CN114058210B - 一种水性光固化油墨组合物、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性光固化油墨组合物、其制备方法及应用。所述水性光固化油墨组合物包括如下组分：水性树脂乳液、功能助剂、水性光引发剂、其他助剂和水，其中，所述功能助剂包括笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂的组合，并且所述笼状化合物螯合物所螯合的物质、所述笼状化合物包合物所包合的物质具有疏水性。本发明提供的光固化油墨组合物所形成的油墨膜表面具有疏水性，并提高了油墨膜表面的光泽度和耐磨性，同时可以使油墨膜具有阻燃性能。

Description

一种水性光固化油墨组合物、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及光固化油墨技术领域，尤其涉及一种水性光固化油墨组合物、其制备方法及应用。
背景技术
传统油墨由于VOC含量较高，对大气和人身体健康造成了危害，损坏了人类的生态环境，近年来，随着人们环保意识的增强，职业健康和安全意识的提高，世界各国都出台了相关的法律、法规，并在标准中对相关指标做了限制。因此，开发节能环保型的油墨产品也是势在必行的趋势。
目前，紫外光(UV)固化油墨因其固化时间短，生产效率高，低能耗等诸多优点而得到广泛的应用。然而，紫外光固化以聚合物单体为稀释剂，或多或少地存在单体挥发，同时，使用的引发剂发生分解后会产生有毒有害物质，这些都会导致施工环境欠佳、对人身体造成伤害和污染环境等问题；另外由于使用的稀释剂固化时体积收缩大也容易造成漆膜缺陷。而水性油墨除了能耗较紫外光固化稍高的不足外，则具有更加环境友好的特点，因此，开发兼具水性和光固化优点的水性光固化油墨也成为行业研究的热点。
水性光(UV)固化油墨结合传统UV固化技术和水性技术两者的优点，采用水作为分散介质，具有气味低、不易燃、VOC含量低、生产装置可水洗等特点，同时也继承了UV墨固化时间短，生产效率高等优点，符合绿色环保法规的要求。因此光固化油墨的水性化也成为改善油墨环保问题的一个重要途径。但因水的表面张力大，漆膜易产生缩孔，另外由于紫外光固化前需保持涂膜干燥，而水的蒸发潜热大，烘烤能量消耗大，施工过程中增加施工工序的同时也大大提高了施工能耗，最后也是最主要的一点是水性油墨涂膜后存在耐水性差、表面光泽度不好以及耐磨性能差的问题，因此，如何改善水性紫外光固化涂料的这些性能是本领域技术人员急需解决的问题。
目前，关于提高水性光固化涂料诸多性能方面的专利主要在于对树脂的改性，如公开号为CN111410906A的专利，提供了一种非异氰酸酯聚氨酯光固化涂料，其中使用的非异氰酸酯聚氨酯预聚体分子结构中，每个重复单元上的两个支链与其自身或丙烯酸酯形成相互交织、缠绕、交联密度较大的空间立体结构，可以在一定程度上保护非异氰酸酯聚氨酯体分子结构中易水解的氨基甲酸脂基团与空气中的水分接触，大大提高了光固化涂膜的耐水性能、硬度和光泽度等性能；再如公开号为CN109181521A的专利，利用聚氨酯丙烯酸酯以及全氟聚醚和全氟改性长链烷基硅烷配合纳米粒子，使得光固化涂料通过光固化反应交联，形成紧密的涂层，具有耐磨特性，并通过微结构形成以及紫外固化的方法，在制备的膜面表面产生凹凸的微结构，产生荷叶效应以增强疏水性。
然而，上述现有技术中，均针对所用树脂本身进行改性，限制了所用树脂的种类，进而限制了所制得的光固化涂料的应用范围。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性光固化油墨组合物、其制备方法及应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种水性光固化油墨组合物，包括如下组分：水性树脂乳液、功能助剂、水性光引发剂、其他助剂和水，其中，所述功能助剂包括笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂的组合，并且所述笼状化合物螯合物所螯合的物质、所述笼状化合物包合物所包合的物质具有疏水性。
在一些优选实施方案中，所述其他助剂包括消泡剂、润湿分散剂、增稠剂和成膜助剂。
在一些优选实施方案中，包括按照重量份数计算的如下组分：水性树脂乳液60-75份、消泡剂0.5-0.9份、润湿分散剂0.5-1.5份、功能助剂1-3份、水性光引发剂2-3份、增稠剂0.5-1.5份、成膜助剂3-6份、水10-30份。
第二方面，本发明还提供一种上述光固化油墨组合物的制备方法，包括：
将笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂均匀混合，制得功能助剂；
将水性树脂乳液、消泡剂、润湿分散剂、功能助剂、水性光引发剂、增稠剂、成膜助剂、水混合均匀，制得所述水性光固化油墨组合物。
第三方面，本发明还提供上述光固化油墨组合物在基体表面防护领域的应用。
在一些优选实施方案中，所述应用包括：所述水性光固化油墨组合物在家具、地板或水中作业设备的至少局部表面的防护。
本发明依据涂膜干燥过程中的分子运动学理论对涂膜成分进行设计，添加了具有疏水性，同时又能够提高光泽和耐磨性的功能助剂。在涂膜干燥过程中，在水的表面张力排斥作用和表面水分子挥发形成空穴从而诱导功能助剂转移至油墨膜表面，使油墨表面层光泽度和耐磨性得到较大提高，同时由于加入的功能助剂自身具有阻燃性能，也可以使得油墨膜具有阻燃的功效。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
1、本发明所提供的光固化油墨组合物中的笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物在油墨的涂膜干燥过程中能够在在水的表面张力排斥作用和表面水分子挥发形成空穴从而诱导功能助剂转移至油墨膜表面，使得油墨膜表面具有疏水性，并提高了油墨膜表面的光泽度和耐磨性，同时可以使油墨膜具有阻燃性能。
2、本发明所提供的光固化油墨组合物中的笼状化合物的螯合物或包合物所螯合或包合的物质至少具有疏水性，该物质随笼状化合物一同转移至油墨膜表面，并逐步释放，进一步地增强油墨膜表面的疏水性，也使得油墨膜表面的光泽度和耐磨性大大提高；同时，螯合或包合的物质还可以具有其他功能，例如提高感光性、提高固化效率等，进而增强了油墨膜的各项性能。
3、本发明所提供的光固化油墨组合物中的笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂协同作用，一方面流平剂能够较好地使其与油墨体系相容，使其均匀分布在涂膜表面，避免其相互聚集产生缩孔缺陷；另一方面，在油墨膜脱水干燥过程中，由于流平剂向表层的迁移也一并带动与其混合最紧密的笼状化合物或笼状化合物螯合或包合物向表层移动，而由于笼状化合物或笼状化合物螯合或包合物作为一个相对较大的腔体存在，一方面不会阻碍油墨膜中水分的挥发，一方面在流平剂的共同作用下，能够使其自身或其螯合或包合的物质均匀地分布于油墨膜表面，在涂膜表面形成新的界面层，不但使油墨膜表面具有优异的疏水性，而且紧密排列的表层油性体系也进一步增强了油墨膜表面的光泽度、耐水性和耐磨性。
4、本发明所提供的光固化油墨组合物的制备方法先将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或笼状化合物的包合物与流平剂均匀混合得到功能助剂，再将功能助剂加入混合水性乳液中，相比于未将流平剂与笼状化合物或笼状化合物的螯合物或笼状化合物的包合物提前混合的技术方案，流平剂能够较好地使其与油墨体系相容，使笼状化合物或笼状化合物的螯合物或笼状化合物的包合物均匀分布在油墨膜表面，避免其相互聚集产生缩孔缺陷；且笼状化合物或笼状化合物的螯合物或笼状化合物的包合物与流平剂的结合更加均匀紧密，两者的协同作用更加强烈，使得油墨膜的耐水性、光泽度和耐磨性进一步地提高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例说明如后。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
本发明实施例提供一种水性光固化油墨组合物，包括如下组分：水性树脂乳液、功能助剂、水性光引发剂、其他助剂和水，其中，所述功能助剂包括笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂的组合，并且所述笼状化合物螯合物所螯合的物质、所述笼状化合物包合物所包合的物质具有疏水性。
在一些实施方案中，所述其他助剂包括消泡剂、润湿分散剂、增稠剂和成膜助剂。
在一些实施方案中，所述水性光固化油墨组合物包括按照重量份数计算的如下组分：水性树脂乳液60-75份、消泡剂0.5-0.9份、润湿分散剂0.5-1.5份、功能助剂1-3份、水性光引发剂2-3份、增稠剂0.5-1.5份、成膜助剂3-6份、水10-30份。
在一些实施方案中，所述笼状化合物、笼状化合物螯合物或笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂的质量比为2:1-5:1。
在一些实施方案中，所述笼状化合物包括笼状磷酸酯类化合物、瓜环化合物以及金属醋酸盐二聚体化合物中的任意一种或多种组合。
在一些实施方案中，所述笼状化合物包括笼状磷酸酯三聚氰胺盐、七元瓜环、季戊四醇双环笼状磷酸酯以及笼形醋酸铜二聚体中的任意一种或多种组合。
在一些实施方案中，所述流平剂包括丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂以及氟碳化合物类流平剂中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述笼状化合物螯合物所螯合的或笼状化合物包合物所包合的物质包括吡啶、吡啶衍生物、喹啉、喹啉衍生物、季铵盐、活性胺、阻聚剂以及有机铜盐中的任意一种或两种以上的组合。
其中，吡啶、吡啶衍生物、喹啉、喹啉衍生物、季铵盐、活性胺具有促进剂作用或提高感光性以提高光固化效率的作用，有机铜盐具有提高耐磨性的作用，阻聚剂具有提高光泽度的作用；这些功能性物质随笼状化合物一同转移至油墨膜表面，并逐步释放，使得功能性物质更加富集于油墨膜的表面，且不易转移、脱落或挥发，相比于单独地分散于油墨膜中，可以进一步地提高了油墨膜表面的性能以及持久性。
在一些实施方案中，所述水性树脂乳液包括水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂中的任一者与水性丙烯酸树脂按照质量比40:1-12:1的组合。
在一些实施方案中，所述水性树脂乳液包括0.5-2wt％的光敏剂。
在一些实施方案中，所述光敏剂包括异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、偶氮二异丁眯盐酸盐、偶氮二异丁咪唑盐酸盐、过硫酸铵以及过硫酸钾中的一种或多种组合。
在一些实施方案中，所述水性光引发剂包括质量比为1:2-2:1的自由基光引发剂和阳离子光引发剂的组合。
在一些实施方案中，所述自由基光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯基乙二酰酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦以及2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮中的任意一种。
在一些实施方案中，所述阳离子光引发剂包括4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐、6-异丙苯茂铁(II)六氟磷酸盐、重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮以及三芳基硅氧醚中的一种或多种组合；进一步的，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐以及4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐中的多种组合；再进一步的，所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐与烷基硫鎓盐中的任意一种或两种以上的组合。
在一些实施方案中，所述成膜助剂包括二羧酸二异丁酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、二异丙醇己二酸酯、二乙二醇丁醚中的任一种与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按质量比1:2～2:1的组合。
在一些实施方案中，所述消泡剂包括有机硅氧烷类消泡剂。
在一些实施方案中，所述润湿分散剂包括聚二甲基硅氧烷、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基氯化铵或木质素磺酸盐中的任意一种。
在一些实施方案中，所述增稠剂包括聚醚类增稠剂和/或聚氨酯类增稠剂。
本申请实施例还提供上述水性光固化油墨组合物的制备方法，包括步骤S101～S102：
步骤S101：将笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂均匀混合，制得功能助剂；
步骤S102：将水性树脂乳液、消泡剂、润湿分散剂、功能助剂、水性光引发剂、增稠剂、成膜助剂、水混合均匀，制得所述水性光固化油墨组合物。
在一些实施方案中，所述制备方法可以包括步骤S201。
步骤S201：将笼状化合物、笼状化合物螯合物、笼状化合物包合物中的至少任一者与流平剂按质量比为2:1-5:1进行混合搅拌均匀10-30min，制得功能助剂；
在一些实施方案中，所述制备方法可以包括步骤S202～S203。
步骤S202：所述制备方法包括：将水性聚氨酯树脂乳液、水性环氧树脂乳液中的任一者与水性丙烯酸树脂乳液按照质量比为40:1-12:1进行混合，加入润湿分散剂搅拌分散10-30min，再向其中加入光敏剂，搅拌10-30min，混合均匀，制得混合水性乳液；
步骤S203：调节所述混合水性乳液的pH值至8～9，在搅拌条件下加入成膜助剂、消泡剂，再加入功能助剂继续搅拌20-40min，之后加入增稠剂搅拌分散10-30min，再加入水性光引发剂，边搅拌分散边并加水调节粘度，最后搅拌20-40min，制得所述水性光固化油墨组合物。
在一些实施方案中，所述制备方法具体包括：
将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或笼状化合物的包合物与流平剂以2:1-5:1的比例均匀混合并搅拌10-30min，制得功能助剂；
将水性聚氨酯树脂乳液或水性环氧树脂乳液与水性丙烯酸树脂乳液按40:1-12:1的比例混合，加入润湿分散剂搅拌分散10-30min，再向其中加入0.5-2％(w/w)的光敏剂，搅拌10-30min，混合均匀，制得混合水性乳液；
调节所述混合水性乳液的pH值至8～9，再将成膜助剂、消泡剂混合均匀后边搅拌边加入所述混合水性乳液中，再添加所述功能助剂，3-5min添加完毕，然后搅拌20-40min后，再加入增稠剂以2000-3000转/min的搅拌速度搅拌分散10-30min，再以1000-2000转/min的搅拌速度搅拌10-30min，然后将水性光引发剂在4-6分钟添加完毕，边搅拌分散边并加水调节粘度至10-30s，最后以1500-2500转/min的搅拌速度搅拌20-40min后，制得所述光固化油墨组合物。
本申请实施例还提供上述水性光固化油墨组合物在基体表面防护领域的应用；
在一些实施方案中，所述应用包括：所述水性光固化油墨组合物在家具、地板或水中作业设备的至少局部表面的防护。
以下通过若干实施例进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1一种水性光固化油墨组合物的制备方法包括如下步骤：
(1)先将季戊四醇双环笼状磷酸酯与GS-FC327氟碳表面活性剂(用作流平剂)按2:1的比例进行混合搅拌均匀30min，得到功能助剂。
(2将水性聚氨酯树脂乳液与水性丙烯酸树脂乳液按质量比40:1的比例混合，加入1.5份(本发明实施例中，所称份数，均为质量份，下述实施例均相同，不再赘述)木质素磺酸盐润湿分散剂，搅拌分散10min，再向其中加入0.5％(w/w)的偶氮二异丁咪唑盐酸盐(AIBI)光敏剂，搅拌30min，混合均匀，得到混合水性乳液。
(3)先将(2)中混合好的混合水性乳液60份倒入分散罐中，调节pH值至8，再将成膜助剂二羧酸二异丁酯与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按2:1比例混合后取3份，与有机硅氧烷消泡剂0.5份混合均匀后边搅拌边加入混合水性乳液，然后加入(1)中复配好的功能助剂1份，3min添加完毕再搅拌20min，然后加入聚氨酯类增稠剂1.5份以2000转/min的速度分散30min，再1000转/min的速度搅拌，然后在4min之内加入2份的按照1:2质量比混合的2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮与二芳基碘鎓盐所组成的水性光引发剂，边搅拌分散边加水30份调节粘度至30s(T4杯/25℃)，最后1500转/min的速度搅拌40min，分散均匀即可得到水性的光固化油墨组合物。
对比例1
除下述不同之处外，如下对比例提供的水性光固化油墨组合物制备方法与实施例1相同。
对比例1-1，不同之处在于：混合水性乳液中不加功能助剂，其他与实施例1均相同。
对比例1-2，不同之处在于：对应的配方中不添加笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物，并将原功能助剂中的流平剂保持量不变，与消泡剂等助剂同时加入到水性油墨体系中，其他均与实施例1保持一致。
对比例1-3，不同之处在于：进行油墨制备时，不先将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂提前混合，而是在步骤(3)中将流平剂与增稠剂同时加入，再进行相应的操作。其他均与实施例1保持一致。
对比例1-4，不同之处在于：加入笼状化合物，但缺少流平剂。其他均与实施例1保持一致。
实施例2一种水性光固化油墨组合物的制备方法包括如下步骤：
(1)先将七元瓜环与MONENG-1073流平剂按3:1的比例进行混合搅拌均匀20min，得到功能助剂。
(2将水性环氧树脂乳液与水性丙烯酸树脂乳液按质量比12:1的比例混合，加入1.2份木质素磺酸盐润湿分散剂，搅拌分散18min，再向其中加入1％(w/w)的偶氮二异丁咪唑盐酸盐(AIBI)光敏剂，搅拌22min，混合均匀，得到混合水性乳液。
(3)先将(2)中混合好的混合水性乳液65份倒入分散罐中，调节pH值至9，再将成膜助剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按重量比1:2比例混合后取5份，与有机硅氧烷消泡剂0.7份混合均匀后边搅拌边缓慢加入混合水性乳液，然后4min加入(1)中复配好的功能助剂3份搅拌30min，然后加入SN-Thickener612聚醚类增稠剂1.2份，以2000转/min的速度分散30min，再以1000转/min搅拌，然后在5min之内加入3份的按照1:1质量比混合的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦与三芳基硫鎓盐所组成的水性光引发剂，边搅拌分散边加水25份调节粘度至20s(T4杯/25℃)，最后2000转/min搅拌30min，分散均匀即可得到水性的光固化油墨组合物。
对比例2
除下述不同之处外，如下对比例提供的水性光固化油墨组合物制备方法与实施例2相同。
对比例2-1，不同之处在于：混合水性乳液中不加功能助剂，其他与实施例2均相同。
对比例2-2，不同之处在于：对应的配方中不添加笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物，并将原功能助剂中的流平剂保持量不变，与消泡剂等助剂同时加入到水性油墨体系中，其他均与实施例2保持一致。
对比例2-3，不同之处在于：进行油墨制备时，不先将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂提前混合，而是在步骤(3)中将流平剂与增稠剂同时加入，再进行相应的操作。其他均与实施例2保持一致。
对比例2-4，不同之处在于：加入笼状化合物，但缺少流平剂。其他均与实施例2保持一致。
实施例3一种水性光固化油墨组合物的制备方法包括如下步骤：
(1)先将笼状磷酸酯三聚氰胺盐包合吡啶与GS-1376氟碳流平剂按4:1的比例进行混合搅拌均匀10min，得到功能助剂。
(2将水性聚氨酯树脂乳液与水性丙烯酸树脂乳液按质量比20:1的比例混合，加入0.8份聚二甲基硅氧烷润湿分散剂，搅拌分散22min，再向其中加入1.5％(w/w)的2,4-二乙基硫杂蒽酮光敏剂，搅拌18min，混合均匀，得到混合水性乳液。
(3)先将(2)中混合好的混合水性乳液70份倒入分散罐中，调节pH值至8.5，再将成膜助剂二异丙醇己二酸酯与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按重量比1:1比例混合后取4份，与有机硅氧烷消泡剂0.8份混合均匀后边搅拌边缓慢加入混合水性乳液，然后5min加入(1)中复配好的功能助剂2份搅拌40min，然后加入TEGO ViscoPlus 3060聚氨酯增稠剂0.8份3000转/min分散15min，再2000转/min搅拌，6min加入1.5份的按照2:1质量比混合的苯基乙二酰酯与烷基硫鎓盐所组成的水性光引发剂，边搅拌分散边加水20份调节粘度至20s(T4杯/25℃)，最后2000转/min搅拌30min，分散均匀即可得到水性的光固化油墨组合物。
对比例3
除下述不同之处外，如下对比例提供的水性光固化油墨组合物制备方法与实施例3相同。
对比例3-1，不同之处在于：混合水性乳液中不加功能助剂，其他与实施例3均相同。
对比例3-2，不同之处在于：对应的配方中不添加笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物，并将原功能助剂中的流平剂保持量不变，与消泡剂等助剂同时加入到水性油墨体系中，其他均与实施例3保持一致。
对比例3-3，不同之处在于：进行油墨制备时，不先将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂提前混合，而是在步骤(3)中将流平剂与增稠剂同时加入，再进行相应的操作。其他均与实施例3保持一致。
对比例3-4，不同之处在于：加入笼状化合物，但缺少流平剂。其他均与实施例3保持一致。
实施例4一种水性光固化油墨组合物的制备方法包括如下步骤：
(1)先将笼形醋酸铜二聚体与KMT-5545丙烯酸流平剂按5:1的比例进行混合搅拌均匀20min，得到功能助剂。
(2将水性环氧树脂乳液与水性丙烯酸树脂乳液按质量比30:1的比例混合，加入0.5份双十二烷基苯基醚二磺酸钠润湿分散剂，搅拌分散30min，再向其中加入2％(w/w)的异丙基硫杂蒽酮光敏剂，搅拌10min，混合均匀，得到混合水性乳液。
(3)先将(2)中混合好的混合水性乳液75份倒入分散罐中，调节pH值至9，再将成膜助剂二乙二醇丁醚与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按重量比1:2比例混合后取4.5份，与有机硅氧烷消泡剂0.9份混合均匀后边搅拌边缓慢加入混合水性乳液，然后4min加入(1)中复配好的功能助剂2.5份搅拌30min，然后加byk425增稠剂0.5份3000转/min分散10min，再200 0转/min搅拌，5min加入2份的按照1:1质量比混合的2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮与4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐所组成的水性光引发剂，边搅拌分散边加水10份调节粘度至10s(T4杯/25℃)，最后2500转/min搅拌20min，分散均匀即可得到水性的光固化油墨组合物。
对比例4
除下述不同之处外，如下对比例提供的水性光固化油墨组合物制备方法与实施例4相同。
对比例4-1，不同之处在于：混合水性乳液中不加功能助剂，其他与实施例4均相同。
对比例4-2，不同之处在于：对应的配方中不添加笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物，并将原功能助剂中的流平剂保持量不变，与消泡剂等助剂同时加入到水性油墨体系中，其他均与实施例4保持一致。
对比例4-3，不同之处在于：进行油墨制备时，不先将笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂提前混合，而是在步骤(3)中将流平剂与增稠剂同时加入，再进行相应的操作。其他均与实施例4保持一致。
对比例4-4，不同之处在于：加入笼状化合物，但缺少流平剂。其他均与实施例4保持一致。
检测方法
保持各实施例及对比例所制备得到的光固化油墨组合物的涂层厚度一致，印刷烘干后进行UV固化再测试油墨膜相关性能，测试结果见表1所示。
上述相关性能测试方法和测试标准如下所示：
光泽度：按照GB/T 9754-2007测定60°光泽度值；
耐磨性：采用泰伯尔CS17法测试漆膜耐磨耗性能，负载1000g，旋转1500周，测定膜失重(mg单位)；
耐水性：按照GB/T1733-1993进行耐水性测试。
检测结果
表1实施例及对比例各项性能测试结果
项目 实施例1 对比例1-1 对比例1-2 对比例1-3 对比例1-4
光泽度 97.6 86.7 87.8 91.3 91.3
磨耗值/mg 40 95 95 50 50
耐水性/h 48 36 18 30 24
项目 实施例2 对比例2-1 对比例2-2 对比例2-3 对比例2-4
光泽度 91.7 80.5 82.8 86.2 86.2
磨耗值/mg 60 115 110 75 75
耐水性/h 96 48 24 36 30
项目 实施例3 对比例3-1 对比例3-2 对比例3-3 对比例3-4
光泽度 98.5 83.1 85.2 92.4.4 92.4.4
磨耗值/mg 50 95 95 60 60
耐水性/h 48 30 16 24 20
项目 实施例4 对比例4-1 对比例4-2 对比例4-3 对比例4-4
光泽度 93.6 81.5 82.4 89.7 89.7
磨耗值/mg 65 115 110 80 80
耐水性/h 72 36 20 30 24
结果分析
基于上述检测结果，由实施例1-4与对比例(1-4)-1相比可以明确，本发明提供的光固化油墨组合物及其制备方法中，笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物可以显著提升油墨膜的耐水性和光泽度，降低磨耗值；由实施例1-4与对比例(1-4)-2相比可以明确，本发明提供的光固化油墨组合物及其制备方法中，笼状化合物可以与其螯合或包合的物质协同作用，提升油墨膜的耐水性和光泽度，降低磨耗值；由实施例1-4与对比例(1-4)-3相比可以明确，本发明提供的光固化油墨组合物及其制备方法中，笼状化合物或笼状化合物的螯合物或包合物与流平剂提前混合配制成功能助剂，能够使得两者的结合更加紧密均匀，显著地提升油墨膜的耐水性和光泽度，降低磨耗值。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水性光固化油墨组合物，其特征在于，按照重量份数计算所述水性光固化油墨组合物包括：水性树脂乳液60-75份、消泡剂0.5-0.9份、润湿分散剂0.5-1.5份、功能助剂1-3份、水性光引发剂2-3份、增稠剂0.5-1.5份、成膜助剂3-6份、水10-30份；
其中，所述水性树脂乳液包括水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂中的任一者与水性丙烯酸树脂按照质量比40:1-12:1的组合；
所述功能助剂包括笼状化合物与流平剂；
所述笼状化合物与流平剂的质量比为2:1-5:1；所述笼状化合物包括笼状磷酸酯三聚氰胺盐、七元瓜环、季戊四醇双环笼状磷酸酯以及笼形醋酸铜二聚体中的任意一种或多种组合；所述流平剂包括丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂以及氟碳化合物类流平剂中的任意一种或两种以上的组合；
所述水性光固化油墨组合物的制备方法包括：
将笼状化合物与流平剂均匀混合，制得功能助剂；
将水性树脂乳液、消泡剂、润湿分散剂、功能助剂、水性光引发剂、增稠剂、成膜助剂、水混合均匀，制得水性光固化油墨组合物。
2.根据权利要求1所述的水性光固化油墨组合物，其特征在于，所述水性树脂乳液包括0.5-2wt%的光敏剂。
3.根据权利要求2所述的水性光固化油墨组合物，其特征在于，所述光敏剂包括异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、偶氮二异丁眯盐酸盐、偶氮二异丁咪唑盐酸盐、过硫酸铵以及过硫酸钾中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的水性光固化油墨组合物，其特征在于，所述水性光引发剂包括质量比为1:2-2:1的自由基光引发剂和阳离子光引发剂的组合；
所述自由基光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯基乙二酰酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦以及2-甲基-2-（4-吗啉基）-1-[4-（甲硫基）苯基]-1-丙酮中的任意一种或两种以上的组合；
所述阳离子光引发剂包括二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐与烷基硫鎓盐中的任意一种或两种以上的组合；
所述成膜助剂包括二羧酸二异丁酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、二异丙醇己二酸酯、二乙二醇丁醚中的任一种与丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯按质量比1:2～2:1的组合；
所述消泡剂包括有机硅氧烷类消泡剂；
所述润湿分散剂包括聚二甲基硅氧烷、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、十六烷基三甲基氯化铵或木质素磺酸盐中的任意一种或两种以上的组合；
所述增稠剂包括聚醚类增稠剂和/或聚氨酯类增稠剂。
5.如权利要求1-4中任一项所述水性光固化油墨组合物的制备方法，其特征在于，包括：
将笼状化合物与流平剂均匀混合，制得功能助剂；
将水性树脂乳液、消泡剂、润湿分散剂、功能助剂、水性光引发剂、增稠剂、成膜助剂、水混合均匀，制得水性光固化油墨组合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括：将笼状化合物与流平剂按质量比为2:1-5:1进行混合搅拌均匀10-30min，制得功能助剂；
所述制备方法包括：将水性聚氨酯树脂乳液、水性环氧树脂乳液中的任一者与水性丙烯酸树脂乳液按照质量比为40:1-12:1进行混合，加入润湿分散剂搅拌分散10-30min，再向其中加入光敏剂，搅拌10-30min，混合均匀，制得混合水性乳液；
调节所述混合水性乳液的pH值至8～9，在搅拌条件下加入成膜助剂、消泡剂，再加入功能助剂继续搅拌20-40min，之后加入增稠剂搅拌分散10-30min，再加入水性光引发剂，边搅拌分散边并加水调节粘度，最后搅拌20-40min，制得所述水性光固化油墨组合物。
7.权利要求1-4中任一项所述的水性光固化油墨组合物在基体表面防护领域的应用；
所述应用包括：所述水性光固化油墨组合物在家具、地板或水中作业设备的至少局部表面的防护。
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