CN114369389A - 一种哑光uv油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子电器的技术领域，具体公开了一种哑光UV油墨及其制备方法。一种哑光UV油墨包括以下重量份物质：60‑80份聚氨酯树脂、0.2‑1份消光蜡粉、0.2‑1份湿润分散剂、0.2‑1份流平剂、15‑25份稀释剂、2‑10份填料、1‑2份其他助剂，所述聚氨酯树脂为经改性剂改性处理的聚氨酯树脂，所述改性剂包括PMMA中空微球；其制备方法为：S1、预分散；S2、油墨制备。本申请的哑光UV油墨可用于电子电器上标识的印刷，其具有光泽稳定，不易发花，消光均匀、平感细滑的优点；另外，本申请的制备方法具有操作简便，分散均匀的优点。

Description

一种哑光UV油墨及其制备方法

技术领域

本申请涉及电子电器的领域，尤其是涉及一种哑光UV油墨及其制备方法。

背景技术

UV（紫外光固化）油墨是一种在紫外线照射下，通过紫外光使油墨中的单体聚合成聚合物，实现油墨成膜得到干燥的油墨。UV油墨具有良好的印刷适性，适宜的固化干燥速率、有良好的附着力、耐磨、耐蚀、耐候等优良特性。且UV油墨几乎无污染物排放，具有较佳的环境友好性。

随着社会的发展，UV油墨的种类也随时间日益发展，目前市面上较为常见的有发泡油墨、冰花油墨、锤纹油墨、裂纹油墨、水晶油墨、光油、皱纹油墨等，但随着使用者的使用需求的变化，光泽度较低的哑光油墨变成了当下较受消费者喜爱的油墨品种。为了实现油墨的哑光效果，大多采用在油墨中添加消光粉，降低油墨光泽，得到哑光油墨。

针对上述相关技术，发明人认为简单地在油墨中添加消光粉，由于消光粉在油墨中的悬浮稳定性不佳，进而在UV固化后，油墨存在消光效果不佳的缺陷。

发明内容

为了改善哑光油墨在UV固化后，消光效果不佳的缺陷，本申请提供一种哑光UV油墨及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种哑光UV油墨，采用如下的技术方案：

一种哑光UV油墨，包括以下重量份物质：60-80份聚氨酯树脂、0.2-1份消光蜡粉、0.2-1份湿润分散剂、0.2-1份流平剂、15-25份稀释剂、2-10份填料、1-2份其他助剂，所述聚氨酯树脂为经改性剂改性处理的聚氨酯树脂，所述改性剂包括PMMA中空微球。

通过采用上述技术方案，首先，调整油墨中各组分之间的比例，调整消光组分在油墨中的占比，提高消光组分在油墨中的悬浮效果，即改善固化后的油墨的消光效果。

其次，采用PMMA中空微球对聚氨酯树脂进行改性处理，使得PMMA中空微球接枝与聚氨酯树脂上，PMMA中空微球具有内部空间较大，稳定较好的中空结构，当油墨固化后，PMMA中空微球中的空气可以对光线进行折射或者散射的作用，改善油墨的消光效果。

此外，由于PMMA中空微球接枝与聚氨酯树脂，增加聚氨酯树脂表面的粗糙程度，使得聚氨酯树脂获得自消光效果。PMMA中空微球的中空结构中的空气以及较轻的自重，可提高聚氨酯树脂的悬浮效果，改善聚氨酯树脂在油墨中的分散效果，因此，油墨获得了均一且稳定的消光效果。

优选的，所述改性剂还包括二氧化钛和丙烯酸树脂，所述PMMA中空微球、二氧化钛和丙烯酸树脂的质量比为3-5:1-2:1-2。

通过采用上述技术方案，采用二氧化钛、丙烯酸树脂和PMMA中空微球相互配合，二氧化钛具有较佳的吸光效果以及较为粗糙的表面结构，丙烯酸树脂与二氧化钛之间可发生交联，形成交联的结构。在改性剂中，二氧化钛可负载于PMMA中空微球中，且丙烯酸树脂可对改性剂中各组分之间进行连接，提高改性剂中各组分之间的结合效果，改性剂中各组分均可对聚氨酯树脂进行改性。

同时，由于丙烯酸树脂与聚氨酯树脂之间具有较佳的相容性，当改性剂对聚氨酯树脂进行改性时，改性剂可稳定接枝于聚氨酯树脂上，增强聚氨酯树脂的消光效果。且由于改性剂中的交联结构，可提高聚氨酯树脂在油墨中的悬浮效果以及分散效果，使得油墨获得均匀的消光效果。

此外，接枝有改性剂的聚氨酯树脂获得了较大的比表面积，改善聚氨酯树脂和消光蜡粉之间的配合效果，消光蜡粉可稳定包覆聚氨酯树脂，增强油墨的消光效果。同时，改善消光蜡粉在油墨的分散效果，降低消光蜡粉团聚的可能性，有利于固化后的油墨获得平滑的表面以及优异的消光效果。

优选的，所述改性处理包括以下步骤：分别称量以下重量份物质：2-5份聚四氢呋喃二醇、2-5份聚碳酸酯二醇、1-3份聚乙二醇、3-5份氨基硅烷偶联剂、2-4份改性剂、6-8份聚氨酯树脂、1份扩链剂、1份催化剂；将聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇搅拌混合，升温，制得混合液，向混合液中加入聚氨酯树脂，搅拌混合，丙酮降粘，水分散，减压脱丙酮，得到分散体，将分散体、氨基硅烷偶联剂、扩链剂、催化剂、改性剂搅拌混合，剪切处理，制得经改性剂改性处理的聚氨酯树脂。

通过采用上述技术方案，先在聚氨酯树脂上增加软段以及亲水单体，使得聚氨酯树脂转变为非离子型聚氨酯，一方面，增强聚氨酯树脂在油墨中的分散效果；另一方面，提高改性剂对聚氨酯树脂改性接枝效果，有利于获得自消光聚氨酯树脂。同时，聚氨酯树脂形成球状结构，降低聚氨酯树脂在油墨中发生自团聚的可能性，聚氨酯树脂彼此之间均匀排列，使得油墨表面获得较为均匀的粗糙度，即油墨获得均匀的消光效果。

其次，对改性剂进行氨基改性，使改性剂上接枝有氨基基团，氨基基团可与聚氨酯树脂上的-NCO基团之间相互配合进行二次扩链反应，即改性剂稳定对聚氨酯进行改性，增强改性剂在聚氨酯上的接枝效果，在油墨中形成交联的网状结构，改善聚氨酯树脂在油墨中的悬浮效果，改善油墨的储存稳定性以及消光效果。

优选的，所述PMMA中空微球的粒径为20-60μm。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案优化了PMMA中空微球的粒径，适宜的粒径，不仅可降低PMMA中空微球发生自团聚的可能性，还可降低其中掺杂的小粒径PMMA中空微球对中空结构的封堵，使得PMMA中空微球获得较佳的分散效果，并且可稳定承载改性剂中的其余组分，有利于改性剂稳定对聚氨酯树脂进行改性，改善油墨的消光效果。

优选的，所述其他助剂包括防沉分散剂，所述防沉分散剂包括环氧树脂。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案中，将环氧树脂加入到油墨中，环氧树脂具有较佳的粘结效果，可对油墨中各组分之间进行连接，但油墨各组分之间相互分散，进而在相互拉伸的过程中形成交错的网状结构，提高油墨中各组分之间在稀释剂中的分散效果以及悬浮效果。

优选的，所述防沉分散剂还包括二氧化硅、纳米纤维素，所述环氧树脂、二氧化硅、纳米纤维素的质量比为3-5:1-2:2-3。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案中，环氧树脂、二氧化硅、纳米纤维素相互配合，由于二氧化硅表面含有硅醇基团，进而可在油墨中形成氢键，增强油墨的粘度，即提高油墨中各组分的悬浮效果。同时，二氧化硅可对聚氨酯树脂进行改性，增强聚氨酯树脂的比表面积，即表面粗糙程度，且二氧化硅的粒径较小，即油墨获得平滑的手感以及优异的消光效果。

由于纳米纤维素具有较多的孔隙结构，因此在环氧树脂的粘结下，纳米纤维素对二氧化硅进行负载，提高二氧化硅在油墨中的分散效果。由于纳米纤维素的线性结构，可在环氧树脂形成的交联结构上增加发散的结构，增强油墨中各组分的悬浮效果，即改善油墨的储存稳定性，因此固化后的油墨仍具有较为优异的消光效果。

第二方面，本申请提供一种哑光UV油墨的制备方法，采用如下的技术方案：

一种哑光UV油墨的制备方法，包括以下步骤：S1、预分散：将聚氨酯树脂、稀释剂、湿润分散剂搅拌混合，超声分散，制得分散液；S2、制备油墨：取填料进行研磨，得到研磨体，将研磨体、消光蜡粉、流平剂、其他助剂，搅拌混合后加入到分散液中，剪切处理，制得油墨。

通过采用上述技术方案，先对聚氨酯树脂进行预分散处理，通过湿润分散剂对聚氨酯树脂表面进行包覆，降低油墨中其余组分对油墨粘性的影响，使聚氨酯树脂均匀分散于油墨中，使油墨获得较为均匀的消光效果。再将油墨中其余组分加入到分散液中，再进行剪切处理，消光蜡粉可较为均与地包覆于聚氨酯树脂上，进一步改善油墨的消光效果。

优选的，步骤S2中所述消光蜡粉在加入到分散液前，于30-45℃下，采用冷研磨的方法对消光蜡粉进行分散处理，得到经分散处理的粒径为20-30μm的消光蜡粉。

通过采用上述技术方案，本申请技术方案，优化了消光蜡粉的研磨温度，在适宜的温度下，消光蜡粉在研磨过程中，发生部分融化，使得研磨介质溶胀消光蜡粉，导致再絮凝返粗，形成粒径在一定范围内的消光蜡粉颗粒，不仅提高消光蜡粉的分散效果，还在消光蜡粉与聚氨酯树脂相互配合时，不易均匀填充聚氨酯树脂的表面凹陷，协同改善油墨的消光效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用PMMA中空微球对聚氨酯树脂进行改性处理，在聚氨酯树脂上增加球状中空结构，一方面，油墨固化后，PMMA中空微球的中空结构中的空气可对光线进行散射和折射，改善油墨的消光效果；另一方面，可增强聚氨酯树脂在油墨中的悬浮效果，即在固化过程中，聚氨酯树脂不易发生移动，因此，油墨获得了稳定且均匀的消光效果。

2、本申请中优选采用PMMA中空微球、二氧化钛和丙烯酸树脂配合作为改性剂，由于二氧化钛具有较为优异的光吸收效果，PMMA中空微球负载二氧化钛后接枝于聚氨酯树脂上，可进一步提高油墨的消光效果；此外，通过丙烯酸树脂的配合，丙烯酸树脂不仅可增加改性剂之间各组分之间的配合效果，使PMMA中空微球稳定负载二氧化钛，还可提高改性剂与聚氨酯树脂之间的结合效果，并形成交联的结构，改善聚氨酯树脂的分散效果以及消光效果，因此，油墨获得了较为稳定的消光效果。

3、本申请的方法，通过对聚氨酯树脂进行预分散处理，降低油墨中其余各组分添加至稀释剂中油墨的粘度升高的可能性，稳定改善聚氨酯树脂在油墨中的分散效果；预分散结束后，再将油墨中其余组分添加至分散液中，调整油墨的粘度，使聚氨酯树脂维持在油墨中均匀的分散效果，因此油墨获得了均匀且稳定的效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：

仪器：佛山南北潮电子商务有限公司NHG268型三角度镜面光泽计。

药品：上海凯茵化工有限公司BYK毕克湿润分散剂9077、济南万得丰环保科技有限公司的水性流平剂、填料包括滑石粉、高岭土等颜填料、广州京辰塑化有限公司牌号为1185A 10FHF的聚氨酯树脂、常州市嘉杰新型材料科技有限公司的碳酸二甲酯环保稀释剂、山东广申电子科技有限公司hy-4461167的水性丙烯酸树脂、上海凯茵化工有限公司A-95扩链剂、上海启光工贸有限公司有机锡T-9催化剂、上海凯茵化工有限公司Lanco TF 1780 EF型消光蜡粉。

制备例

中空微球制备例

制备例1-3

分别称量15kgMMA、0.8kgHD、8kg异辛烷、0.3kgAIBN、0.3kgDVB，搅拌混合，制得油相，称量0.5kgSDS和80kg水，将SDS与水搅拌混合，制得水相，将油相加入到水相中，磁力搅拌30min，得到微乳液，高速分散、均质乳化5min，得到细乳液。将细乳液于65℃下，氮气氛围下，恒温反应2h，加入10kg乙烯基三乙氧基硅烷，分别聚合8h、10h、12h，得到粒径为20、40、60μm的 PMMA中空微球。

改性剂制备例

制备例4-9

分别称量粒径为20-60μmPMMA的中空微球、二氧化硅和丙烯酸树脂，搅拌混合，制得改性剂1-6，具体质量见表1。

表1制备例4-9改性剂组成

防沉分散剂制备例

制备例10-13

分别称量环氧树脂、二氧化钛和纳米纤维素，具体质量见表2，先将二氧化钛与纳米纤维素搅拌混合，得到中间物，再将中间物加入到搅拌中的环氧树脂，继续搅拌5min，超声处理2min，得到防沉分散剂1-4。

表2制备例10-13防沉分散剂组成

改性聚氨酯制备例

制备例14-16

分别称量聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇、氨基硅烷偶联剂、改性剂1、聚氨酯树脂、扩链剂和催化剂，具体质量见表3。将聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇、聚二乙醇搅拌混合，升温至60℃下，持续搅拌，制得混合液。将聚氨酯加入到混合液中，升温至90℃，持续搅拌反应2h，降温至60℃，加入丙酮降粘和水进行分散，并降温至50℃，减压脱丙酮，得到分散体。将分散体和改性剂、扩链剂、催化剂以及氨基树脂搅拌混合，于80℃下，反应6h，加入三乙胺中和pH，于2000r/min剪切分散20min，制得经改性剂改性处理的聚氨酯1-3。

表3制备例14-16经改性剂改性处理的聚氨酯组成

制备例16-20

与制备例15的区别在于：采用改性剂2-6，以代替制备例12中的改性剂1，制备经改性剂改性处理的聚氨酯4-8。

实施例

实施例1-3

一方面，本申请提供一种哑光UV油墨，包括以下物质：经改性剂改性处理的聚氨酯1、消光蜡粉、湿润分散剂、流平剂、稀释剂、填料、其他助剂，其他助剂包括防沉分散剂1，具体质量见表1。

另一方面，本申请提供一种哑光UV油墨的制备方法，包括以下步骤：预分散：将聚氨酯树脂、稀释剂、湿润分散剂搅拌混合，超声分散20min，制得分散液；油墨制备：取填料进行研磨，得到研磨体，将研磨体、消光蜡粉、流平剂、其他助剂，搅拌混合后加入到分散液中，于1500r/min下剪切处理15min，制得油墨1-3。

表4实施例1-3油墨组成

实施例4

与实施例2的区别在于：在消光蜡粉加入到分散液前，在30℃下，将消光蜡粉和丙酮搅拌混合，并持续研磨30min，得到经分散处理的消光蜡粉1，其中消光蜡粉的粒径为20-22μm，以代替实施例2中的消光蜡粉，制得油墨4。

实施例5-6

与实施例4的区别在于：分别于40℃、45℃下，制备经分散处理的消光蜡粉，制备油墨5-6。

实施例7-8

与实施例2的区别在于：分别采用粒径为24-26μm、28-30μm的消光蜡粉，制备油墨7-8。

实施例9-15

与实施例2的区别在于：采用经改性剂改性处理的聚氨酯树脂2-8，以代替经改性剂改性处理的聚氨酯1，制备油墨9-15。

实施例16-18

与实施例2的区别在于：采用防沉分散剂2-4，以代替防沉分散剂1制备其他助剂，制备油墨16-18。

对比例

对比例1

本对比例与实施例2的不同之处在于：采用不对聚氨酯进行改性处理，制备油墨19。

对比例2

本对比例与实施例2的不同之处在于：不进行预分散处理，制备油墨20。

性能检测试验

1.光泽度检测：采用光泽度仪检测60°的角光泽，角光泽低于15°符合哑光油墨的要求。

2.储存稳定性：于50±2℃储存30-90天，记录有无沉淀、分层现象。

3.附着力性能检测：采用GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》中的百格法，1mm间隔交叉切割，以3M胶带剥离试验。具体检测结果见表5。

表5性能检测表

参考表5的性能检测对比可以发现：

（1）结合实施例1-3和对比例1-2可以发现：实施例1-3中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中采用，PMMA中空微球对聚氨酯树脂进行改性处理，在聚氨酯树脂上接枝有真空的结构，不仅可改善聚氨酯树脂的悬浮效果，还可在油墨固化后，通过中空结构中的空气进行折射和散射，使油墨获得较佳的消光效果以及光泽度。结合表5可以发现，实施例3制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例3中各组分之间的配比较为合适。

（2）结合实施例2和实施例4-6、实施例7-8对比可以发现：实施例4-8中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中采用对消光蜡粉进行冷研磨分散，调整分散温度以及消光蜡粉粒径，一方面，改善消光蜡粉的分散效果，另一方面，形成粒径在一定范围内的消光蜡粉，改善消光蜡粉与聚氨酯树脂之间的配合效果，提高油墨的消光效果。结合表5可以发现，实施例6、实施例7制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例6中的温度较为适宜，实施例7中消光蜡粉的粒径较为合适。

（3）结合实施例9-10对比可以发现：实施例9-10中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中采用先在聚氨酯树脂上增加软段以及亲水单体，形成非离子型聚氨酯树脂，降低聚氨酯树脂自团聚的可能性。且聚氨酯树脂和改性剂之间可发生扩链反应，形成交联网状结构，改善聚氨酯树脂在油墨中的悬浮效果。结合表5可以发现，实施例9中制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例9中各组分之间的配比较为合适。

（4）结合实施例11-12和实施例2对比可以发现：实施例11-12中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中优化了PMMA中空微球的粒径，使得PMMA中空微球的中空孔隙可稳定负载二氧化钛，且不易相互堆叠封堵中空孔隙，稳定改善油墨的消光效果。结合表5可以发现，实施例11制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例11中中空微球的粒径较为合适。

（5）结合实施例13-15可以发现：实施例13-15中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中采用二氧化钛、丙烯酸树脂和PMMA中空微球相互配合，稳定改善聚氨酯树脂的吸光效果，并形成交联的粘结网络，增强聚氨酯树脂在油墨中的悬浮效果，有利于增强油墨的消光效果以及附着性能。结合表5可以发现，实施例14制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例14中改性剂中各组分之间的配比较为合适。

（6）结合实施例16-18和实施例2对比可以发现：实施例16-18中制得的油墨的光泽度有所下降，储存稳定性以及附着性有所提升，这说明在本申请中环氧树脂、二氧化硅、纳米纤维素相互配合，环氧树脂形成交联的结构，并且与纳米纤维素的线性结构配合，形成发散的结构，同时还可负载二氧化硅，改善油墨的粘度，增强油墨中各组分之间的悬浮效果，固化后的油墨获得平滑的手感和优异的消光效果。结合表5可以发现，实施例17制得的油墨的光泽度、储存稳定性以及附着性较佳，这说明实施例17中防沉分散剂各组分之间的配比较为合适。

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)

1.一种哑光UV油墨，其特征在于，包括以下重量份物质：60-80份聚氨酯树脂、0.2-1份消光蜡粉、0.2-1份湿润分散剂、0.2-1份流平剂、15-25份稀释剂、2-10份填料、1-2份其他助剂，所述聚氨酯树脂为经改性剂改性处理的聚氨酯树脂，所述改性剂包括PMMA中空微球。

2.根据权利要求1所述的一种哑光UV油墨，其特征在于：所述改性剂还包括二氧化钛和丙烯酸树脂，所述PMMA中空微球、二氧化钛和丙烯酸树脂的质量比为3-5:1-2:1-2。

3.根据权利要求2所述的一种哑光UV油墨，其特征在于：所述改性处理包括以下步骤：分别称量以下重量份物质：2-5份聚四氢呋喃二醇、2-5份聚碳酸酯二醇、1-3份聚乙二醇、3-5份氨基硅烷偶联剂、2-4份改性剂、6-8份聚氨酯树脂、1份扩链剂、1份催化剂；将聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇、聚乙二醇搅拌混合，升温，制得混合液，向混合液中加入聚氨酯树脂，搅拌混合，丙酮降粘，水分散，减压脱丙酮，得到分散体，将分散体、氨基硅烷偶联剂、扩链剂、催化剂、改性剂搅拌混合，剪切处理，制得经改性剂改性处理的聚氨酯树脂。

4.根据权利要求1所述的一种哑光UV油墨，其特征在于：所述PMMA中空微球的粒径为20-60μm。

5.根据权利要求1所述的一种哑光UV油墨，其特征在于：所述其他助剂包括防沉分散剂，所述防沉分散剂包括环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的一种哑光UV油墨，其特征在于：所述防沉分散剂还包括二氧化硅、纳米纤维素，所述环氧树脂、二氧化硅、纳米纤维素的质量比为3-5:1-2:2-3。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种哑光UV油墨的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、预分散：将聚氨酯树脂、稀释剂、湿润分散剂搅拌混合，超声分散，制得分散液；

S2、油墨制备：取填料进行研磨，得到研磨体，将研磨体、消光蜡粉、流平剂、其他助剂，搅拌混合后加入到分散液中，剪切处理，制得油墨。

8.根据权利要求7所述的一种哑光UV油墨的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述消光蜡粉在加入到分散液前，于30-45℃下，采用冷研磨的方法对消光蜡粉进行分散处理，得到经分散处理的粒径为20-30μm的消光蜡粉。