CN117106335A - 一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紫外线光固化油墨技术领域,公开了一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂及其制备方法和应用。本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的分子结构中含有适当比例的亲水基团,亲水‑疏水平衡,具有高润湿性及高分子量。本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂能够应用于包括紫外线光固化胶印油墨的制备中,制备的油墨具有研磨性好、流动性好、干燥速度快、粘性强、光泽度高的特点。本发明的制备方法采用多元醇与有机酸缩聚获得聚合物,再加入有机酸酐及改性剂依次进行亲水及疏水改性平衡,能够高效合成具有高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,且合成树脂的反应过程中不会有挥发性难闻气味,小分子副产物少,环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及紫外线光固化油墨技术领域,尤其是涉及一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂及其制备方法和应用。
背景技术
胶印是平版印刷的一种,这种印刷方式由于印刷速度快、印刷周期短、印刷精度高、印刷质量相对稳定等多个特点,广泛应用于食品包装、家具、医药、纺织、电子等行业的印刷,稳定占据着市场主导地位。胶印油墨是一种由树脂、植物油、矿物油、颜料、助剂组成的涂料。紫外线光固化胶印油墨是一种在紫外线照射下,利用不同波长和能量的紫外光使油墨连接料中的树脂、单体聚合成聚合物,从而附着于材料上成膜和干燥的油墨。它具有干燥速度快、耐化学性好、附着力强、价格低廉、绿色环保等优点。紫外线光固化胶印油墨主要由低聚物、单体、光引发剂、色粉或色浆、其它助剂组成。其中低聚物是光固化油墨中比例最大的组分。它是光固化油墨的基体和骨架,并且固化后产品的性能主要由低聚物决定。
常用的低聚物主要有聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等。其中聚酯由于其合成工艺流程简易、成本低、应用效果好,因此在胶印油墨中还难以被其它树脂替代。随着社会经济的发展,印刷速度越来越快,环境问题越来越突出,用户对油墨印刷的质量要求越来越高,研制印刷质量好、低VOC或无VOC,低成本的胶印油墨尤为重要,树脂作为胶印油墨的主体这就需要研制一款高润湿性、高粘度、高固含、生产成本低的树脂。
树脂在油墨中具有重要的作用,它可以改善印刷过程中的耐水性、耐久性、光泽度等物理特征。如果提高树脂在油墨中的润湿性,使其在油墨充分中包裹粉体,降低油墨的表面张力,使油墨更加贴合地附着在底材上,可以有效改善干燥慢,附着力差的缺点。因此,如何提高树脂在油墨中的润湿性就成为了一个重要课题。
目前聚脂合成路线是主要有如下四种:
醇酸直接酯化RCOOH+R’OH→RCOOR’+H2O
酯交换或醇解RCOOR”+R’OH→RCOOR’+R”OH
酰氯与醇反应RCOCl+R’OH→RCOOR’+HCl
酸酐与醇反应(RCO)2O+R’OH→RCOOR’+RCOOH
醇酸树脂是聚酯的一种,属于线形或支链形无规则预聚物,残留基团可以进一步交联固化,常用于涂料。醇酸树脂的生产工艺主要有两种,一种是溶剂法,以二甲苯作为回流溶剂,反应比较平稳易控,但缺点是二甲苯毒性大具有致癌性,反应后期通过抽真空也不易除净。另一种是熔融缩聚法,该法反应时间长不容易控制,但优势在于污染小,较为环保,对反应设备要求不高。
使用目前市面上的醇酸树脂做出的低成本胶印油墨,依然存在着干燥慢,附着力差的缺点。例如,中国专利申请CN106046334A中提供了一种UV胶印油墨用醇酸树脂及其制备方法,这种醇酸树脂具有一定的润湿性、底材附着力,但是树脂分子量偏小,分子结构中不饱和双键数目少,使用该树脂制备的油墨固化速度偏慢,成膜硬度低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的醇酸树脂存在润湿性低、附着力差而导致应用的油墨固化速度慢、成膜硬度低的问题,提供了一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂。该油墨树脂的分子结构中含有适当比例的亲水基团,亲水-疏水平衡,使之具有高润湿性及高分子量。
本发明还提供了所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的应用,包括在制备紫外线光固化胶印油墨中的应用,具有研磨性好、流动性好、干燥速度快、粘性强、光泽度高的特点。
本发明的目的还提供了一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,以针对解决现有的醇酸树脂制备工艺复杂、添加危害性物质以及污染大等问题。该制备方法采用多元醇与有机酸(酐)缩聚获得聚合物,再加入有机酸酐及改性剂依次进行亲水及疏水改性平衡,从而获得具有高润湿性及高分子量的油墨用醇酸树脂。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,其特征在于,含有如下式Ⅰ的分子结构式的成分及式Ⅱ的分子结构式的成分:
其中,n1为7~9;n2为7~9;n3为6~8。
作为优选的实施方式,所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂中含有稀释剂,式Ⅰ的分子结构式的成分在树脂中的含量为30wt%~40wt%,式Ⅱ的分子结构式的成分在树脂中的含量为4wt%~6wt%。
作为优选的实施方式,所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂中,羧基为亲水基团,而苯环为疏水基团,且所述亲水基团与所述疏水基团的摩尔比为1~2:7~9。
作为优选的实施方式,所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂中,所述亲水基团与所述疏水基团的摩尔比为1:2~4。
作为优选的实施方式,所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的固体酸值=20±2mgKOH/g,固体软化点在100℃~103℃。
本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的应用,包括在制备紫外线光固化胶印油墨中的应用。
一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,包括如下步骤:
将多元醇与有机酸缩聚反应合并,获得聚合物;
将有机酸酐与所述聚合物反应合并,获得中间体;
加入改性剂,与所述中间体反应合并;
加入稀释剂,获得所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述多元醇选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、乙二醇以及新戊二醇中的至少一种;
和/或,所述有机酸选自苯甲酸、丁二酸、己二酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐以及马来酸酐中的至少一种。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述多元醇与所述有机酸的质量比为1:1.5~2,更优选为1:1.8~1.9。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述缩聚反应包括:在140~180℃冷凝回流并以1500rpm的速率搅拌,在6~10个小时内以恒定的升温速率升到200~260℃,然后通入氮气保温并搅拌6~8小时。
作为本发明所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂的制备方法的优选实施方式,所述缩聚反应包括:在150~170℃冷凝回流并以1500rpm的速率搅拌,在6~10个小时内以恒定的升温速率升到220~240℃,然后通入氮气保温并搅拌6~8小时。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述有机酸酐选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐以及己二酸二酰肼中的至少一种。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述有机酸酐的添加量与所述多元醇的添加量的质量比为1~2:3~4。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述有机酸酐与所述聚合物反应合并包括:在150~180℃加入所述有机酸酐,并保温搅拌至酸值40±10mgKOH/g。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述中间体的酸值40±5mgKOH/g。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述改性剂选自丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述改性剂的添加量与所述多元醇的添加量的质量比为1~3:7~8。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,加入改性剂,与所述中间体反应合并包括:加入所述改性剂,升温至200~220℃并保温搅拌2~5小时,冷却出料后的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂为固体,即室温下为固态。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述改性剂与所述中间体反应合并后获得所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂固体酸值在20±2mgKOH/g,固体软化点在100℃~103℃。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述改性剂与所述中间体反应合并后,加入丙烯酸酯作为稀释剂进行稀释,获得的所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂为液体,即室温下为液态。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的进一步优选的实施方式,所述稀释剂相比于所述改性剂与所述中间体的反应产物的质量比为0.5~1.2:1。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的进一步优选的实施方式,加入所述稀释剂进行稀释后,获得的所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂为液体,即室温下为液态,粘度(60℃):3000~8000Pa·s,加德纳色度≤2。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的进一步优选的实施方式,所述丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的优选实施方式,加入所述稀释剂稀释后,获得的所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂为液体,其中式Ⅰ的分子结构式的成分在树脂中的含量为30wt%~40wt%,式Ⅱ的分子结构式的成分在树脂中的含量为4wt%~6wt%,稀释剂含量为45wt%~55wt%,其它成分为未参与反应的苯甲酸和少量反应副产物。
作为优选的实施方式,本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法还包括:加入催化剂及抗氧剂,再进行所述有机酸酐与所述聚合物的反应合并。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述催化剂为锑三氧化物、锑酸盐、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯以及季铵盐中的至少一种;和/或,所述抗氧剂为二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺以及醛胺中的至少一种。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述催化剂的添加量占投料总质量为0.5%~1%。
作为本发明所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,所述抗氧剂的添加量占投料总质量为0.5%~1%。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,分子结构中含有特定比例的羧基与苯环,其中羧基为亲水基团,苯环为疏水基团,使树脂构成为具有亲水基团和疏水基团的线性或支链型聚合物,通过控制两种基团的亲水-疏水平衡,一方面能降低底材与油墨的表面张力,达到提高润湿的效果,另一方面能够提高树脂分子量,改良干燥速度和耐化学性,从而具有高润湿性及高分子量,综合性能优异、应用性更强、适用性更广,可用于制备良好的高润湿性紫外线光固化胶印油墨。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂能够应用于紫外线光固化胶印油墨的制备中,包括用于平板胶印油墨,制备的紫外线光固化胶印油墨树脂润湿性好,具有研磨性好、流动性好、干燥速度快、粘性强、光泽度高的特点,在紫外线光固化灯下能强力附着在底材上,固化速度快、抗乳化好、抗化学性强,能满足高速印刷速度的要求。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,以有机酸与多元醇进行缩聚反应,获得树脂聚合物,再经有机酸酐及改性剂依次引入亲水基团及疏水基团,达到亲水-疏水平衡,制备获得高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂。其中,催化剂为难挥发或不挥发的催化组分,合成树脂反应过程中,不会有挥发性难闻气味,且不会挥发出反应液面,可合成稳定的醇酸聚合物,并减少小分子副产物的生成,使反应平衡,环保无污染。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述,但本发明的保护范围及实施方式不限于此。本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
并且,除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
应该理解,在本发明中使用的单数形式,如“一种”,包括复数指代,除非另有规定。此外,术语“包括”、“含有”、“具有”是开放性限定并非封闭式,即包括本发明所指明的内容,但并不排除其他方面的内容。换言之,所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”。
另外,说明书中的“及其组合”指的是列举的所有项目的任意组合形式。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
除非另有规定,本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的标准含义。倘若对于某术语存在多个定义,则以本文定义为准。
除非另有指明,本发明采用分析化学、有机合成化学和光学的标准命名及标准实验室步骤和技术。
在不违背本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
本发明具体提供的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,其特征在于组成成分,含有如下式Ⅰ的分子结构式的成分以及式Ⅱ的分子结构式的成分:
其中,n1为7~9;n2为7~9;n3为6~8。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的优选实施方式,该高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂含有稀释剂,其中式Ⅰ的分子结构式的成分在树脂中的含量为30wt%~40wt%,式Ⅱ的分子结构式的成分在树脂中的含量为4wt%~6wt%。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂主要成分中的分子结构式中,羧基为亲水基团,苯环为疏水基团,其中亲水基团与疏水基团的摩尔比为1~2:7~9。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂主要成分中的分子结构式中羧基为亲水基团,苯环为疏水基团,其中羧基与苯环的摩尔比在1:2~4。
对本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的加德纳色度测定方法为:取5g树脂放入无色透明玻璃杯或一次性塑料杯中,在杯子底部和后面放入白色背景板,用加德纳试剂放置在杯子旁一一对比颜色,选择最接近的加德纳试剂,所标注色度即该树脂的加德纳色度。
对本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的粘度测定方法为:取固体树脂与稀释剂用1:1的质量比溶解后,放入型号为NDG-79粘度计,保证粘度杯温度控制在60±0.01ssd℃,选择量程100~10000的转子,启动15分钟后,待示数稳定,所示粘度即为该树脂的粘度。
作为优选实施方式,本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的固体酸值=20±2mgKOH/g,本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的液态加德纳色度≤2,粘度(60℃):3000~8000Pa·s。
在一些优选的实施例中,本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂固体的酸值=20±2mgKOH/g,本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的液态加德纳色度≤2,粘度(60℃):5000~8000Pa·s。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂应用于紫外线光固化胶印油墨的制备,主要用于平板胶印油墨的制备中,制得的油墨润湿性好,具有研磨性好、流动性好、干燥速度快、粘性强、光泽度高的特点,在紫外线光固化灯下能强力附着在底材上,固化速度快,抗乳化好,抗化学性强,能满足高速印刷速度的要求。
本发明提供的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,包含如下步骤:
将多元醇与有机酸缩聚反应合并,获得聚合物;
将有机酸酐与聚合物反应合并,获得中间体;
加入改性剂,与中间体反应合并;
加入稀释剂,获得所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂。
采用同时具有适当比例的亲水基团和疏水基团的线形或支链型聚合物的合成方式,其中通过加入酸酐引入亲水基团,通过加入改性剂提高树脂分子量扩链并提供疏水基团。亲水基团为羧基,疏水基团为苯环、双键等,同时具有两种基团维持平衡,从而在应用于油墨时,一方面能降低底材与油墨的表面张力,达到提高润湿的效果,另一方面提高树脂分子量,改良了干燥速度和耐化学性。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,多元醇选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、乙二醇以及新戊二醇中的至少一种;
和/或,有机酸(酐)选自苯甲酸、丁二酸、己二酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐以及马来酸酐中的至少一种。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,多元醇与有机酸的质量比优选为1:1~3、1:1~2.5、1:1~2、1:1.5~3、1:1.5~2.5、1:1.5~2、1:1.8~1.9、1:1、1:1.5、1:1.8、1:1.85、1:1.9、1:1.95、1:2、1:2.5或1:3。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,缩聚反应包括:在140~180℃冷凝回流并以1500rpm的速率搅拌,并在6~10个小时内以恒定的升温速率升到200~260℃,然后通入氮气保温并搅拌6~8小时。
其中,通入氮气不但可以促进缩聚反应脱水,同时也能防止合成过程中醇酸树脂因高温而颜色变深。
作为优选的实施方式,本发明高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂的制备方法还包括作为本发明所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂的制备方法的优选实施方式,所述方法还包括所述缩聚反应中第一段反应温度为150~170℃,第二段反应温度为220~240℃。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,有机酸酐选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐以及己二酸二酰肼中的至少一种。
采用难挥发或不挥发的催化剂作为催化组分,没有挥发性难闻气温,在合成树脂过程中,不会挥发出反应液面,可以合成稳定的醇酸聚合物,并减少小分子副产物的生成,使反应平衡。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,有机酸酐的添加量与多元醇的添加量的质量比为1~2:3~4、1.5~2:3~4、1~2:3.5~4、1:3~4、1.5:3~4、2:3~4、1:3.5、1:4。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,有机酸酐与聚合物反应合并包括:在150~180℃加入所述有机酸酐,并保温搅拌至酸值40±10mgKOH/g。使有机酸酐上的1~2个羧基与聚合物反应,剩余未反应的羧基则被引入到聚合物起到作为亲水基团的作用。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,中间体的酸值40±5mgKOH/g。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,改性剂选自丙烯酰胺、聚乙二醇甲基丙烯酸酯至少一种。
其中,改性剂能够防止亲水基团比例过大而造成对油墨乳化率的负面影响,加入改性剂能够提高树脂的分子量。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,改性剂的添加量与多元醇的添加量的质量比为1~3:7~8、1~2:7~8、2~3:7~8、2~2.5:7~8、1~2.5:7.5~8、1~3:7~7.5、2~2.5:7.5~8、2.5:7.5或5:7.5。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,加入改性剂,与中间体反应合并包括:加入所述改性剂,升温至200~220℃并保温搅拌2~5小时。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,改性剂与中间体反应合并后获得的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂在常温下为固体,其酸值控制在20±2mgKOH/g,软化点在100℃~103℃。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,改性剂与中间体反应合并后,降温至80~150℃,加入稀释剂进行稀释,再出料。出料产物为液态的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,加德纳色度≤2,粘度(60℃):3000~8000Pa·s。
在一些具体优选的实施例中,稀释剂为丙烯酸酯,选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
在一些具体优选的实施例中,稀释剂相比于改性剂与中间体的反应产物的质量比为0.5~1.2:1、0.6~1.2:1、0.7~1.2:1、0.8~1.2:1、0.9~1.2:1、1.0~1.2:1、0.5~1.0:1、0.6~1.0:1、0.7~1.0:1、0.8~1.0:1、0.9~1.0:1、0.6~0.9:1、0.7~0.9:1或0.7~0.8:1。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的优选实施方式,加入所述稀释剂稀释后,获得的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂为液体,其中式Ⅰ的分子结构式的成分在树脂中的含量为30wt%~40wt%,式Ⅱ的分子结构式的成分在树脂中的含量为4wt%~6wt%,稀释剂含量为45wt%~55wt%,其它成分为未参与反应的苯甲酸和少量反应副产物。
作为优选实施方式,本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法还可以包括如下步骤:加入催化剂及抗氧剂,再进行有机酸酐与聚合物的反应合并。
在优选的实施例中,所述催化剂为无机盐或含钛有机物。
在优选的实施例中,所述抗氧剂为胺类化合物。
本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备反应过程中,采用抗氧剂剂和催化剂,可以增强聚合物的抗热老化性能,使得产品有很高的用途和应用价值。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,催化剂为锑三氧化物、锑酸盐、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯以及季铵盐中的至少一种;和/或,所述抗氧剂为二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺以及醛胺中的至少一种。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,催化剂的添加总量占投料总量0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%或1%。
作为本发明的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法的优选实施方式,抗氧剂的添加总量占投料总量0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%或1%。
经该合成工艺制备出的聚合物所制备的油墨具有优异的性能,如耐化学性好、光固化速度快、色相好、颜料润湿性好、底材附着力好等优点。其合成工业的优点在于简单易操作,且反应速度快,反应条件温和,反应安全系数高以及产品过滤回收方便。
实施例1
本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至220℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为20.1mgKOH/g,软化点为101.1℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,记为树脂#S1。该树脂#S1的加德纳色度为1,粘度(60℃):5500Pa·s。
采用本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表1所示。
表1实施例1的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量/质量百分比 | 来源 |
树脂#S1 | 55% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 19% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本实施例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表1的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本实施例的紫外线光固化胶印油墨。
实施例2
本实施例高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐60g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯30g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至210℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为21.0mgKOH/g,软化点为100.1℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料,最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#S2。该树脂#S2的加德纳色度为1,粘度(60℃):5200Pa·s。
采用本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表2所示。
表2实施例2的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
制备本实施例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表2的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本实施例的紫外线光固化胶印油墨。
实施例3
本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷50g,新戊二醇90g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、新戊二醇、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至220℃,保温搅拌反应3h后测定后所得产物测定酸值为21.0mgKOH/g,软化点为103℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料,最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#S3。该树脂#S3的加德纳色度为2,粘度(60℃):5800Pa·s。
采用本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表3所示。
表3实施例3的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
制备本实施例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表3的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本实施例的紫外线光固化胶印油墨。
实施例4
本实施例高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷70g,新戊二醇70g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,辛酸亚锡5g,对苯二胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、新戊二醇、间苯二甲酸、苯甲酸、辛酸亚锡、对苯二胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至210℃,保温搅拌反应3h后测定酸值至酸值为20mgKOH/g,软化点为101.5℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料,最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#S4。该树脂#S4的加德纳色度为1,粘度(60℃):5500Pa·s。
采用本实施例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表4所示。
表4实施例4的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量/质量百分比 | 来源 |
树脂#S4 | 55% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 19% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本实施例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表4的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本实施例的紫外线光固化胶印油墨。
对比例1
本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,升温至220℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为44.8mgKOH/g,软化点为82.2℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#D1,该树脂#D1的加德纳色度为1,粘度(60℃):3500Pa·s。
采用本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表5所示。
表5对比例1的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量质量百分比 | 来源 |
树脂#D1 | 65% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 9% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本对比例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表5的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本对比例的紫外线光固化胶印油墨。
对比例2
本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,在165℃保温反应1h后,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至220℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为17.8mgKOH/g,软化点为100.2℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#D2,该树脂#D2的加德纳色度为1,粘度(60℃):5600Pa·s。
采用本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表6所示。
表6对比例2的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量/质量百分比 | 来源 |
树脂#D2 | 57% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 17% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本对比例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表6的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本对比例的紫外线光固化胶印油墨。
对比例3
本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯80g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至220℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为13.2mgKOH/g,软化点为120.5℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#D3,该树脂#D3的加德纳色度为1,粘度(60℃):7200Pa·s。
采用本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表7所示。
表7对比例3的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量质量百分比 | 来源 |
树脂#D3 | 48% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 26% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本对比例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表7的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本对比例的紫外线光固化胶印油墨。
对比例4
本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐150g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至220℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为64.4mgKOH/g,软化点为70.8℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#D4,该树脂#D4的加德纳色度为1,粘度(60℃):2200Pa·s。
采用本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表8所示。
表8对比例4的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量质量百分比 | 来源 |
树脂#D4 | 62% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 12% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本对比例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表7的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本对比例的紫外线光固化胶印油墨。
对比例5
本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,制备步骤如下:
(1)按以下重量的原料组分,准备原料:三羟甲基丙烷140g,间苯二甲酸130g,苯甲酸130g,偏苯三酸酐50g,聚乙二醇甲基丙烯酸酯40g,1,6-己二醇二丙烯酸酯500g,钛酸四丁酯5g,二芳基仲胺5g。
(2)在装有搅拌器、温度计、回流冷凝器的1L四口烧瓶中,将原料中的三羟甲基丙烷、间苯二甲酸、苯甲酸、钛酸四丁酯、二芳基仲胺加入到反应釜混合均匀后,加热到160℃,物料熔融后以1500rpm的速率开始搅拌,保持冷凝回流,将温度从160℃在6小时中匀速升温至240℃,通入氮气保温6小时。
(3)降温到170℃,加入偏苯三酸酐,在165℃保温反应1h后测定酸值,待酸值为40±5mgKOH/g,加入聚乙二醇甲基丙烯酸酯并升温至170℃,保温搅拌反应3h后所得产物测定酸值为35.6mgKOH/g,软化点为91.6℃,降温至150℃,加入1,6-己二醇二丙烯酸酯,保持温度120℃搅拌1h后出料。最终产物为高润湿性紫外线光固化胶印油墨用树脂,记为树脂#D5,该树脂#D5的加德纳色度为1,粘度(60℃):4100Pa·s。
采用本对比例的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂制备的紫外线光固化胶印油墨,原料组分如下表9所示。
表9对比例5的紫外线光固化胶印油墨的原料组成
物料名称 | 用量质量百分比 | 来源 |
树脂#D5 | 58% | 自制 |
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 | 16% | 台湾长兴化学工业股份有限公司 |
光引发剂907 | 4% | 天津久日新材料股份有限公司 |
光引发剂DETX | 2% | 天津久日新材料股份有限公司 |
立索尔宝红BK | 20% | 莱州彩之源颜料科技有限公司 |
制备本对比例的紫外线光固化胶印油墨,步骤如下:将以上表7的物料按比例混合,用三辊机分散均匀,具体研磨步骤:第一步:开冷却水,将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.20mm,加入物料研磨物料三次;第二步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.10mm,研磨物料三次;第三步:将三辊机中后辊间距、中前辊间距都调节至0.02mm,研磨物料三次,获得本对比例的紫外线光固化胶印油墨。
一、油墨性能测试
对实施例1-4及对比例1-5制备的紫外线光固化胶印油墨(UV胶印油墨)进行包括干燥速度、附着力、粘性、流动性、光泽度、细度、色相、乳化率、耐化学性及分子量的测定。
并且,采用市面上同类产品作为对比,包括杭华油墨股份有限公司的一款聚酯油墨(油墨#10)、上海超彩油墨有限公司的一款聚酯油墨(油墨#11)以及惠州巨润科技有限公司的一款聚酯油墨(油墨#12)作为对比实验组。
其中,干燥速度测试:在输出功率为8kW的UV光固化机中过灯,用过灯次数描述,过灯次数越少则干燥速度越快。
附着力测试:按照行业常用的粘拉法测试,满分10分。
第一步:将胶粘带粘贴在油墨印刷面,用具有恒定荷重的压辊朝一个方向滚压3次;
第二步:放置5min后,按照T型剥离强度试验方法制得长20cm、宽1.5cm的试样;
第三步:将制得的试样在剥离试验机上测试其T型剥离强度;
第四步:根据剥离强度值的大小和破坏类型来判定附着力是否合格。综合二者情况,对样品实施打分,10分为满分即胶带几乎一点墨膜都剥离不掉,分值越高附着越好,0分为墨层大面积(大于80%)剥离掉。
粘性测试:参照GB/T 14624.5-1993的测试方法及标准进行测试及评价。
流动性测试:参照GB/T 14624.3-2008的测试方法及标准进行测试及评价。
光泽度测试:参照GB/T 9754-2007的测试方法及标准进行测试及评价。
细度测试:参照QB 559-1983的测试方法及标准进行测试及评价。
色相测试:参照GB/T 14624.1-2009的测试方法及标准进行测试及评价。与油墨#10对比,按差异性打分,满分10分。
稳定性测试:放入80℃烘箱7天后观察油墨状态。7天后几乎没变化为满分;0分为稳定性极差,严重到不能使用。
乳化率测试:取50g油墨、45g蒸馏水、5g乙醇于乳化仪中以100r/min的速度搅拌10分钟,乳化率=油墨液体吸收量/油墨质量。
耐化学性测试:用浓度为95%的工业乙醇擦至油墨褪色所需次数,重复3次取平均值。
分子量测试:采用GB/T 27843-2011凝胶色谱法测试结果。
具体测试结果如下表10所示。
表10实施例1-4、对比例1-5、油墨#10-12的紫外线光固化胶印油墨的性能测试结果
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由表10的测试结果可知,实施例1-4制备的树脂相对于对比例1、4的树脂具有高的分子量,达到对比例1-4的树脂的两倍以上;实施例1-4制备的油墨相对于对比例1、4的油墨,干燥速度更快、底材附着力和耐化学性更好、乳化率更低。实施例1-4制备的油墨相对于对比例2、3具有更好的流动性、光泽度和色相。而且,基于实施例1-4的树脂制备的紫外线光固化胶印油墨相比对比例5、油墨#10、油墨#11、油墨#12具有更快的干燥速度、更高的附着力,且粘性、流动性、光泽度、细度、色相、稳定性优异,并具有更低的乳化率,耐化学性更好,均达到30次以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,本说明书为使描述简洁,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。而且,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 (16)
1.一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,其特征在于,含有如下式Ⅰ的分子结构式的成分以及式Ⅱ的分子结构式的成分:
其中,n1为7~9;n2为7~9;n3为6~8;羧基亲水基团与苯环疏水基团的摩尔比为1~2:7~9。
2.根据权利要求1所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂,,其特征在于,固体酸值=20±2mgKOH/g,固体软化点在100℃~103℃。
3.权利要求1或2所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的应用。
4.一种高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将多元醇与有机酸缩聚反应合并,获得聚合物;
将有机酸酐与所述聚合物反应合并,获得中间体;
加入改性剂,与所述中间体反应合并;
加入稀释剂,获得所述高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂。
5.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述多元醇选自三羟甲基丙烷、季戊四醇、乙二醇以及新戊二醇中的至少一种;
和/或,所述有机酸选自苯甲酸、丁二酸、己二酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐以及马来酸酐中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述多元醇与所述有机酸的质量比为1:1.8~1.9。
7.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述缩聚反应包括:在140~180℃冷凝回流并搅拌,在6~10个小时内升温到200~260℃,然后通入氮气保温并搅拌6~8小时。
8.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述有机酸酐选自偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐以及己二酸二酰肼中的至少一种。
9.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述有机酸酐的添加量与所述多元醇的添加量的质量比为1~2:3~4。
10.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述有机酸酐与所述聚合物反应合并包括:在150~180℃加入所述有机酸酐,并保温搅拌至酸值40±10mgKOH/g。
11.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述改性剂选自丙烯酰胺或聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。
12.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述改性剂的添加量与所述多元醇的添加量的质量比为1~3:7~8。
13.根据权利要求4所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,加入改性剂,与所述中间体反应合并包括:加入所述改性剂,升温至200~220℃并保温搅拌2~5小时。
14.根据权利要求4-13任一项所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,加入催化剂及抗氧剂,再进行所述有机酸酐与所述聚合物的反应合并。
15.根据权利要求14所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述催化剂为锑三氧化物、锑酸盐、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯以及季铵盐中的至少一种;和/或,所述抗氧剂为二芳基仲胺、对苯二胺、酮胺以及醛胺中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的高润湿性紫外线光固化胶印油墨树脂的制备方法,其特征在于,所述催化剂的添加量占投料总质量的0.5~1%;和/或,所述抗氧剂的添加量占投料总质量为0.5%~1%。
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