CN115477922B - 一种应用改进松香树脂的uv冷烫胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其属于UV冷烫胶的技术领域，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶及其制备方法通过引入改性松香UV树脂替代传统的常规原料，以使其配方中的生物基成分大幅增加，提高了产品的环保性能，并在提升产品品质的同时，也降低了原料成本。由于改性松香UV树脂具有独特的蜂窝状分子结构，对体系内其他物料相容性强，解决了传统冷烫胶水润湿性不足、流平不好及剥离不彻底的痛点问题。而且，改性聚醚有机硅的引入也针对解决以上问题起到了辅助作用。所以，本发明解决了现有技术的冷烫胶水所存在的湿润性不足、流平不好及剥离不彻底的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及UV冷烫胶的技术领域，特别是涉及一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶及其制备方法。
背景技术
烫金是指在一定的压力和温度环境下，将金属箔按烫印模板的图文转移到被烫印刷品的表面。所谓冷烫是指采用某种印刷方式在承印物上印刷一层胶
黏剂，在一定压力作用下贴合冷烫箔，最后，将不需要烫印部分的冷烫箔剥离，不需要热，使冷烫箔上的镀铝层转移到承印物上实现烫印的过程。冷烫金图形内容由印刷版来表现；因此，冷烫金图文的表现力较热烫有大幅度提高，可以实现实地、线条及高精度网点的烫印，并能与多种印刷工艺相结合，获得热烫不能实现的包装印刷品表面装饰效果。冷烫具有很多优点，例如：冷烫金速度与印刷速度相同，可达100m/min以上，而一般热烫金速度只有20~30m/min；冷烫金的材料适用面广，可在热敏类纸张和一部分塑料薄膜材料上冷烫金；使用一般柔印版或胶印版代替昂贵的金属版滚筒，无需制版设备投入和工序，成本仅为热烫金的1/10；不需加热，节能并可降低有害废气排放量；无烫金版制作过程中化学腐蚀以及电镀等工艺，降低污染；金属热烫印版制作需要10d左右，而冷烫版和印刷制版工艺相同，生产周期短；印刷品冷烫后必须上光或覆蜡，即使其与印刷机组联线，用于保护冷烫图文。虽然会增加部分成本，但烫印牢度和印刷色彩的耐久性比热烫不上光的产品更高。胶印精度高，速度快，因此，胶印与冷烫联机使用是近年来印刷包装产业绿色生产的重要技术创新之一。
但胶印联机冷烫是一个复杂过程，目前其烫印速度和烫印质量急需大幅度的提高来拓展其应用市场份额和领域，其所用原材料冷烫胶黏剂的黏度、粘性、流变特性、乳化率、干燥速率等性能是烫印图文质量的关键影响因素。
基于此，中国专利CN103770486B公开了一种冷烫工艺及用于该工艺的UV胶，所述工艺包括：步骤1、在承印物上需要冷烫的部位印刷UV胶，并根据产品所需色调调整易剥离型电化铝箔膜的色调与色相；步骤2、将易剥离型电化铝箔膜与承印物通过压印辊筒对压，使得易剥离型电化铝箔膜与承印物通过UV胶贴合在一起；步骤3、剥离未与承印物通过UV胶贴合的易剥离型电化铝箔膜，已与承印物通过UV胶贴合的易剥离型电化铝箔膜上的易剥离铝层则转移到承印物上；步骤4、通过紫外线灯具照射固化所述UV胶。一种应用于前述工艺的UV胶的重量组分包括：70-80％的聚氨酯丙稀酸树脂、8-15％的纯固体丙烯酸树脂、8-15％的光引发剂及1-3％的助剂，且，该UV胶的粘度大于10Pa.s，流动度大于38mm3/s。现有技术所公开的冷烫工艺及用于该工艺的UV胶，具有工艺制程简单以及烫印速度快的优点。
然而，现有技术中常用冷烫胶水其主要成分为UV聚氨酯丙稀酸树脂、改性环氧及若干助剂，该中通用工艺所生产的冷烫胶水普遍存在流平不良及附着力较低的缺陷，其成品主要体现在表面针孔、毛边及附着牢度不足等方向，进而影响烫金膜印后的美观性。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的冷烫胶水所存在的湿润性不足、流平不好及剥离不彻底的技术问题；提供一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶及其制备方法。
一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其包括：
综上所述，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶通过引入改性松香UV树脂替代传统的常规原料，以使其配方中的生物基成分大幅增加，提高了产品的环保性能，并在提升产品品质的同时，也降低了原料成本。由于改性松香UV树脂具有独特的蜂窝状分子结构，对体系内其他物料相容性强，解决了传统冷烫胶水润湿性不足、流平不好及剥离不彻底的痛点问题。而且，改性聚醚有机硅的引入也针对解决以上问题起到了辅助作用。此外，传统的聚酯丙烯酸树脂多由低分子量聚酯二醇经丙烯酸酯化制得，此类聚酯丙烯酸树脂的软化点较低，耐磨性与耐溶剂性较差；而本发明所采用的改性松香UV聚酯丙烯酸树脂，通过引入具有蜂窝状结构的松香并加入环氧大豆油，提高了树脂对有机原料的润湿分散性，使原料的转移性能显著提高，并且，由于高分子量物质的引入，使得树脂的分子量增加、软化点提高、树脂的结构更加紧密；进而使该种冷烫胶在改性聚醚有机硅的辅助下可以增加胶水的润湿性和流平能力。所以，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶解决了现有技术的冷烫胶水所存在的湿润性不足、流平不好及剥离不彻底的技术问题。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。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。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其包括如下重量份组分：
改性聚氨酯10-15%、改性松香UV树脂65-81%、UV活性稀释剂5-10%、复合光引发剂3-8%以及反应型润湿流平剂1-2%；其中，所述改性聚氨酯为2官能团聚氨酯；所述改性松香UV树脂为松香丙烯酸树脂；所述UV活性稀释剂为3官能团稀释剂丙烯酸酯；所述复合光引发剂为3种不同引发波长的光引发剂；所述反应型润湿流平剂为带反应基团双键的聚醚结构流平剂。
具体的，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶通过引入改性松香UV树脂替代传统的常规原料，以使其配方中的生物基成分大幅增加，提高了产品的环保性能，并在提升产品品质的同时，也降低了原料成本。由于改性松香UV树脂具有独特的蜂窝状分子结构，对体系内其他物料相容性强，解决了传统冷烫胶水润湿性不足、流平不好及剥离不彻底的痛点问题。而且，改性聚醚有机硅的引入也针对解决以上问题起到了辅助作用。
具体的，上述的一种改性松香UV树脂，其包括如下质量份组分：100份至120份三羟甲基丙烷、60份至70份苯甲酸、50份至60份苯酐、15份至20份二甲苯、150份至200份三羟甲基丙烷三丙稀酸酯、15份至25份环氧大豆油、50份至60份松香、30份至40份丙烯酸、1.5份至3.0份对甲苯磺酸、1.5份至3份三苯基磷、0.3份至0.5份对苯二酚以及0.2份至0.3份BHT。该种改性松香UV树脂通过引入具有蜂窝状结构的松香并加入环氧大豆油，提高了树脂对有机成分的润湿分散性，使配方中原料的转移性能显著提高，并且，由于高分子量物质的引入，使得树脂的分子量增加、软化点提高、树脂的结构更加紧密，提高了冷烫胶水的润湿性、流平性及易于剥离的能力。
上述的改性松香UV树脂的合成方法包括以下步骤：取60份至70份所述苯甲酸、50份至60份所述苯酐、100份至120份所述三羟甲基丙烷、50份至60份所述松香及15份至20份所述二甲苯投入四口烧瓶中，形成混合液，并在氮气氛围下将所述混合液缓慢升温至预定温度，进行高温酯化脱水作业。所述高温酯化脱水作业过程中，实时测定所述高温酯化脱水作业中物料的酸值，当所述高温酯化脱水作业中物料的酸值不高于12mgKOH/g时，将所述混合液降温至指定温度，并持续通入氮气，取30份至40份丙烯酸、1.5份至3.0份对甲苯磺酸及0.3份至0.5份对苯二酚投入所述四口烧瓶中，进行低温酯化脱水作业。所述低温酯化脱水作业过程中，实时测定所述低温酯化脱水作业中物料的酸值，当所述低温酯化脱水作业中物料的酸值不高于18mgKOH/g，软化点介于95°C至105°C之间时，取15份至25份环氧大豆油及1.5份至3份三苯基磷投入所述四口烧瓶内，进行开环反应。所述开环反应过程中，实时测定所述开环反应物料的酸值，当所述开环反应物料的酸值不高于10mgKOH/g时，所述开环反应结束后，并向所述四口烧瓶内加入150份至200份三羟甲基丙烷三丙稀酸酯及0.2
份至0.3份BHT，持续保温至指定时间。保温结束后，对所述四口烧瓶内的全部物料过滤，并收集滤液，即可得到该种改性松香UV树脂。
进一步的，以下揭示三种本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶的具体实施例：
实施例一
实施例二
实施例三
进一步的，一种制备上述的应用改进松香树脂的UV冷烫胶的方法，其具体步骤如下：
S1：按预设的配方精确称量改性聚氨酯、改性松香UV树脂、UV活性稀释剂、复合光引发剂以及反应型润湿流平剂，然后，再将所有的原料投入料缸中；
S2：使用高速分散机对料缸中的混合物进行预分散，搅拌的同时将其温度升至60℃，并持续0.5h；
S3：将完成预分散的混合物用三辊机研磨至细度小于5μm；即可获得成品。
具体的，将按上述步骤所制备的应用改进松香树脂的UV冷烫胶与目前市售的冷烫胶进行实验对比，其中，各实验组之间除了原料组分外，其余条件保持一致。其中，附着力的测试依据GB/T9286－88:将少许乳液涂于白卡纸上，自然风干成膜后，用透明胶布覆盖，其中胶布面积＞涂膜面积，然后，再涂膜，一定时间后剥离胶布，观察胶布上的粘膜情况及涂膜的外观变化情况。若涂膜不被粘下来则判定涂膜附着力合格。具体的实验数据如下：
进一步的，冷烫胶的粘性值的大小是指使粘性仪2个辊子之间油墨膜分离的力的大小。当油墨粘性过大时容易造成传墨不良、转印性差、拉纸毛、套印性差等故障。若粘性过小，则容易造成传墨量过大、网点扩大、油墨乳化、浮脏等故障。胶印油墨通常要求高黏度、低粘性，而且在胶印多色套印过程中后印刷的油墨的粘性要小于前一色组印刷的油墨的粘性，保证后一色组印刷过程中不把前一色组印刷好的油墨反拉掉色。胶印油墨的粘性一般不大于10，因此，对于先烫后印的胶黏剂，其粘性应该比印刷所用的所有胶印油墨的粘性大，而对于先印后烫用的胶黏剂，则其粘性应该小于所用胶印油墨的最小值。粘性越大，烫印网点越清晰，但粘性过大，则容易将纸张拉毛甚至破裂。从这个角度来说，联机先印后烫工艺具有较大的缺陷，因此，通常采用先烫后印的工艺。初粘性要保证需要烫印的部位冷烫箔不被剥离，不需要烫印的部位易于剥离，保证图文边缘整齐，即切边性好。另外，冷烫胶黏剂在使用过程中，粘性基本维持不变，有利于产品的质量稳定。具体的，按如下操作流程对本发明的冷烫胶的粘性进行验证。其中，材料为：本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶、天平机墨刀。仪器：流变仪以及电子式油墨粘性测试仪。测量在持续时间下胶黏剂的粘性特征，其具体的测试方法为：设置水浴温度为32℃，测量转速为400r/min，每隔60s记录1次数据。
本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶的测试结果如表1所示，由表1可以看出，前3min得到的粘性测量值均为19.0，10min内粘性值均在18.6～20.6之间，粘性值大于普通胶印油墨的粘性值10，保证了烫印网点清晰和烫印精度。且，其粘性变化较小。所以，在冷烫过程中，胶黏剂的粘性比较稳定，有利于胶黏剂的转移，防止后续印刷油墨的反拉等现象，保证了冷烫箔均匀地被转移到承印物上。
表1：粘性测试结果
进一步的，流体的流动过程中，在外力作用下，各层流动速度不同，在流速不同的两层间会产生流动阻力，这种现象体现了流体的粘性性质，度量该粘性的物理量称为黏度。黏度主要是表征流体在流动时的特性。测量胶黏剂的黏度在剪切速率变化时的情况，可以选用转子为40mm的钢板，设置测量时剪切速率的范围为0.1～100s-1，测量温度为25℃。按如上方法对本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶进行测试，由实验结果知，样品在剪切速率为1s-1时，黏度为68Pa·s。在剪切速率为0.1到90s-1时，黏度随着剪切速率的增加而缓慢降低，具有比较稳定的黏度值，这保证了冷烫印网点大小的稳定，有利于提高冷烫印质量。
综上所述，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶通过引入改性松香UV树脂替代传统的常规原料，以使其配方中的生物基成分大幅增加，提高了产品的环保性能，并在提升产品品质的同时，也降低了原料成本。由于改性松香UV树脂具有独特的蜂窝状分子结构，对体系内其他物料相容性强，解决了传统冷烫胶水润湿性不足、流平不好及剥离不彻底的痛点问题。而且，改性聚醚有机硅的引入也针对解决以上问题起到了辅助作用。此外，传统的聚酯丙烯酸树脂多由低分子量聚酯二醇经丙烯酸酯化制得，此类聚酯丙烯酸树脂的软化点较低，耐磨性与耐溶剂性较差；而本发明所采用的改性松香UV聚酯丙烯酸树脂，通过引入具有蜂窝状结构的松香并加入环氧大豆油，提高了树脂对有机原料的润湿分散性，使原料的转移性能显著提高，并且，由于高分子量物质的引入，使得树脂的分子量增加、软化点提高、树脂的结构更加紧密；进而使该种冷烫胶在改性聚醚有机硅的辅助下可以增加胶水的润湿性和流平能力。所以，本发明一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶解决了现有技术的冷烫胶水所存在的湿润性不足、流平不好及剥离不彻底的技术问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其特征在于，其包括如下质量份组分：改性聚氨酯10-15%、改性松香UV树脂65-81%、UV活性稀释剂5-10%、复合光引发剂3-8%以及反应型润湿流平剂1-2%；其中，所述改性聚氨酯为2官能团聚氨酯；所述改性松香UV树脂为松香丙烯酸树脂；所述UV活性稀释剂为3官能团稀释剂丙烯酸酯；所述复合光引发剂为3种不同引发波长的光引发剂；所述反应型润湿流平剂为带反应基团双键的聚醚结构流平剂；
所述改性松香UV树脂包括如下质量份组分：100份至120份三羟甲基丙烷、60份至70份苯甲酸、50份至60份苯酐、15份至20份二甲苯、150份至200份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、15份至25份环氧大豆油、50份至60份松香、30份至40份丙烯酸、1.5份至3.0份对甲苯磺酸、1.5份至3份三苯基磷、0.3份至0.5份对苯二酚以及0.2份至0.3份BHT；
所述改性松香UV树脂，其合成方法包括以下步骤：取60份至70份所述苯甲酸、50份至60份所述苯酐、100份至120份所述三羟甲基丙烷、50份至60份所述松香及15份至20份所述二甲苯投入四口烧瓶中，形成混合液，并在氮气氛围下将所述混合液缓慢升温至预定温度，进行高温酯化脱水作业；所述高温酯化脱水作业过程中，实时测定所述高温酯化脱水作业中物料的酸值，当所述高温酯化脱水作业中物料的酸值不高于12mgKOH/g时，将所述混合液降温至指定温度，并持续通入氮气，取30份至40份所述丙烯酸、1.5份至3.0份所述对甲苯磺酸及0.3份至0.5份所述对苯二酚投入所述四口烧瓶中，进行低温酯化脱水作业；所述低温酯化脱水作业过程中，实时测定所述低温酯化脱水作业中物料的酸值，当所述低温酯化脱水作业中物料的酸值不高于18mgKOH/g，软化点介于95°C至105°C之间时，取15份至25份所述环氧大豆油及1.5份至3份所述三苯基磷投入所述四口烧瓶内，进行开环反应；所述开环反应过程中，实时测定所述开环反应物料的酸值，当所述开环反应物料的酸值不高于10mgKOH/g时，所述开环反应结束后，并向所述四口烧瓶内加入150份至200份所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及0.2份至0.3份所述BHT，持续保温至指定时间；保温结束后，对所述四口烧瓶内的全部物料过滤，并收集滤液，即可得到该种改性松香UV树脂。
2.根据权利要求1所述的一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其特征在于，其包括如下质量份组分：改性聚氨酯12%、改性松香UV树脂70%、UV活性稀释剂10%、复合光引发剂6.5%以及反应型润湿流平剂1.5%。
3.根据权利要求1所述的一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其包括如下质量份组分：改性聚氨酯15%、改性松香UV树脂65%、UV活性稀释剂10%、复合光引发剂8%以及反应型润湿流平剂2%。
4.根据权利要求1所述的一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶，其包括如下质量份组分：改性聚氨酯10%、改性松香UV树脂81%、UV活性稀释剂5%、复合光引发剂3%以及反应型润湿流平剂1%。
5.一种制备如权利要求1至4任一项所述的一种应用改进松香树脂的UV冷烫胶的方法，其包括如下步骤：
S1：按预设的配方准确称量改性聚氨酯、改性松香UV树脂、UV活性稀释剂、复合光引发剂以及反应型润湿流平剂，然后，再将所有的原料投入料缸中；
S2：使用高速分散机对料缸中的混合物进行预分散，搅拌的同时将其温度升至60℃，并持续0.5h；
S3：将完成预分散的混合物用三辊机研磨至细度小于5μm；即可获得成品。
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