CN109504163A - 一种耐水煮耐高温耐酸泡uv固化黑色油墨及其制备方法 - Google Patents

一种耐水煮耐高温耐酸泡uv固化黑色油墨及其制备方法 Download PDF

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CN109504163A CN201811472193.5A CN201811472193A CN109504163A CN 109504163 A CN109504163 A CN 109504163A CN 201811472193 A CN201811472193 A CN 201811472193A CN 109504163 A CN109504163 A CN 109504163A
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Abstract

本发明公开了一种UV固化黑色油墨及其制备方法，所述固化黑色油墨配方组成为单组份，包括以下质量百分比的原料：低聚物50～72％、活性单体13～26％、光引发剂7～10％、助剂5～8％和填料3～6％。本发明制备的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，具有优异的耐水煮、耐高温、耐酸泡性能；干燥速度快、流平性好，附着好、操作简单、施工方便，储存稳定性长，符合环保要求等优点。

Description

一种耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体是涉及一种低能量固化耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨及其制备方法。
背景技术
油墨应用于电阻表面遮盖与保护，传统的方式是用热固式的环氧油墨对电阻体加以保护，但是该固化方式效率低下且比较耗能，随着人力成本的提高、产能的需求增大以及国家环保的管控，该方式易流胶、高卤素、重金属超标等弊端越发明显；而UV固化具备节能环保、经济高效、提高产能等热固所不具备的特点。一般的UV印刷油墨干燥速度较快，难以满足水煮要求；玻璃表面致密光滑难咬蚀，水煮后附着相对较差；黑色颜料在200～400nm波长处吸收率较大，膜层厚度超过20um难以达到快干。采用烘烤式的贴片电阻环氧保护油墨，需要加热固化，存在固化时间长、工艺复杂、适用期较短、储存稳定性差，效率低、易流胶且储存不稳定等问题；且环氧的合成原材料容易导致环氧树脂卤素偏高，重金属超标，一般光固化特别是丙烯酸体系耐酸碱性能，耐高温性能都不是很出色。
专利CN 108373647 A《一种UV油墨及其制备方法》公开了一种UV油墨，聚氨酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸脂，活性单体，二苯甲酮，三乙醇胺，聚乙烯蜡，颜料，膨润土组成，但该UV油墨只在常温水中浸泡，不能耐高温。
专利CN 105331185 A《一种深层固化UV油墨及其应用》，只能抵挡酸性蚀刻液(pH2～3)的化学冲击，并未记载可以耐水煮性能且能耐瞬间高温。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题而提供一种低能量固化耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种UV固化黑色油墨，其配方组成为单组份，包括以下质量百分比的原料：低聚物50～72％、活性单体13～26％、光引发剂7～10％、助剂5～8％和填料3～6％。
优选地，所述低聚物为为三官聚氨酯丙烯酸酯、六官能度改性环氧丙烯酸酯、五官能度改性环氧丙烯酸酯、酚醛改性环氧丙烯酸酯、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯、巯基改性的聚酯丙烯酸树脂中的至少一种。其中，添加六官能度改性环氧丙烯酸酯、五官能度改性环氧丙烯酸酯是为了改善油墨的反应性能，酚醛改性环氧丙烯酸酯，四官能度聚氨酯丙烯酸酯主要改善油墨层的耐热性和反应性；巯基改性的聚酯丙烯酸树脂提高反应活性，三官聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯提供附着。
优选地，所述活性单体为单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体中的至少一种。
优选地，所述单官能团丙烯酸酯为十二烷基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、附着力单体UV113中的至少一种；单官能团单体主要起稀释和促进附着作用，其中含有链烷结构、芳香环结构和酯环结构等的单体具有较好的疏水性。
所述双官能团丙烯酸酯为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二氧六环二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯1，4-BDDA中的至少一种；双官能团单体主要起促进附着和提高耐热性作用。
所述多官能团丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。多官能团丙烯酸酯可提高交联密度，主要是为了提高反应速度和改善耐热性能。
优选地，所述光引发剂为自由基光引发剂或者自由基光引发剂与助引发剂混合物中的至少一种；所述自由基光引发剂与助引发剂混合物中助引发剂占自由基光引发剂的0.5～5倍；
优选地，所述自由基光引发剂为2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮907、四乙基米氏酮EMK、2-异丙基硫杂蒽酮ITX、2,4-二乙基噻唑酮DETX、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰肟)OXE-02、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮369、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦TPO、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯TPO-L，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦BAPO中的至少一种。
优选地，所述助引发剂为叔胺类化合物N，N-二乙基乙醇胺、4–(N,N–二甲氨基)苯甲酸乙酯、N,N–二甲基苯甲酸-2-乙基己酯，丙烯酸酯化活性胺活性剂中的至少一种。
优选地，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、流平剂、抗氧阻聚助剂和触变剂中的至少一种。
优选地，所述附着力促进剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷低聚体、环氧基硅烷齐聚物、丙烯酸磷酸酯单体中的至少一种；
所述消泡剂为硅酮类消泡剂、非硅聚合物消泡剂中的至少一种；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类、聚甲基硅氧烷类、醋酸丁酸纤维素中的至少一种；
所述分散剂为多烷基铵盐共聚物、长链脂肪酸型分散剂、丙烯酸共聚物分散剂中的至少一种；
所述消光剂为硅微粉、蜡粉中的至少一种。
本发明还提供了一种UV固化黑色油墨的制备方法，包括以下步骤：
1)溶解：在黄光或避光环境下加入所述固体光引发剂，在100-130℃下加热溶解；
2)预热：对所述活性单体进行预热，温度控制在50-60℃；
3)热混合：保持预热温度，加入所述低聚物，先在20-100转/min转速下搅拌使低聚物初步溶解，搅拌中加入其他粉料，再在300-1000转/min高速搅拌，直至所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
4)混合：停止加热，加入助剂和液体光引发剂，在余热下搅拌均匀，即得。
本发明的有益效果：本发明制备的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，具有优异的耐水煮、耐高温、耐酸泡性能；干燥速度快、流平性好，附着好、操作简单、施工方便，储存稳定性长，符合环保要求等优点。相对于专利《一种UV油墨及其制备方法》(CN 108373647A)只在常温水中浸泡，本发明可以在100℃热水中泡2个小时还具有附着性能，且可以耐酸并耐瞬间高温；相对《一种深层固化UV油墨及其应用》(CN 105331185 A)只能抵挡酸性蚀刻液(pH2～3)的化学冲击，本发明还具有耐水煮性能且能耐瞬间高温。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例所涉及各原料如无特别说明的，均为市售通用产品。
实施例1
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，黑色油墨为黑色UV光固化产品，本实施例以100g原料计，由以下质量的原料制备而成：低聚物50.00g、活性单体26.00g、光引发剂10.00g、助剂8.00g、填料6.00g；
本实施例所述的低聚物包括二官能度聚氨酯丙烯酸酯UA-504BL 16.64g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536 25.02g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.84g、五官能度改性环氧丙烯酸酯2.50g；用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536、UA-504BL改善附着力
所述的活性单体包括丙烯酸异冰片酯14.00g、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯8.00g和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.00g；所述丙烯酸异冰片酯为单官能团丙烯酸酯，所述三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯为双官能团丙烯酸酯，所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯为三官能团丙烯酸酯；丙烯酸异冰片酯提供附着和致密性；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯提高TG点改善耐热性，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯提高交联度和改善耐热性能。
所述的光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮2.50g、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯2.50g、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯1.66g、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮3.34g；所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能。
所述的助剂包括附着力促进剂硅烷偶联剂MEMO 2.50g和硅烷偶联剂Z-66542.0g，硅酮类消泡剂0.50g、分散剂丙烷基铵盐共聚物1.50g、丙烯酸酯类流平剂1.00g、含硅类流平剂0.50g；所述的硅烷偶联剂MEMO和Z-6654可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料包括消光剂硅微粉3.50g和黑色色浆2.50g，硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的制备方法，包括以下步骤：
1)熔解引发剂：将光引发剂投入加料釜中，加热至110℃熔解；
2)热混合：在温度降到60℃，在黄光灯下，将0.33g消泡剂、0.83g分散剂和活性单体加入反应釜低速搅拌均匀，并搅拌中加入低聚物，先在20-100转/min低速搅拌，使低聚物初步溶解；
3)加填料：停止加热，低速搅拌中加入填料，低速搅拌30分钟后，在300-1000转/min高速搅拌，使之溶解完全，得混合胶液；
4)混合：停止加热，加入剩下的附着力促进剂、流平剂，利用上一步的余热在300-1000转/min高速搅拌至混合均匀；抽真空，分装，即可得到黑色液体的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表1所示：
表1
原料名称 型号 生产厂家
附着力促进剂硅烷偶联剂 MEMO Degussa
附着力促进剂硅烷偶联剂 Z-6654 DowCorning
硅酮类消泡剂 TSA 750S 美国迈图
丙烯酸酯类流平剂 LHP-95 楠本化成株式会社
含硅类流平剂 Tego 270 Tego
硅微粉 ACEMATT 3600 Degussa
黑色色浆 TUV-8200 上海望崇化工
二官能度聚氨酯丙烯酸酯 UA-504BL 广州九维
二官能度聚氨酯丙烯酸酯 Rm1536 华鑫新材料有限公司
实施例2
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物72.00g、活性单体13.00g、光引发剂7.00g、助剂5.00g、填料3.00g；
所述的低聚物包括二官能度聚氨酯丙烯酸酯DR-U028FS 26.47g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536 37.19g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.84g和五官能度改性环氧丙烯酸酯2.50g；用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536改善附着，DR-U028FS兼具附着和耐热性能。
所述的活性单体包括四氢呋喃丙烯酸酯6.00g、1,6-己二醇二丙烯酸酯3.50g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯3.50g；四氢呋喃丙烯酸酯提供稀释，附着和致密性；1,6-己二醇二丙烯酸酯起稀释作用并提高对基材的附着，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯提高交联度和改善耐热性能。
所述的光引发剂包括2,4-二乙基噻唑酮2.50g、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1.67g、N,N–二甲基苯甲酸-2-乙基己酯0.83g、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮2.00g；所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能，活性较高。
所述的助剂附着力促进剂硅烷偶联剂KBM5103 2.00g和硅烷偶联剂Z-66541.00g、非硅聚合物类消泡剂0.33g、长链脂肪酸型分散剂0.83g、丙烯酸酯类流平剂0.42g和含硅类流平剂0.42g。硅烷偶联剂KBM5103和Z-6654可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料包括消光剂硅微粉2.00g和黑色色浆1.00g。硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表2所示：
表2
原料名称 型号 生产厂家
附着力促进剂硅烷偶联剂 KBM5103 信越
附着力促进剂硅烷偶联剂 Z-6654 DowCorning
非硅聚合物类消泡剂 Tego920 Tego
长链脂肪酸型分散剂 佳谦2120 佳谦
丙烯酸酯类流平剂 LHP-95 楠本化成株式会社
含硅类流平剂 BYK320 毕克化学
硅微粉 TT3300 Degussa
黑色色浆 UP001 纳美新材料
二官能度聚氨酯丙烯酸酯 DR-U028FS 长兴工业
二官能度聚氨酯丙烯酸酯 Rm1536 华鑫新材料有限公司
实施例3
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物62.55g、活性单体16.68g、光引发剂8.34g、助剂6.59g、填料5.84g；
所述的低聚物包括二官能度聚氨酯丙烯酸酯7126 29.19g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536 25.02g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.84g和五官能度改性环氧丙烯酸酯2.50g。用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；二官能度聚氨酯丙烯酸酯7126、Rm1536改善对玻璃附着。
所述的活性单体包括十二烷基丙烯酸酯8.34g、2-二甲基丙酯二丙烯酸酯8.34g；
所述的引发剂包括四乙基米氏酮2.50g、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯1.67g、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯0.83g和2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮3.34g；
所述的助剂包括附着力促进剂丙烯酰氧基硅烷齐聚物2.5g和环氧基硅烷齐聚物1.67g、硅酮类消泡剂0.33g、分散剂烷基铵盐共聚物0.83g、丙烯酸酯类流平剂0.84g、含硅类流平剂0.42g。丙烯酰氧基硅烷齐聚物和环氧基硅烷齐聚物可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料包括消光剂硅微粉3.34g和黑色色浆2.50g。硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表3所示：
表3
实施例4
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物62.55g、活性单体16.68g、光引发剂8.34g、助剂6.59g、填料5.84g；
所述的低聚物包括三官能度聚氨酯丙烯酸酯7131 25.02g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536 29.19g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.84g和五官能度改性环氧丙烯酸酯2.50g；用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；二官能度聚氨酯丙烯酸酯Rm1536改善附着以及耐水性能、7131改善附着、耐水性能以及耐热性。
所述的活性单体包括2-苯氧基乙基丙烯酸酯8g、三丙二醇二丙烯酸酯4.34和季戊四醇三丙烯酸酯4.34g；2-苯氧基乙基丙烯酸酯含苯环可提供附着并改善耐热性；三丙二醇二丙烯酸酯可提供墨层韧性并降低收缩，三季戊四醇三丙烯酸酯提高反应速度、交联密度并改善耐热性能。
所述的光引发剂包括2,4-二乙基噻唑酮2.50g、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦1.67g、N,N–二甲基苯甲酸-2-乙基己酯0.83g和2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮3.34g；所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能。
所述的助剂包括附着力促进剂硅烷偶联剂Z-6208 2.50g和硅烷偶联剂Z-66541.67g、非硅聚合物类消泡剂0.33g、长链脂肪酸型分散剂0.83g、丙烯酸酯类流平剂0.84g、含硅类流平剂0.42g；硅烷偶联剂Z-6208和Z-6654可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料包括消光剂硅微粉3.34g和黑色色浆2.50g。硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的UV固化黑色油墨制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表4所示：
表4
原料名称 型号 生产厂家
附着力促进剂硅烷偶联剂 Z-6208 DowCorning
附着力促进剂硅烷偶联 Z-6654 DowCorning
非硅聚合物类消泡剂 Tego920 Tego
长链脂肪酸型分散剂 佳谦2120 佳谦
丙烯酸酯类流平剂 Efka FL3741 BASF
含硅类流平剂 BYK320 毕克化学
硅微粉 OK607 Degussa
黑色色浆 TUV-8200 上海望崇化工
三官能度聚氨酯丙烯酸酯 7131 优阳化工
二官能度聚氨酯丙烯酸酯 Rm1536 华鑫新材料有限公司
实施例5
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物67.13g、活性单体13.84g、光引发剂8.65g、助剂5.53g、填料4.84g；
所述的低聚物包括四官能度能度聚氨酯丙烯酸酯24.22g、酚醛改性环氧丙烯酸酯树脂8.30g、六官能度改性环氧丙烯酸酯6.92g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯20.76g和巯基改性的聚酯丙烯酸树脂6.92g；用六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；酚醛改性环氧丙烯酸酯树脂提高反应速度和耐热性、四官能度能度聚氨酯丙烯酸酯兼具附着和耐热性能，巯基改性的聚酯丙烯酸树脂改善反应速度，二官能度聚氨酯丙烯酸酯改善附着和水煮。
所述的活性单体包括单官能团丙烯酸酯型号UV113 6.92g、1，4-丁二醇二丙烯酸酯3.46g和二季戊四醇五丙烯酸酯3.46g。UV113提供附着和致密性并起稀释作用；1，4-丁二醇二丙烯酸酯长链疏水且活性高，可改善耐水和反应速度；二季戊四醇五丙烯酸酯可改善固化速度、提高交联密度进而改善耐水性以及耐热性能。
所述的光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮2.08g、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦4.15g、咔唑肟酯类光引发剂OXE-02 0.35g、四乙基米氏酮2.08g。所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能。
所述的助剂包括附着力促进剂甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(环氧基)2.08g和硅烷偶联剂Z-6654 1.38g、硅酮类消泡剂0.35g、烷基铵盐共聚物分散剂，0.69g、丙烯酸酯类流平剂0.68g和含硅类流平剂0.35g。甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(环氧基)和Z-6654可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料包括消光剂硅微粉2.77g和黑色色浆2.08g。硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的UV固化黑色油墨制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表5所示：
表5
实施例6
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物66.72g、活性单体14.83g、光引发剂7.41g、助剂5.86g、填料4.84g；
所述的低聚物包括三官能度聚氨酯丙烯酸酯25.95g、二官能度聚氨酯丙烯酸酯FSP8672 33.36g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.19g和五官能度改性环氧丙烯酸酯2.22g；用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；三官能度聚氨酯丙烯酸酯兼具附着和耐热性能、二官能度聚氨酯丙烯酸酯FSP8672改善附着和耐水性。
所述的活性单体包括丙烯酸异癸酯7.41g、二氧六环二醇二丙烯酸酯3.71g、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯3.71g。丙烯酸异冰片酯提供附着和致密性；二氧六环二醇二丙烯酸酯提高固化速度、提供表面附着以及改善耐热性，二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯固化速度快，可提高交联度并而改善耐热和耐水性能。
所述的光引发剂包括2,4-二乙基噻唑酮2.22g、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦1.48g、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯0.74g和2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮2.97g。所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能
所述助剂包括附着力促进剂丙烯酰氧基硅烷齐聚物2.22g和环氧基硅烷齐聚物1.48g、非硅聚合物类消泡剂0.30g、长链脂肪酸型分散剂0.74g、丙烯酸酯类流平剂0.74g和含硅类流平剂0.37g。丙烯酰氧基硅烷齐聚物和环氧基硅烷齐聚物可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述填料包括消光剂蜡粉2.97g和黑色色浆2.22g。硅微粉让墨层具有哑光效果，黑色色浆赋予墨层颜色以及遮盖性能。
本实施例的UV固化黑色油墨制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表6所示：
表6
实施例7
作为本发明的一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨的实施例，本实施例以100g原料计，由以下原料制备而成：低聚物62.55g、活性单体16.68g、光引发剂8.34g、助剂6.59g、填料5.84g；
所述的低聚物包括三官能度聚氨酯丙烯酸酯7131 25.02g、三官能度聚氨酯丙烯酸酯6008 29.19g、六官能度改性环氧丙烯酸酯5.84g、五官能度改性环氧丙烯酸酯2.50g；用五官能度、六官能度改性环氧丙烯酸酯提高深层固化和耐热性；三官能度聚氨酯丙烯酸酯7131兼具附着、耐水和耐热性能；三官能度聚氨酯丙烯酸酯6008可改善耐热性能。
所述的活性单体包括甲基丙烯酸异冰片酯8.34g、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯4.17g和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4.17g；甲基丙烯酸异冰片酯带甲基提供附着和致密性可改善耐水性；三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯提高TG点改善耐热性，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯提高交联度和改善耐热性能。
所述的光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮2.50g、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦1.67g、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯0.83g和2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮3.34g。所述引发剂吸收波长较长，在黑色颜料中对紫外线具有良好的吸收性能。
所述的助剂包括附着力促进剂硅烷偶联剂Z-6208 2.50g和硅烷偶联剂Z-66541.67g、硅酮类消泡剂0.33g、丙烯酸共聚物分散剂0.83g、丙烯酸酯类流平剂0.84g、含硅类流平剂0.42g。
本实施例所述的硅烷偶联剂Z-6208和Z-6654可以提高附着并改善墨层致密性。分散剂可润湿填料并让填料分散均匀，消泡剂可消除气泡、丙烯酸酯类流平剂未长波流平剂，含硅类流平剂为短波流平剂，二者的组合可让墨层避免贝纳尔漩涡并解决平坦性。
所述的填料硅微粉3.34g和黑色色浆2.50g。
本实施例的UV固化黑色油墨制备方法与实施例1相同。
本实施例的所用的部分原料的型号以及生产厂家如表7所示：
表7
对比例1
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例1的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例1的制备方法制备得到，区别仅在于：
将其中作为光引发剂的2-异丙基硫杂蒽酮，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯分别替换为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，二苯甲酮。
对比例2
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例2的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例1的制备方法制备得到，区别仅在于：
将其中作为单体的四氢呋喃丙烯酸酯替换为N,N-二甲基乙酰基乙酰胺。
对比例3
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例3的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例3的制备方法制备得到，区别仅在于：
将其中作为单体的二官单体2-二甲基丙酯二丙烯酸酯替换为聚乙二醇(600)二丙烯酸酯。
对比例4
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例4的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例4的制备方法制备得到，区别仅在于：
将其中作为单体的高官单体季戊四醇三丙烯酸酯替换为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
对比例5
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例5的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例5的制备方法制备得到，区别仅在于：
将其中作为低聚物的巯基改性的聚酯丙烯酸树脂替换为低聚胺改性丙烯酸酯树脂。
对比例6
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例6的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例6的制备方法制备得到，区别仅在于：将二官能度聚氨酯丙烯酸酯FSP8672替换成聚醚丙烯酸酯树。
对比例7
一种用于电阻保护的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨，与实施例7的耐水煮耐高温耐酸泡UV固化黑色油墨基本相同，并参照实施例7的制备方法制备得到，区别仅在于：
将低聚物中的三官能度聚氨酯丙烯酸酯7131、三官能度聚氨酯丙烯酸酯6008全部替换为二官能度聚酯丙烯酸酯和二官能度聚氨酯丙烯酸酯。
实施例8
将实施例1～7和对比例1～7中所得黑色膏状油墨，在玻璃上通过200目丝网上印刷墨层，通过UV灯(80mw/cm2,600mj/cm2)固化后，得到膜厚为18-25μ、外观平整、光泽为半哑的墨层，测试其水煮、耐温、耐酸泡等性能，具体测试结果如表8所示(其中对比例1由于二苯甲酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮两种光引发剂只在短波区域有吸收峰，造成墨层表干里不干，其性能无法测试)。
①附着力的测试方法为：胶带剥离，划格间距1mm，附着力，白格刀划开后用3M胶带拉扯不掉；
②耐水煮的测试方法：在素材表面涂装油墨并干燥后放100℃水中水煮2个小时后油墨从热水中拿出样品，观察墨层外观，并用用3M胶带在同一个位置拉扯，不掉者水煮OK，有鼓泡、胶带可撕掉者水煮NG
③耐高温的测试方法：涂装油墨并干燥后的素材放入260℃的锡炉中，1分钟后拿出观察墨层外观，并用用3M胶带在同一个位置拉扯，不掉者水煮OK，有鼓泡、胶带可撕掉者水煮NG
④耐酸泡的测试方法涂装油墨并干燥后的素材放入30％硫酸中浸泡1小时后拿出观察墨层外观，并用用3M胶带在同一个位置拉扯，不掉者水煮OK，有鼓泡、胶带可撕掉者水煮NG。
表8
从表8可看出，本发明的UV固化黑色油墨，附着力均达到5B，且在100℃水中水煮2个小时后，无起泡，胶带撕不掉，放入260℃的锡炉中，1分钟后除实施例1～3外，其均不开裂，不变形，且将涂装油墨并干燥后的素材放入30％硫酸中浸泡1小时后拿出观察墨层外观，并用用3M胶带在同一个位置拉扯，发现均未脱落，且胶带撕不掉，表明本发明制备的UV固化黑色油墨具有优异的耐水煮、耐高温、耐酸泡性能；干燥速度快、流平性好，附着好、操作简单、施工方便，储存稳定性长，符合环保要求等优点。而对比例1与实施例1相比，将其中作为光引发剂的2-异丙基硫杂蒽酮，2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯分别替换为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，二苯甲酮。由于2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，二苯甲酮具有在在紫外去吸收波长较短，底部的引发剂无法吸收到紫外光导致表干底不干，未完全干燥的墨层物理性能都难以测试。对比例2与实施例2相比，将其中作为单体的四氢呋喃丙烯酸酯替换为N,N-二甲基乙酰基乙酰胺。由于酰胺单体具有极强的亲水性能，吸水率很大(＞3％)，所得油墨水煮后起泡，且胶带撕容易掉落；对比例3与实施例3相比，将其中作为单体的二官单体2-二甲基丙酯二丙烯酸酯替换为聚乙二醇(600)二丙烯酸酯。由于聚乙二醇(600)二丙烯酸酯具有极强的亲水性能，可溶于水，所得油墨水煮后起泡，且胶带撕容易掉落；对比例4与实施例4相比，将其中作为单体的高官单体季戊四醇三丙烯酸酯替换为乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。由于乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯具有极强的亲水性能，可溶于水，所得油墨水煮后起泡，且胶带撕容易掉落；对比例5与实施例5相比，将其中作为低聚物的巯基改性的聚酯丙烯酸树脂替换为低聚胺改性丙烯酸酯树脂。由于低聚胺改性丙烯酸酯树脂具有极强的亲水性能，吸水率很大(＞3％)，所得油墨水煮后起泡，且胶带撕容易掉落。对比例6与实施例6相比，将二官能度聚氨酯丙烯酸酯FSP8672全部替换成聚醚丙烯酸酯树脂，因为醚键内聚能低，对酸敏感，分子量和粘度都很低，干燥相对较慢，所以其过酸后附着变差，胶带撕容易掉。对比例7与实施例7相比，将低聚物中的三官能度聚氨酯丙烯酸酯7131、三官能度聚氨酯丙烯酸酯6008全部替换为二官能度聚酯丙烯酸酯和二官能度聚氨酯丙烯酸酯，由于高官能度丙烯酸酯树脂的耐热性比低官能度的丙烯酸酯树脂耐热性要好，但高官能度树脂收缩相对比较大影响附着力，二官能度聚酯丙烯酸酯和二官能度聚氨酯丙烯酸酯收缩虽然较低，但耐热性较差，所得油墨水煮过锡炉后外观变形。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种UV固化黑色油墨，其配方组成为单组份，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：低聚物50～72％、活性单体13～26％、光引发剂7～10％、助剂5～8％和填料3～6％。
2.根据权利要求1所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述低聚物为为三官聚氨酯丙烯酸酯、六官能度改性环氧丙烯酸酯、五官能度改性环氧丙烯酸酯、酚醛改性环氧丙烯酸酯、四官能度聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚酯丙烯酸酯、巯基改性的聚酯丙烯酸树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述活性单体为单官能团丙烯酸酯、双官能团丙烯酸酯、多官能团丙烯酸酯单体中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述单官能团丙烯酸酯为十二烷基丙烯酸酯、丙烯酸异癸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、附着力单体UV113中的至少一种；
所述双官能团丙烯酸酯为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二氧六环二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯1，4-BDDA中的至少一种；
所述多官能团丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述光引发剂为自由基光引发剂或者自由基光引发剂与助引发剂混合物中的至少一种；所述自由基光引发剂与助引发剂混合物中助引发剂占自由基光引发剂的0.5～5倍。
6.根据权利要求5所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述自由基光引发剂为2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮907、四乙基米氏酮EMK、2-异丙基硫杂蒽酮ITX、2,4-二乙基噻唑酮DETX、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰肟)OXE-02、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮369、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦TPO、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯TPO-L，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦BAPO中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述助引发剂为叔胺类化合物N，N-二乙基乙醇胺、4–(N,N–二甲氨基)苯甲酸乙酯、N,N–二甲基苯甲酸-2-乙基己酯，丙烯酸酯化活性胺活性剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述助剂为附着力促进剂、消泡剂、流平剂、分散剂、消光剂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的UV固化黑色油墨，其特征在于，所述附着力促进剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷低聚体、环氧基硅烷齐聚物、丙烯酸磷酸酯单体中的至少一种；
所述消泡剂为硅酮类消泡剂、非硅聚合物消泡剂中的至少一种；
所述流平剂为聚丙烯酸酯类、聚甲基硅氧烷类、醋酸丁酸纤维素中的至少一种；
所述分散剂为多烷基铵盐共聚物、长链脂肪酸型分散剂、丙烯酸共聚物分散剂中的至少一种；
所述消光剂为硅微粉、蜡粉中的至少一种。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的UV固化黑色油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)溶解：在黄光或避光环境下加入所述固体光引发剂，在100-130℃下加热溶解；
2)预热：对所述活性单体进行预热，温度控制在50-60℃；
3)热混合：保持预热温度，加入所述低聚物，先在20-100转/min转速下搅拌使低聚物初步溶解，搅拌中加入其他粉料，再在300-1000转/min高速搅拌，直至所述低聚物完全溶解于所述活性单体中，得混合胶液；
4)混合：停止加热，加入助剂和液体光引发剂，在余热下搅拌均匀，即得。
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