CN104830148A - 一种环保型uv固化丝印油墨及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种环保型UV固化丝印油墨及其制备方法，该环保型UV固化丝印油墨包括如下重量份的原料：UV树脂35-75份、丙烯酸酯类单体15-30份、附着力促进树脂8-12份、高分子分散剂1-5份、光引发剂6-10份、触变剂1-2份、消泡剂1-2份、颜料10-20份、空心玻璃微珠1-5份。本发明的环保型UV固化丝印油墨固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。

Description

一种环保型UV固化丝印油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体涉及一种环保型UV固化丝印油墨及其制备方法。
背景技术
现有技术中，UV丝印油墨是丝网印刷油墨的一种，泛指采用紫外光固化干燥的油墨，区别于自然干燥、加热烘干固化，具有固化快、色彩变化小的特点。目前在我国丝网印刷柔性版印刷凹版印刷等印刷过程中大量使用的溶剂型油墨，含有50%-60%的挥发性组分；如果加上调油墨粘度所需的稀释剂，那么在印品干燥时油墨所散发出来的挥发性组分的总含量为70%- 80%，这些有机溶剂所挥发的气体通过呼吸进入工人体内对人体的肝脏和神经***造成损害对环境造成很大的危害，给印刷工人的健康带来极大危害。此外，现有的UV丝印油墨都有耐溶剂性能差，耐化学性能差，耐候性能差等缺点。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种环保型UV固化丝印油墨，该环保型UV固化丝印油墨对环境友好、固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
本发明的另一目的在于提供一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现。
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  35-75份
丙烯酸酯类单体          15-30份
附着力促进树脂          8-12份
高分子分散剂            1-5份
光引发剂                6-10份
触变剂                  1-2份
消泡剂                  1-2份
颜料                    10-20份
空心玻璃微珠             1-5份。
优选的，一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  50-60份
丙烯酸酯类单体          20-25份
附着力促进树脂          8-12份
高分子分散剂            1-5份
光引发剂                6-10份
触变剂                  1-2份
消泡剂                  1-2份
颜料                    12-18份
空心玻璃微珠             1-5份。
本发明的环保型UV固化丝印油墨通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
优选的，所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1:1.5-2.5组成的混合物。
本发明的UV树脂通过采用环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂复配使用，并控制其重量比为1:1.5-2.5，制得的油墨固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
空心玻璃微珠内含有气体具有较好的抗冷热收缩性，从而增强涂层的弹性，使得油墨具有较好的着色力和附着力。空心玻璃微珠在高填充量的前提下，油墨的黏度增加不明显，因此溶剂的使用量可减少，就能降低油墨在使用过程中有毒气体的排放量，有效减小VOC 指标，提高本发明的环保性能。
优选的，还包括如下重量份的原料：糊精1-5份。糊精具有较好的流动性、较强的粘合能力和吸附能力，能够向原料内渗透，与其它原料协同作用，改善油墨的物理性能，提高油墨的稳定性。
优选的，所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1-2:1.5-2.5:1组成的混合物。
本发明的丙烯酸酯类单体通过采用二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯复配使用，并控制其重量比为1-2:1.5-2.5:1，制得的油墨固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
优选的，所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比1.8-2.6:1组成的混合物。
本发明的附着力促进树脂通过采用丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯复配使用，并控制其重量比为1.8-2.6:1，可以有效的提高油墨成膜后的附着力。
优选的，所述高分子分散剂为分子量在5000-15000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为25％-35％。
本发明的高分子分散剂通过采用分子量在5000-15000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，并控制高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为25％-35％，可均一分散难于溶解于液体的无机、有机固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成稳定的悬浮液。
优选的，所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比0.8-1.2:1.4-2.2:1组成的混合物。
本发明的光引发剂通过采用2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦复配使用，并控制其重量比为0.8-1.2:1.4-2.2:1，制得的油墨固化速度快。
优选的，所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比2-4:1组成的混合物。
本发明的触变剂通过采用二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和普通气相二氧化硅复配使用，并控制其重量比为2-4:1，能使树脂胶液在静止时有较高的稠度，在外力作用下又变成低稠度流体的物质。
优选的，所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5-1.5:1组成的混合物。
本发明的消泡剂通过采用聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚复配使用，并控制其重量比为0.5-1.5:1，可以降低油墨表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。
优选的，所述颜料为粒径在1-5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5-2.5组成的混合物。
本发明的颜料通过采用粒径在1-5μm的钛白粉，且钛白粉采用金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉复配使用，并控制其重量比为1：1.5-2.5，其着色力与印刷效果好。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 80-90℃，搅拌20-30min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应3-5h；
（3）最后降温至60-70℃，加入剩余原料，搅拌反应40-50min，冷却后，研磨至细度为20-40μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
本发明的有益效果在于：本发明的环保型UV固化丝印油墨对环境友好、固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  35份
丙烯酸酯类单体          30份
附着力促进树脂          8份
高分子分散剂            5份
光引发剂                6份
触变剂                  2份
消泡剂                  1份
颜料                    20份
空心玻璃微珠             1份。
所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1：1.5组成的混合物。
所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1:1.5:1组成的混合物。
所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比1.8:1组成的混合物。
所述高分子分散剂为分子量在5000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为25％。
所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比0.8:1.4:1组成的混合物。
所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比2:1组成的混合物。
所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5:1组成的混合物。
所述颜料为粒径在1μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5组成的混合物。
一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 80℃，搅拌20min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应3h；
（3）最后降温至60℃，加入剩余原料，搅拌反应40min，冷却后，研磨至细度为20μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
实施例2
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  75份
丙烯酸酯类单体          15份
附着力促进树脂          12份
高分子分散剂            1份
光引发剂               10份
触变剂                  1份
消泡剂                  2份
颜料                    10份
空心玻璃微珠             5份。
所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1：1.7组成的混合物。
所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1.2:1.7:1组成的混合物。
所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比2:1组成的混合物。
所述高分子分散剂为分子量在7000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为27％。
所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比0.9:1.6:1组成的混合物。
所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比2.5:1组成的混合物。
所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.7:1组成的混合物。
所述颜料为粒径在2μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.7组成的混合物。
一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 82℃，搅拌22min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应3.5h；
（3）最后降温至62℃，加入剩余原料，搅拌反应42min，冷却后，研磨至细度为25μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
实施例3
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  50份
丙烯酸酯类单体          25份
附着力促进树脂          8份
高分子分散剂           5份
光引发剂                6份
触变剂                  2份
消泡剂                  1份
颜料                    18份
空心玻璃微珠             1份。
所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1：2组成的混合物。
所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1.5:2:1组成的混合物。
所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比2.2:1组成的混合物。
所述高分子分散剂为分子量在10000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为30％。
所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比1:1.8:1组成的混合物。
所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比3:1组成的混合物。
所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比1:1组成的混合物。
所述颜料为粒径在3μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2组成的混合物。
一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 85℃，搅拌25min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应4h；
（3）最后降温至65℃，加入剩余原料，搅拌反应45min，冷却后，研磨至细度为30μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
实施例4
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                 60份
丙烯酸酯类单体          20份
附着力促进树脂          12份
高分子分散剂            1份
光引发剂                10份
触变剂                  1份
消泡剂                  2份
颜料                    12份
空心玻璃微珠            5份。
所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1：2.2组成的混合物。
所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1.8:2.2:1组成的混合物。
所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比2.4:1组成的混合物。
所述高分子分散剂为分子量在12000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为32％。
所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比1.1:2:1组成的混合物。
所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比3.5:1组成的混合物。
所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比1.2:1组成的混合物。
所述颜料为粒径在4μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2.2组成的混合物。
一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 88℃，搅拌28min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应4.5h；
（3）最后降温至68℃，加入剩余原料，搅拌反应48min，冷却后，研磨至细度为35μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
实施例5
一种环保型UV固化丝印油墨，包括如下重量份的原料：
UV树脂                  55份
丙烯酸酯类单体          22份
附着力促进树脂          10份
高分子分散剂            3份
光引发剂                8份
触变剂                  1份
消泡剂                  2份
颜料                    15份
空心玻璃微珠             3份
糊精                    3份。
所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1：2.5组成的混合物。
所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比2: 2.5:1组成的混合物。
所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比2.6:1组成的混合物。
所述高分子分散剂为分子量在15000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为35％。
所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比1.2:2.2:1组成的混合物。
所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比4:1组成的混合物。
所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比1.5:1组成的混合物。
所述颜料为粒径在5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：2.5组成的混合物。
一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 90℃，搅拌30min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应5h；
（3）最后降温至70℃，加入剩余原料，搅拌反应50min，冷却后，研磨至细度为40μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
实施例1-5制得的环保型UV固化丝印油墨的检验结果如表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明制得的环保型UV固化丝印油墨固化速度快、耐候性能好以及耐化学性能好。
本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，可大规模工业化生产。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
UV树脂                  35-75份
丙烯酸酯类单体          15-30份
附着力促进树脂          8-12份
高分子分散剂            1-5份
光引发剂                6-10份
触变剂                  1-2份
消泡剂                  1-2份
颜料                    10-20份
空心玻璃微珠             1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：包括如下重量份的原料：
UV树脂                  50-60份
丙烯酸酯类单体          20-25份
附着力促进树脂          8-12份
高分子分散剂            1-5份
光引发剂                6-10份
触变剂                  1-2份
消泡剂                  1-2份
颜料                    12-18份
空心玻璃微珠             1-5份。
3.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：还包括如下重量份的原料：糊精1-5份。
4.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述UV树脂是由环氧丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂以重量比1:1.5-2.5组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述丙烯酸酯类单体是由二丙二醇二丙烯酸酯、二羟甲基丙烷二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以重量比1-2:1.5-2.5:1组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述附着力促进树脂是由丙烯酸-4-羟基丁酯和丙烯酸-2-羟基丙酯以重量比1.8-2.6:1组成的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述高分子分散剂为分子量在5000-15000、颜料亲合基团为胺类基团的聚合物的二羧酸酯溶液，高分子分散剂中聚合物的质量百分含量为25％-35％。
8.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述光引发剂是由2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦以重量比0.8-1.2:1.4-2.2:1组成的混合物；所述触变剂是由二甲基二氯硅烷改性气相二氧化硅和气相二氧化硅以重量比2-4:1组成的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种环保型UV固化丝印油墨，其特征在于：所述消泡剂是由聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚以重量比0.5-1.5:1组成的混合物；所述颜料为粒径在1-5μm的钛白粉，钛白粉是由金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉以重量比1：1.5-2.5组成的混合物。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种环保型UV固化丝印油墨的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将上述重量份的UV树脂、丙烯酸酯类单体、附着力促进树脂和颜料混匀，加热至 80-90℃，搅拌20-30min；
（2）然后加入上述重量份的高分子分散剂、触变剂和消泡剂，搅拌反应3-5h；
（3）最后降温至60-70℃，加入剩余原料，搅拌反应40-50min，冷却后，研磨至细度为20-40μm，得到环保型UV固化丝印油墨。
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