CN115678485B - 用于喷墨打印的uv压敏胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及压敏胶材料技术领域，尤其涉及一种用于喷墨打印的UV压敏胶及其制备方法。该UV压敏胶包括松香树脂5～30％、聚氨酯丙烯酸酯3～20％、含羟基的单官能度丙烯酸酯15～40％、无羟基的单官能度丙烯酸酯5～40％、多官能度丙烯酸酯0～15％、光引发剂4～10％以及其他助剂0.1～0.5％。其在聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯，这样不仅提升力学性能，而且可调节体系的粘度，使UV压敏胶具有合适的反应速度、柔韧性，从而满足喷墨打印；因此，本申请的UV压敏胶在喷墨打印领域中具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本申请属于压敏胶材料技术领域，尤其涉及一种用于喷墨打印的UV压敏胶及其制备方法。
背景技术
压敏胶粘剂(Pressure Sensitive Adhesives)的全称为压力敏感型胶粘剂，又俗称不干胶，简称压敏胶。压敏胶因其便利性在日常生活中应用广泛，如用于标签、便利贴、图文装饰、水晶贴等中。压敏胶经过多年发展，基本已经成熟，具有黏性强、不易溢胶、容易转移等优点。其中的UV(Ultraviolet Rays)压敏胶又称紫外光固化压敏胶，一般是具有压敏特性可紫外光固化的改性丙烯酸酯胶粘剂，经紫外光照射后更具有压敏性质的初粘力，可直接粘接透光/非透光基材，短时间内即可达到较大的粘接效果，使操作更加便捷，而且耐温耐湿性能优异、可靠性高；UV压敏胶可适用于平板、电视等电子产品各类边框材质的粘接，以及塑料、玻璃、金属材质等的粘接。
随着市场对小工艺品、小批量定制的需求越来越多，对相应制品的工艺要求越来越高，而采用传统涂布工艺难以满足客户小批量、多样化的需求。数码喷墨很好地解决了小批量、定制化的需求，但由于喷墨墨水体系粘度、树脂分子量的限制，传统压敏胶不能适用于喷墨应用，而正常的喷墨墨水力学性能较差，分子量较小，达不到较好的压敏性能，市面上多数喷墨打印压敏胶应用时存在溢胶，粘接强度不够等问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种用于喷墨打印的UV压敏胶及其制备方法，旨在解决优化压敏胶的力学性能使其不容易溢胶、脱落以适用于喷墨打印的技术问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种UV压敏胶，以UV压敏胶的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的组分：
在一实施例中，松香树脂为含丙烯酸双键的反应型松香树脂。
在一实施例中，聚氨酯丙烯酸酯为双官能度聚氨酯丙烯酸酯，分子量为500～10000。
在一实施例中，含羟基的单官能度丙烯酸酯的化学结构如下所示：
其中，n≥2。
在一实施例中，无羟基的单官能度丙烯酸酯选自丙烯酸异冰片酯、乙氧基苯基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酸酯和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的一种或多种。
在一实施例中，多官能度丙烯酸酯选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯中的一种或多种。
在一实施例中，其他助剂选自流平剂和阻聚剂中的至少一种。
在一实施例中，UV压敏胶在25℃条件下的粘度为6～30cps，表面张力为20～28mN/m。
第二方面，本申请提供一种UV压敏胶的制备方法，包括如下步骤：
提供本申请的UV压敏胶中的各重量组分；
将松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合处理得到UV压敏胶。
在一实施例中，将松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合处理得到UV压敏胶的步骤包括：
将松香树脂分散在含羟基的单官能度丙烯酸酯中得到松香树脂溶液，将松香树脂溶液与聚氨酯丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合搅拌，过滤后得到UV压敏胶。
本申请第一方面提供的UV压敏胶包括5～30％的松香树脂、3～20％的聚氨酯丙烯酸酯、15～40％的含羟基的单官能度丙烯酸酯、5～40％的无羟基的单官能度丙烯酸酯、0～15％的多官能度丙烯酸酯、4～10％的光引发剂以及0.1～0.5％的其他助剂，其在聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯，一方面松香树脂可以加强UV压敏胶的黏性，提升力学性能，使其不容易产生溢胶，另一方面通过配方中多种丙烯酸酯单体搭配，不仅可以促进松香树脂的溶解，同时可调节体系的粘度，使UV压敏胶具有合适的反应速度、柔韧性，从而满足喷墨打印；因此，本申请的UV压敏胶不仅可用工业压电喷头按需打印，克服涂布工艺导致未覆盖图案区域易有胶水的缺陷，而且可以适用卷对卷打印，从而能稳定生产，提高工作效率。
本申请第二方面提供的UV压敏胶的制备方法，由本申请UV压敏胶中的各重量组分混合处理得到，其原料中在聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯，这样的制备方法得到的UV压敏胶具有很好的力学性能，可适用于喷墨打印，不仅可用工业压电喷头按需打印以克服涂布工艺导致未覆盖图案区域易有胶水的缺陷，而且可以适用卷对卷打印，从而能稳定生产，提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的UV压敏胶的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一种”是指一种或者多种，“多种”是指两种或两种以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，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。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种UV压敏胶，以UV压敏胶的总重量为100％计，包括如下重量百分含量的组分：
本申请实施例提供的UV压敏胶包括5～30％的松香树脂、3～20％的聚氨酯丙烯酸酯、15～40％的含羟基的单官能度丙烯酸酯、5～40％的无羟基的单官能度丙烯酸酯、0～15％的多官能度丙烯酸酯、4～10％的光引发剂以及0.1～0.5％的其他助剂，其在聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯，一方面松香树脂可以加强UV压敏胶的黏性，提升力学性能，使其不容易产生溢胶，另一方面通过配方中多种丙烯酸酯单体搭配，不仅可以促进松香树脂的溶解，同时可调节体系的粘度，使UV压敏胶具有合适的反应速度、柔韧性，从而满足喷墨打印；因此，本申请的UV压敏胶不仅可用工业压电喷头按需打印，克服涂布工艺导致未覆盖图案区域易有胶水的缺陷，而且可以适用卷对卷打印，从而能稳定生产，提高工作效率。
在一实施例中，松香树脂为含丙烯酸双键的反应型松香树脂。具体地，反应型松香树脂是指含有丙烯酸双键，易被丙烯酸酯单体溶解的改性松香树脂。松香树脂的重量百分含量为5～30％，如5％、8％、10％、12％、15％、20％、22％、25％、28％、30％等。上述含量的松香树脂可以加强UV压敏胶的黏性，从而提升UV压敏胶的力学性能，使其不易产生溢胶现象。
在一实施例中，聚氨酯丙烯酸酯为双官能度聚氨酯丙烯酸酯，具体选择的分子量可以为500～10000。上述聚氨酯丙烯酸酯作为主体树脂，使UV压敏胶具有良好的内聚力和一定力学性能，具体地，双官能度聚氨酯丙烯酸酯的粘度小于3000cps(25℃)，包括但不限于沙多玛CN 991、博兴新材B-206等。聚氨酯丙烯酸酯的重量百分含量为3～20％，如3％、8％、10％、12％、15％、20％等。
在一实施例中，含羟基的单官能度丙烯酸酯的化学结构如下所示：
其中，n≥2，具体地，n＝2～10。例如，上述含羟基的单官能度丙烯酸酯可以是4-羟基丁基丙烯酸酯(4-HBA)或6-羟基己基丙烯酸酯。
该含羟基的单官能度丙烯酸酯中同时含有一个丙烯酸双键和至少一个游离羟基基团，通过使用含羟基的单官能度丙烯酸酯单体，可以促进松香树脂的溶解性，表面含有的羟基基团可增强UV压敏胶的极性，使UV压敏胶具有更强的粘合力，从而扩大了压敏胶的适用范围。含羟基的单官能度丙烯酸酯的重量百分含量为15～40％，如15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、35％、40％等。
在一实施例中，无羟基的单官能度丙烯酸酯为适用于喷墨打印的常见单官能度丙烯酸酯单体，包括但不限于丙烯酸异冰片酯(IBOA)、乙氧基苯基丙烯酸酯(PHEA)、丙烯酸异癸酯(IDA)、丙烯酸月桂酸酯(LA)和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)中的一种或多种，具体地，可以是LA或IBOA；不含羟基的单官能度丙烯酸酯的重量百分含量为5～40％，如5％、8％、10％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、35％、40％等。
在一实施例中，多官能度丙烯酸酯选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯中的一种或多种。具体地，多官能度丙烯酸酯的质量百分含量为0～15％，如2％、5％、8％、10％、12％、15％等。多官能度丙烯酸酯可以根据UV压敏胶的实际所需粘度、固化速度等进行添加或不添加。
传统压敏胶主要通过聚氨酯来实现，但现有用于压敏胶的聚氨酯丙烯酸酯分子量大，且固化速度慢，以此为主要成分的压敏胶难以满足喷墨打印。满足喷墨打印的压敏胶选择的树脂需要分子量不能太大，且光固化很难形成很大分子量的材料，因此本申请提供的适于喷墨打印的UV压敏胶中，通过改性松香树脂，提升力学性能即持粘性，而3～20％的聚氨酯丙烯酸酯主要是为了改善UV压敏胶的力学性能，本申请实施例在申请特有含量的聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯；一方面，通过松香树脂可以加强UV压敏胶的黏性，提升力学性能，使其不容易产生溢胶，另一方面含羟基的单官能度丙烯酸酯单体不仅可以促进松香树脂的溶解，而且表面含有的羟基基团可增强UV压敏胶的极性，使UV压敏胶具有更强的粘合力，扩大了UV压敏胶的适用范围；通过配方中多种丙烯酸酯单体搭配可调节体系的粘度，同时使UV压敏胶具有合适的反应速度、柔韧性，从而满足喷墨打印；因此，本申请实施例的UV压敏胶通过其中的松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯和多种丙烯酸酯单体共同作用，不仅可用工业压电喷头按需打印，克服涂布工艺导致未覆盖图案区域易有胶水的缺陷，而且可以适用卷对卷打印，从而能稳定生产，提高工作效率。
在一实施例中，光引发剂的重量百分含量为4～10％，如4％、6％、10％等。具体地，光引发剂可以是二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(TPO)、光引发剂184等。
在一实施例中，其他助剂选自流平剂和阻聚剂中的至少一种。其他助剂的重量百分含量为0.1～0.5％，如0.1％、0.2％、0.5％等。其中，流平剂选自丙烯酸酯类流平剂，如BYK-361N；阻聚剂可以是GENORAD 20，UV16，UV22等。
在一实施例中，本申请提供的上述UV压敏胶在25℃条件下的粘度为6～30cps，表面张力为20～28mN/m。
本申请实施例第二方面提供一种UV压敏胶的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S01：提供本申请实施例的UV压敏胶中的各重量组分；
S02：将松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合处理得到UV压敏胶。
本申请实施例提供的UV压敏胶的制备方法，由本申请UV压敏胶中的各重量组分混合处理得到，其原料中在聚氨酯丙烯酸酯的基础上加入一定量的松香树脂和丙烯酸酯单体即含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯和多官能度丙烯酸酯，这样的制备方法得到的UV压敏胶具有很好的力学性能，可适用于喷墨打印，不仅可用工业压电喷头按需打印以克服涂布工艺导致未覆盖图案区域易有胶水的缺陷，而且可以适用卷对卷打印，从而能稳定生产、提高工作效率。
在一实施例中，UV压敏胶的制备方法所使用的原料：松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂的具体种类和含量上文已详细阐述。
在一实施例中，将松香树脂、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的单官能度丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸酯、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合处理得到UV压敏胶的步骤包括：将松香树脂分散在含羟基的单官能度丙烯酸酯中得到松香树脂溶液，将松香树脂溶液与聚氨酯丙烯酸酯、无羟基的单官能度丙烯酸、多官能度丙烯酸酯、光引发剂和其他助剂混合搅拌，过滤后得到UV压敏胶。
本申请实施例中，将配方含量的松香树脂溶于相应的含羟基的单官能度丙烯酸酯单体中得到松香树脂溶液，然后与聚氨酯丙烯酸酯、不含羟基的单官能度丙烯酸酯单体、多官能度丙烯酸酯单体、光引发剂和其他助剂等加入搅拌缸中，搅拌使光引发剂溶解，搅拌均匀后过滤即可得到UV压敏胶，制备得到的UV压敏胶为UV压敏胶墨水，适合喷墨打印，其粘度范围可以是6～30cps(25℃)，相应的表面张力范围可以是20～28mN/m(25℃)。使用时，将配制的UV压敏胶墨水喷印到基材上，喷墨打印的过程有UV灯照射。
本实施例得到的UV压敏胶可以适用于工业喷头UV喷墨打印，打印后的胶水具有压敏性，能轻易转移并黏合到被需要的材料上，黏性强且不易溢胶，在喷墨打印领域中具有很好的应用前景。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种UV压敏胶，包括如下重量百分含量的组分：
其他助剂包括：
流平剂(毕克BYK-361N) 0.1％
阻聚剂(UV16) 0.1％。
制备方法包括：将上述配方含量的松香树脂溶于相应的含羟基的单官能度丙烯酸酯单体中得到松香树脂溶液，然后与聚氨酯丙烯酸酯、不含羟基的单官能度丙烯酸酯单体、多官能度丙烯酸酯单体、光引发剂和其他助剂加入搅拌缸中，搅拌使光引发剂溶解，搅拌均匀后过滤即可得到UV压敏胶。
实施例2
一种UV压敏胶，包括如下重量百分含量的组分：
其他助剂包括：
流平剂(毕克BYK-361N) 0.2％
阻聚剂(GENORAD 20) 0.2％。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种UV压敏胶，包括如下重量百分含量的组分：
其他助剂包括：
流平剂(毕克BYK-361N) 0.2％
阻聚剂(UV16) 0.2％。
制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种UV压敏胶，没有添加实施例1的松香树脂，而聚氨酯丙烯酸酯(沙多玛CN 991)含量为20％，其他成分和含量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
一种UV压敏胶，没有添加实施例1的含羟基的单官能度丙烯酸酯，而聚氨酯丙烯酸酯(沙多玛CN 991)含量为53％，其他成分和含量以及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
一种UV压敏胶，没有添加实施例1的无羟基的单官能度丙烯酸酯，而聚氨酯丙烯酸酯(沙多玛CN 991)含量为50％，其他成分和含量以及制备方法均与实施例1相同。
性能测试
上述实施例1-3和对比例1-3的性能测试结果如表1所示。
表1
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1. 一种UV压敏胶，其特征在于，以所述UV压敏胶的总重量为100%计，包括如下重量百分含量的组分：
松香树脂5~30%
聚氨酯丙烯酸酯3~20%
含羟基的单官能度丙烯酸酯15~40%
无羟基的单官能度丙烯酸酯5~40%
多官能度丙烯酸酯0~15%
光引发剂4~10%
其他助剂0.1~0.5%；
所述松香树脂选自皮瓦诺化学Pentalyn H和伊士曼Foral 105-E中的至少一种，所述聚氨酯丙烯酸酯的分子量为500~10000。
2.根据权利要求1所述的UV压敏胶，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯为双官能度聚氨酯丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的UV压敏胶，其特征在于，所述含羟基的单官能度丙烯酸酯的化学结构如下所示：
，其中，n≥2。
4.根据权利要求1所述的UV压敏胶，其特征在于，所述无羟基的单官能度丙烯酸酯选自丙烯酸异冰片酯、乙氧基苯基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酸酯和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的UV压敏胶，其特征在于，所述多官能度丙烯酸酯选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三（2-羟乙基）异氰脲酸三丙烯酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的UV压敏胶，其特征在于，所述其他助剂选自流平剂和阻聚剂中的至少一种。
7.根据权利要求1-5任一项所述的UV压敏胶，其特征在于，所述UV压敏胶在25℃条件下的粘度为6~30cps，表面张力为20~28mN/m。
8.一种UV压敏胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供权利要求1-7任一项所述的UV压敏胶中的各重量组分；
将所述松香树脂、所述聚氨酯丙烯酸酯、所述含羟基的单官能度丙烯酸酯、所述无羟基的单官能度丙烯酸酯、所述多官能度丙烯酸酯、所述光引发剂和所述其他助剂混合处理得到所述UV压敏胶。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，将所述松香树脂、所述聚氨酯丙烯酸酯、所述含羟基的单官能度丙烯酸酯、所述无羟基的单官能度丙烯酸酯、所述多官能度丙烯酸酯、所述光引发剂和所述其他助剂混合处理得到所述UV压敏胶的步骤包括：
将所述松香树脂分散在所述含羟基的单官能度丙烯酸酯中得到松香树脂溶液，所述松香树脂溶液与所述聚氨酯丙烯酸酯、所述无羟基的单官能度丙烯酸、所述多官能度丙烯酸酯、所述光引发剂和所述其他助剂混合搅拌，过滤后得到所述UV压敏胶。
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