用如下的技术方案：
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂，按重量份数：
色浆包括有以下组分：
CTFA 4.5～5.5份；
分散剂 1～4份；
颜料 3～10份；
稀释剂包括有以下组分：
通过采用上述技术方案，能够获得一款具有较高附着性能的UV墨水，实验显示，相比于目前市售的同类UV墨水，该款UV墨水在PET、玻璃等材质上具有更加优异的附着性能。涂覆有本申请的UV墨水的承印物在沸水中处理后，UV墨水仍然具有优良的附着性能，这极大地拓宽了UV墨水的应用范围，具有很高的市场价值。本申请的UV墨水的该种特性反应出本申请的上述配方组分之间具有优良的配合效果。
可选的，所述PHEA和HDDA的重量比为1:(2.1～2.3)。
实验数据显示，基于本申请的上述配方体系，PHEA和HDDA两种组分的配比对UV墨水的附着性能具有较大的影响，当PHEA和HDDA的重量比为1:(2.1～2.3)时，本申请的上述配方体系的附着性能更加优异。
可选的，所述树脂采用聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，且聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂的重量比为1:(0.4～0.7):(0.1～0.3)。
实验中发现，本申请的上述配方体系适用于多种树脂，而当树脂采用聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，且三者的重量比为1:(0.1～0.3):(0.4～0.7)时，本申请的上述配方体系的附着性能更佳。这说明，针对本申请的UV墨水配方体系而言，聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂之间存在协同作用。
可选的，所述分散剂选自Solsperse24000，Solsperse35000、SolsperseJ200中的一种或多种。
分散剂对于维持上述配方体系的稳定性具有重要作用，尤其是颜料的分散稳定性。实验表明，上述类型的分散剂适用于本申请的配方体系，配合其他组分，使得本申请的配方体系长期保持稳定，至少一年之内不会出现凝絮、沉淀等现象。
可选的，所述表面活性剂选自YK378、BYK-161中的一种或多种。
表面活性剂对于UV墨水配方体系的表面张力具有重要影响，实验表明，上述类型的表面活性剂适用于本申请的配方体系，配合其他组分，使得本申请的配方体系的表面张力维持在25dyn/cm左右，适用于喷墨达因的需求。
第二方面，本申请提供一种上述的高附着性UV墨水的制备方法，采用如下的技术方案：
一种上述的高附着性UV墨水的制备方法，包括有以下步骤：
配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
色浆研磨：将色浆进行研磨；
配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水。
通过采用上述技术方案，在色浆的制备过程中加入分散剂，经过研磨，使得分散剂与颜料能够充分混合均匀，有利于提升整个UV墨水配方体系的稳定性。
可选的，所述色浆研磨步骤中，色浆研磨后的粒径为100～300nm。
色浆研磨后的粒径对于整个配方体系的稳定性具有一定的影响，通过采用上述技术方案，进一步限定色浆研磨后的粒径有利于进一步保障UV墨水配方体系的稳定性。
可选的，所述配制UV墨水步骤中，过滤的精度为1～3um。
通过采用上述技术方案，能够进一步保障UV墨水配方体系的稳定性，进一步降低UV墨水出现凝絮、沉淀的概率，保障UV墨水在喷墨打印过程中的稳定性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的UV墨水体系配比合理，并在PET、玻璃等非吸收性承印物上表现出了优异的附着性能，涂覆有本申请的UV墨水的承印物在沸水中处理后，UV墨水的附着性能的评定级别仍然可以达到0级，这极大地拓宽了UV墨水的应用范围，具有很高的市场价值；
2、本申请的研究表明，针对本申请的UV墨水配方体系，PHEA和HDDA的重量比，聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂的重量比均对体系的附着性能具有重要的影响，能够进一步提高体系的附着性能；
3、本申请的配方体系具有良好的分散稳定性，至少一年之内不会出现凝絮、沉淀等现象，能够有效防止喷墨打印时喷头堵塞的情况。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
原料介绍
针对以下实施例1～12和对比例1～3中采用的原料，做如下介绍：
CTFA：即环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯；
PHEA：即2-苯氧乙基丙烯酸酯；
HDDA：即1,6-己二醇二丙烯酸酯；
颜料：采用Pigment Yellow 1、Pigment Red 22、Pigment Blue 15、PigmentBlack 7、Pigment White 6；
分散剂：采用solsperse24000，Solsperse35000、SolsperseJ200；
表面活性剂，YK378、BYK-161；
聚酯丙烯酸酯：采用SM6402聚酯丙烯酸酯，官能度为2，粘度为10000-20000CPS@25℃；
聚氨酯丙烯酸酯：采用DH-317聚氨酯丙烯酸脂预聚物，官能度为3，粘度为2000-8000cps@25℃；
酚醛环氧树脂：采用酚醛环氧树脂634，环氧值为0.25～0.45；
有机硅树脂：采用有机硅树脂MSE100。
实施例
实施例1
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂：
色浆包括有以下组分：
CTFA 5.5kg；
分散剂 3.2kg；
颜料 4kg；
稀释剂包括有以下组分：
其中，
分散剂采用Solsperse24000；
颜料采用Pigment Yellow 1；
表面活性剂采用YK378；
树脂采用聚酯丙烯酸酯；
该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：
(1)配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
(2)色浆研磨：将色浆进行研磨，色浆研磨后的粒径为50～100nm；
(3)配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水，其中，过滤的精度为5～10μm。
实施例2
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂：
色浆包括有以下组分：
CTFA 4.5kg；
分散剂 2.4kg；
颜料 3kg；
稀释剂包括有以下组分：
其中，
分散剂采用Solsperse35000；
颜料采用Pigment Red 22；
表面活性剂采用BYK-161；
树脂采用聚氨酯丙烯酸酯；
该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：
(1)配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
(2)色浆研磨：将色浆进行研磨，色浆研磨后的粒径为300～400nm；
(3)配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水，其中，过滤的精度为10～20μm。
实施例3
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂：
色浆包括有以下组分：
CTFA 5kg；
分散剂 2.4kg；
颜料 3kg；
稀释剂包括有以下组分：
其中，
分散剂采用SolsperseJ200；
颜料采用Pigment Blue 15；
表面活性剂采用BYK-161；
树脂采用酚醛环氧树脂；
该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：
(1)配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
(2)色浆研磨：将色浆进行研磨，色浆研磨后的粒径为50～100nm；
(3)配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水，其中，过滤的精度为20～30μm。
实施例4
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂：
色浆包括有以下组分：
CTFA 5kg；
分散剂 1kg；
颜料 10kg；
稀释剂包括有以下组分：
其中，
分散剂采用SolsperseJ200；
颜料采用Pigment White 6；
表面活性剂采用BYK-161；
树脂采用重量比为1:0.05的聚氨酯丙烯酸酯和有机硅树脂，即：聚氨酯丙烯酸酯19kg，有机硅树脂1kg；
该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：
(1)配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
(2)色浆研磨：将色浆进行研磨，色浆研磨后的粒径为100～300nm；
(3)配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水，其中，过滤的精度为1～3μm。
实施例5
一种高附着性UV墨水，包括色浆和稀释剂：
色浆包括有以下组分：
CTFA 5kg；
分散剂 4kg；
颜料 5kg；
稀释剂包括有以下组分：
其中，
分散剂采用Solsperse24000；
颜料采用Pigment Black 7；
表面活性剂采用BYK-161；
树脂采用重量比为1:1的聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯，即：聚氨酯丙烯酸酯10kg，聚酯丙烯酸酯10kg；
该高附着性UV墨水的制备方法包括有以下步骤：
(1)配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
(2)色浆研磨：将色浆进行研磨，色浆研磨后的粒径为100～300nm；
(3)配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水，其中，过滤的精度为1～3μm。
实施例6
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
PHEA加入21kg，HDDA加入44kg，PHEA和HDDA的重量比为1:2.1。
实施例7
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
PHEA加入19.7kg，HDDA加入45.3kg，PHEA和HDDA的重量比为1:2.3。
实施例8
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
PHEA加入18kg，HDDA加入47kg，PHEA和HDDA的重量比为1:2.6。
实施例9
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
PHEA加入22kg，HDDA加入43kg，PHEA和HDDA的重量比为1:1.95。
实施例10
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
树脂采用重量比为1:0.4:0.3的聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，即：聚氨酯丙烯酸酯11.8kg、酚醛环氧树脂4.7kg和有机硅树脂3.5kg。
实施例11
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
树脂采用重量比为1:0.7:0.1的聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，即：聚氨酯丙烯酸酯11.1kg、酚醛环氧树脂7.8kg和有机硅树脂1.1kg。
实施例12
一种高附着性UV墨水，与实施例5的区别在于：
树脂采用重量比为1:0.6:0.2的聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，即：聚氨酯丙烯酸酯11.1kg、酚醛环氧树脂6.7kg和有机硅树脂2.2kg。
对比例
对比例1
一款市售的标明适用于PET、玻璃等非吸收性材质的承印物的UV墨水。
对比例2
一种UV墨水，与实施例5的区别在于：
将PHEA替换为等重量的HDDA。
对比例3
一种UV墨水，与实施例5的区别在于：
将HDDA替换为等重量的PHEA。
性能检测
针对上述实施例1～12制得的高附着性UV墨水样品和对比例1～3的UV墨水进行附着性能测试，其中，对采用的承印物类型、样品的制备方法以及UV墨水附着性能的评定方法进行如下介绍：
承印物类型：采用PET板和玻璃两种非吸收性材质作为承印物。UV墨水涂覆之前，保持承印物表面清洁干燥即可，不做任何涂覆底胶等预处理；
样品制备方法：将UV墨水样品涂覆于承印物表面，涂覆厚度为30～50μm，采用UV-LED固化剂进行固化，辐照8W/cm2，时间为5s，保证完全固化，形成墨层。之后，将印有UV墨水样品的承印物置于沸水中60min，然后，取出晾干，即得UV墨水测试样品；
UV墨水附着性能评定方法：按照QB/T9286-1998中的规定，对上述UV墨水测试样品的附着性能进行评定，评定级别分为0～5六个级别，数字越大，代表墨层剥落越严重，附着性能越差。
上述实施例1～12制得的高附着性UV墨水和对比例1～3的UV墨水的附着性能评定结果如表1所示。
表1UV墨水附着性能的评定结果
| 测试样品 | PET板 | 玻璃 |
| 实施例1 | 3 | 3 |
| 实施例2 | 3 | 2 |
| 实施例3 | 2 | 2 |
| 实施例4 | 3 | 3 |
| 实施例5 | 2 | 1 |
| 实施例6 | 2 | 1 |
| 实施例7 | 2 | 2 |
| 实施例8 | 3 | 3 |
| 实施例9 | 3 | 3 |
| 实施例10 | 1 | 0 |
| 实施例11 | 0 | 0 |
| 实施例12 | 0 | 0 |
| 对比例1 | 4 | 4 |
| 对比例2 | 5 | 5 |
| 对比例3 | 5 | 5 |
根据表1，由实施例1～5和对比例1的评定结果可以看出，实施例1～5对应的测试样品的附着性能更佳。该检测结果表明，相比于目前市售的同种类型的UV墨水，本申请的UV墨水在PET、玻璃这类非吸收性承印物上具有更加优异的附着性能，由此能够极大地拓宽UV墨水的应用范围。
由实施例5～10和对比例2～3的评定结果可以看出，实施例5～10对应的测试样品的附着性能更佳，这表明，针对本申请的UV墨水配方体系以及所应用的承印物而言，PHEA和HDDA两种组分之间存在协同作用。而进一步对比实施例5～7和实施例8～10可以看出，实施例5～7对应的测试样品的附着性能更佳，这表明，针对本申请的UV墨水配方体系以及所应用的承印物而言，PHEA和HDDA两种组分的配比对UV墨水的附着性能具有较大的影响，当PHEA和HDDA的重量比为1:(2.1～2.3)时，本申请的UV墨水配方体系的附着性能更加优异。
由实施例5和实施例10～12的评定结果可以看出，实施例10～12对应的测试样品的附着性能更佳。该测试结果表明，针对本申请的UV墨水配方体系以及所应用的承印物而言，树脂的种类以及配比对UV墨水的附着性能具有较大的影响，而当树脂采用聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，且三者的重量比为1:(0.1～0.3):(0.4～0.7)时，本申请的上述配方体系的附着性能更佳。这说明，针对本申请的UV墨水配方体系以及所应用的承印物而言，聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂三种树脂之间存在协同配合的作用。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种高附着性UV墨水，其特征在于，包括色浆和稀释剂，按重量份数：
色浆包括有以下组分：
CTFA 4.5～5.5份；
分散剂1～4份；
颜料3～10份；
稀释剂包括有以下组分：
表面活性剂0.5～1.5份；
树脂15～25份；
PHEA 15～25份；
HDDA 43～48.6份。
2.根据权利要求1所述的一种高附着性UV墨水，其特征在于：所述PHEA和HDDA的重量比为1:（2.1～2.3）。
3.根据权利要求1所述的一种高附着性UV墨水，其特征在于：所述树脂采用聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂，且聚氨酯丙烯酸酯、酚醛环氧树脂和有机硅树脂的重量比为1:（0.4～0.7）:（0.1～0.3）。
4.根据权利要求1所述的一种高附着性UV墨水，其特征在于：所述分散剂选自Solsperse24000，Solsperse35000、SolsperseJ200中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种高附着性UV墨水，其特征在于：所述表面活性剂选自YK378、BYK-161中的一种或多种。
6.一种权利要求1～5任意一项所述的一种高附着性UV墨水的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：
配制色浆：将CTFA与分散剂混合，然后加入颜料制成色浆；
色浆研磨：将色浆进行研磨；
配制UV墨水：向研磨后的色浆中加入表面活性剂、PHEA、HDDA和树脂，混合均匀，过滤，得到高附着性UV墨水。
7.根据权利要求6所述的一种高附着性UV墨水的制备方法，其特征在于：所述色浆研磨步骤中，色浆研磨后的粒径为100～300nm。
8.根据权利要求6所述的一种高附着性UV墨水的制备方法，其特征在于：所述配制UV墨水步骤中，过滤的精度为1～3um。
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