CN105315769B - 一种玻璃用有色uv油墨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃用有色UV油墨，包括无色的光油组分和用于调色的色料组分，光油组分包括六官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性聚酯树脂、多官能度反应单体、光敏添加剂、其他助剂；色料组分包括颜料粉体、磷酸酯、光敏添加剂和多官能度反应单体；玻璃用有色UV油墨的配方为质量百分比为8‑15%的色料组分，余量为光油组分。该油墨附着力好、固化时间与普通UV油墨相同、遮盖力好。

Description

一种玻璃用有色UV油墨

技术领域

本发明涉及一种UV油墨，具体涉及一种应用于玻璃上的有色油墨。

背景技术

UV油墨即紫外光固化油墨，UV油墨最早应用于真空电镀的产品上，通常是在经过真空镀膜的金属产品上涂覆一层UV涂层来保护极易氧化的真空镀层。为了增加表面的美观效果，可以向本是无色的UV油墨中添加普通的色料粉来增加涂层的色彩。

目前有色UV油墨的应用存在以下问题：（1）现有技术中的有色UV油墨的配方难以有效涂覆于玻璃材质的表面，涂覆于玻璃表面的有色UV层附着力极差；（2）现有技术中的UV油墨在添加色料粉的同时，引入了UV油墨难以固化的问题，因为一旦添加了色料粉，UV油墨的颜色会加深，添加得越多油墨颜色越深，则紫外光或可见光就难以穿透UV涂层，造成UV油墨无法固化成膜。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种可应用于玻璃上的有色UV油墨，该油墨附着力好、固化时间与普通UV油墨相同、遮盖力好。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

本发明中的玻璃用有色UV油墨包括无色的光油组分和用于调色的色料组分，所述光油组分和色料组分的组成及组分百分含量如下所示：光油组分：六官能聚氨酯丙烯酸酯33-52%、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8-16%、有机硅改性聚酯树脂18-29%、多官能度反应单体16-20%、光敏添加剂3-5%、其他助剂2%；色料组分：颜料粉体15-30%、磷酸酯15-20%、光敏添加剂3-5%，余量为多官能度反应单体；

本发明中的玻璃用有色UV油墨的配方为：质量百分比为8-15%的色料组分，余量为光油组分。

利用光（紫外光或可见光）为能源，引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态的过程即光固化过程。任何一个光固化体系都包括以下三种主要组分：（1）树脂基体，赋予材料以基本的物理化学性能；（2）反应单体，用于调节体系的粘度，同时影响固化速率和涂料性能；（3）光引发剂，用于产生印发聚合反应的活性种，如自由基或阳离子。

在本发明的光油组分中，采用六官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、有机硅改性聚酯树脂作为树脂基体，能够保证涂料本身高的强度和好的流动性。尤其是有机硅改性聚酯树脂的使用，可以有效改善油墨整体的流平性，使油墨印刷的过程更为顺畅。

所述有机硅改性聚酯树脂的制备方法为：

步骤一，将质量百分比为35%甲基氯硅烷、22%甲苯、25%异戊醇、18%甲基丙二醇混合后在72-74℃条件下反应3-5小时，使反应物进行水解缩合，反应完成后加入异丙醇稀释成固含量为75%的硅醇中间体；

步骤二，将聚酯树脂与步骤一中所得固含量为75%的硅醇中间体以质量比1：1.63~2.70混合，同时加入占聚酯树脂质量1%的有机钌催化剂，将三者混合均匀后升温至155-160℃聚合反应，生成有机硅改性聚酯树脂；

步骤三，将步骤二中生成的有机硅改性聚酯树脂倒入无水乙醇溶液中静置24-48小时，过滤后再利用无水乙醇清洗2-3次，然后在85-90℃条件下真空干燥。

本发明中采用的光敏添加剂为邻苯甲酰苯甲酸甲酯或氟化二苯基二茂钛，采用的多官能度反应单体为双季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三羧甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种。上述光敏添加剂能够在光照的作用下产生反应活性种，然后引发多官能度反应单体和光明添加剂进行链式聚合反应，快速形成高度交联的聚合物网络。

本发明中的光油组分中还添加有2%的助剂，使涂料本身的物理性质更符合使用的需求。

进一步地，所添加的助剂包括流平剂、消泡剂和附着力促进剂，其中流平剂为聚丙烯酸酯，消泡剂为磷酸三丁酯，附着力促进剂为钛酸酯偶联剂。

进一步地，助剂添加量不宜过高，以免影响油墨固化成型，每种助剂的添加量不超过光油组分质量的1%。

本发明的色料组分中可添加各种颜色的颜料粉体，如金红石型二氧化钛粉、碳粉、苯并咪唑酮红色粉、钴钛绿色粉、铬黄色粉。

本发明的色料组分中，磷酸酯用以改善色料组分的表面活性，使后续UV油墨制备过程中色料组分可有效与光油组分混合。色料组分中添加的光敏添加剂和多官能度反应单体与光油组分中保持一致，这样可以使色料组分中的色粉有效均匀分布于油墨中。

制备本发明中所述玻璃用有色油墨的方法如下：

（1）光油组分的制备：将光敏添加剂首先倒入多官能度反应单体中溶解，然后依次倒入其他助剂、六官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和有机硅改性聚酯树脂，机械搅拌均匀，然后研磨至固体颗粒粒度为1-3μm；

（2）色料组分的制备：将所有原料混合均匀后用纳米砂磨机研磨至固体颗粒粒径为0.1-0.5nm；

（3）将光油组分和色料组分按照配方混合均匀即可使用。

本发明中的有色UV油墨最佳使用方法为丝网印刷于玻璃材质表面。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中的有色UV油墨可有效涂覆于玻璃材质的表面，附着力好。

2、本发明中的有色UV油墨中的色料粉体采用纳米粉体，使该油墨易固化，固化时间与普通UV油墨无差别。

3、本发明中的有色UV油墨耐酸碱性能好。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的内容进行进一步的描述。

实施例

实施例中UV油墨的光油组分及质量百分比如下表所示（下表中数值即为各组分所占质量百分数）。

实施例1-4中使用的多官能度反应单体为双季戊四醇五丙烯酸酯，实施例5-6中使用的多官能度反应单体为季戊四醇三丙烯酸酯，实施例7-9中使用的多官能度反应单体为季戊四醇四丙烯酸酯，实施例10中使用的多官能度反应单体为二缩三羧甲基丙烷四丙烯酸酯。

实施例中使用的光敏添加剂均为邻苯甲酰苯甲酸甲酯，使用的其他助剂包括流平剂、消泡剂和附着力促进剂，流平剂为聚丙烯酸酯，消泡剂为磷酸三丁酯，附着力促进剂为钛酸酯偶联剂，添加量为流平剂0.6%，消泡剂0.5%，附着力促进剂0.9%。

实施例中采用的色料组分为：颜料粉体28%、磷酸酯16%、光敏添加剂5%，余量为相应的多官能度反应单体。为了对比明显，实施例中的颜料粉体均采用金红石型的二氧化钛色粉，产出的UV油墨颜色呈白色。

实施例中油墨的制备方法如下：

（1）光油组分的制备：将光敏添加剂首先倒入多官能度反应单体中溶解，然后依次倒入其他助剂、六官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和有机硅改性聚酯树脂，机械搅拌均匀，然后研磨至固体颗粒粒度为1μm；

（2）色料组分的制备：将所有原料混合均匀后用德国耐驰Minicer纳米砂磨机调整转速为3000r/min，研磨2.5个小时，固体颗粒粒径为0.2nm.

（3）将光油组分和色料组分按照配方混合均匀即可使用。

实施例中有色UV油墨的配方为质量百分比为8%的色料组分，92%的光油组分。

对比例

作为对比例，采用常用市售UV固化涂料，该涂料主要成分及质量百分数为二官能聚氨酯丙烯酸酯50%、长兴6071固化剂25%、醋酸丁酯10%、光敏添加剂5%、助剂2%、色料粉8%。色料粉同样采用金红石型二氧化钛粉体。

测试结果

将实施例中的油墨与对比例中的油墨一起丝网印刷至普通硅酸盐玻璃试片上，所有试片在5-10分钟左右涂层干燥，固化24小时后进行耐磨性和耐酸碱性的测试。

耐磨性测试

对实施例和对比例中的涂层进行耐磨性测试，采用RCA纸带测试，测试结果如下。

耐酸碱性测试

使用5%盐酸溶液和5%氢氧化钠溶液对试片进行浸泡，浸泡时间为24小时。

试验后试片表面涂层变化结果如下。

由测试结果可以看出，本发明中的玻璃用有色UV涂料耐磨性好，耐酸碱性能好，而且在印刷过程中无任何VOC的排放，对操作环境和操作人员都非常友好。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种玻璃用有色UV油墨，包括无色的光油组分和用于调色的色料组分，其特征在于所述光油组分和色料组分的组成及组分百分含量为：

光油组分：六官能聚氨酯丙烯酸酯33-52%、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯8-16%、有机硅改性聚酯树脂18-29%、多官能度反应单体16-20%、光敏添加剂3-5%、其他助剂2%；

色料组分：颜料粉体15-30%、磷酸酯15-20%、光敏添加剂3-5%，余量为多官能度反应单体；

所述玻璃用有色UV油墨的配方为质量百分比为8-15%的色料组分，余量为光油组分；

所述有机硅改性聚酯树脂的制备方法为：

步骤一，将质量百分比为35%甲基氯硅烷、22%甲苯、25%异戊醇、18%甲基丙二醇混合后在72-74℃条件下反应3-5小时，使反应物进行水解缩合，反应完成后加入异丙醇稀释成固含量为75%的硅醇中间体；

步骤二，将聚酯树脂与步骤一中所得固含量为75%的硅醇中间体以质量比1：1.63~2.70混合，同时加入占聚酯树脂质量1%的有机钌催化剂，将三者混合均匀后升温至155-160℃聚合反应，生成有机硅改性聚酯树脂；

步骤三，将步骤二中生成的有机硅改性聚酯树脂倒入无水乙醇溶液中静置24-48小时，过滤后再利用无水乙醇清洗2-3次，然后在85-90℃条件下真空干燥。

2.如权利要求1所述玻璃用有色UV油墨，其特征在于：所述多官能度反应单体为双季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三羧甲基丙烷四丙烯酸酯中的一种。

3.如权利要求1所述玻璃用有色UV油墨，其特征在于：所述光敏添加剂为邻苯甲酰苯甲酸甲酯或氟化二苯基二茂钛。

4.如权利要求1所述玻璃用有色UV油墨，其特征在于：所述其他助剂包括流平剂、消泡剂和附着力促进剂，每种助剂的添加量不超过光油组分质量的1%。

5.如权利要求4所述玻璃用有色UV油墨，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸酯，消泡剂为磷酸三丁酯，附着力促进剂为钛酸酯偶联剂。

6.如权利要求1所述玻璃用有色UV油墨，其特征在于：所述颜料粉体为金红石型二氧化钛粉、碳粉、苯并咪唑酮红色粉、钴钛绿色粉、铬黄色粉。

7.一种制备如权利要求1-6任一所述玻璃用有色UV油墨的方法，包括如下步骤：

步骤一，光油组分的制备：将光敏添加剂首先倒入多官能度反应单体中溶解，然后依次倒入其他助剂、六官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和有机硅改性聚酯树脂，机械搅拌均匀，然后研磨至固体颗粒粒度为1-3μm；

步骤二，色料组分的制备：将所有原料混合均匀后用纳米砂磨机研磨至固体颗粒粒径为0.1-0.5nm；

步骤三，将光油组分和色料组分按照配方混合均匀即可使用。