CN110218396B - 一种uv印刷胶辊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于橡胶技术领域，公开了一种UV印刷胶辊及其制备方法。所述UV印刷胶辊包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，硅橡胶5～10份，光引发剂2～15份，紫外线吸收剂4～30份，抗静电剂0.1～8份，软化剂10～40份，活性剂2.5～12份，交联剂0.5～6份，促进剂0.5～5份。本发明提供的UV印刷胶辊具有硬度低、压缩永久变形低、回弹值高、耐磨性优、抗静电性优、耐UV油墨浸透性好等优点，印刷字迹和图案清晰，能够很好的适应UV印刷设备的工作环境，满足UV印刷的使用条件。

Description

一种UV印刷胶辊及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，更具体地，涉及一种UV印刷胶辊及其制备方法。

背景技术

UV油墨(紫外线固化油墨)，是指在一定波长的紫外光线照射下发生瞬间的光化学反应，能够从液态转成固态而干燥的油墨，也称为紫外光固化油墨。UV油墨具有干燥速度快、印刷生产效率高、低温固化能耗低、固化膜光泽度高、耐抗性好、无溶剂挥发、有利于环保等优点。近年来，基于UV油墨的上述优势，其在胶印印刷行业中所占比重持续增加，运用越来越广泛。

使用UV油墨的胶印印刷机必须使用UV专用印刷胶辊。然而，现有的UV专用印刷胶辊被德、日、美等国家所垄断，如德国的博星、美国的洛丹、日本的金阳和池皇包装株式会社等企业。国内生产的UV印刷胶辊仍然达不能满足使用要求，所以，目前国内UV印刷胶辊仍然依赖于进口，或是采用进口胶料以生产UV印刷胶辊。因此，开发一种满足使用要求的UV专用印刷胶辊是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术中UV印刷胶辊的不足，本发明的目的在于提供一种UV印刷胶辊。该UV印刷胶辊具有硬度低、压缩永久变形低、回弹值高、耐磨性和抗静电性优异、耐UV油墨浸透性好等特点，印刷字迹和图案清晰，能够适应UV印刷设备的工作环境，满足UV印刷的使用要求。

本发明的另一目的在于提供一种UV印刷胶辊的制备方法。该制备方法工艺简单，周期短，生产效率高，且绿色环保。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种UV印刷胶辊，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，硅橡胶5～10份，光引发剂2～15份，紫外线吸收剂4～30份，抗静电剂0.1～8份，软化剂10～40份，活性剂2.5～12份，交联剂0.5～6份，促进剂0.5～5份。

本发明的UV印刷胶辊采用具有较高耐热性和对UV油墨具有良好传墨性的三元乙丙橡胶作为基胶，同时结合硅橡胶来提高UV印刷胶辊的耐UV油墨浸透性；通过加入合理配比的光引发剂、紫外线吸收剂，有利于及时处理渗透到UV印刷胶辊中的部分UV油墨，且提高UV印刷胶辊的耐紫外老化性能；本发明根据UV印刷胶辊的特点，采用大分子软化剂以获得硬度低的UV印刷胶辊，通过添加抗静电剂或抗静电填料以保证UV印刷胶辊的抗静电性。

进一步地，所述三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为35～50，乙烯含量为40～65％；所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶中至少一种。

进一步地，所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮。

进一步地，所述紫外线吸收剂能够吸收200～450nm范围内的紫外线。

更进一步地，所述紫外线吸收剂为4-甲基二苯甲酮、二苯甲酮中至少一种。

进一步地，所述抗静电剂为橡胶专用永久型抗静电剂。

更进一步地，所述抗静电剂为α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇或E-XC。

进一步地，所述活性剂包括氧化锌2～10份，硬脂酸0.5～2份。

进一步地，所述软化剂为大分子石蜡油、石蜡油或DOP中任意一种。本发明采用的大分子石蜡油不易被油墨抽出。

进一步地，所述大分子石蜡油的分子量为601～5000；石蜡油的分子量为338～600。

进一步地，所述交联剂为硫磺、过氧化二异丙苯或TMTD中任意一种。

进一步地，所述促进剂为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2、2'-二硫代二苯并噻唑、四硫化双戊撑秋兰姆或三烯丙基异氰脲酸酯中任意一种。

进一步地，所述UV印刷胶辊还包括以下重量份数的组分：填料0～90份，防老剂0～5份，着色剂0～5份，助剂0～10份。

为了保证UV印刷胶辊的压缩永久变形性能和回弹性，进一步地，所述填料为补强炭黑、硅藻土、高岭土、白炭黑、轻质碳酸钙、二硫化钼、石墨、导电炭黑、三氧化二铝或石油树脂中至少一种。

进一步地，所述防老剂为古马隆。

进一步地，所述着色剂为镉黄。本发明采用的着色剂在150～200℃高温下不变色。

进一步地，所述助剂为Si-69。

本发明还提供一种上述UV印刷胶辊的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后加入活性剂、防老剂、光引发剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、助剂进行混炼；

S3.分批加入填料和软化剂，然后加入交联剂和促进剂，混炼均匀，制得混炼胶，放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的物料进行硫化成型，然后将硫化好的UV印刷胶辊经磨光和清洗制得最终产品。

进一步地，步骤S4中，所述硫化成型采用注压成型，所述磨光包括车床粗磨和砂纸精磨两阶段。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明填补了国内UV印刷胶辊的技术空白，采用的三元乙丙橡胶作为基胶，配合加入适量硅橡胶，获得的UV印刷胶辊对UV油墨具有良好的传墨性和耐渗透性，还能够增效提高UV印刷胶辊的耐UV油墨浸透性。

本发明提供的UV印刷胶辊具有硬度低、压缩永久变形低、回弹值高、耐磨性优、抗静电性优、耐UV油墨浸透性好等优点，印刷字迹和图案清晰；本发明的UV印刷胶辊可以应用于高速表格印刷，食品、烟酒等高档包装的字体和图案印刷、商标印刷、金属印刷等领域中，能够很好的适应UV印刷设备的工作环境，满足UV印刷的使用条件。

本发明提供的UV印刷胶辊制备方法中，采用注压成型方法进行硫化，工序简单，操作方便，硫化周期短，生产效率高，显著提高了产品质量，且绿色环保。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

本实施例提供一种UV印刷胶辊，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，二甲基硅橡胶5份，2-异丙基硫杂蒽酮4份，二苯甲酮5份，α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇4份，填料70份，分子量为1000的大分子石蜡油25份，防老剂0～5份，活性剂12份，过氧化二异丙苯5份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3.5份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为45，乙烯含量为60％；活性剂包括氧化锌10份，硬脂酸2份；填料包括60份补强炭黑、10份石墨。

本实施例还提供一种上述UV印刷胶辊的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和二甲基硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后将2-异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇、氧化锌、硬脂酸和石墨加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将补强炭黑、大分子石蜡油加入密炼机中，混炼均匀后，加入过氧化二异丙苯和N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶加入到注压机注射到模具中进行蒸汽硫化，然后将硫化好的UV印刷胶辊经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

实施例2

本实施例提供一种UV印刷胶辊，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，甲基乙烯基硅橡胶5份，2-异丙基硫杂蒽酮5份，二苯甲酮4份，E-XC 6份，填料75份，分子量为5000的大分子石蜡油20份，活性剂10份，TMTD 2份，2、2'-二硫代二苯并噻唑3.2份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为45，乙烯含量为45％；活性剂包括氧化锌8份，硬脂酸2份；填料包括65份补强炭黑、10份二硫化钼。

本实施例还提供一种上述UV印刷胶辊的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和二甲基硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后将2-异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、氧化锌、硬脂酸和二硫化钼加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将补强炭黑、大分子石蜡油和E-XC加入密炼机中，混炼均匀后，加入TMTD和2、2'-二硫代二苯并噻唑，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶加入到注压机注射到模具中进行蒸汽硫化，然后将硫化好的UV印刷胶辊经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

实施例3

本实施例提供一种UV印刷胶辊，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，甲基苯基乙烯基硅橡胶5份，紫外线吸收剂4份，E-XC 4份，填料75份，分子量为3000的大分子石蜡油10份，防老剂0～5份，活性剂7份，硫磺3份，四硫化双戊撑秋兰姆4份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为50，乙烯含量为55％；紫外线吸收剂包括4-甲基二苯甲酮2份、二苯甲酮2份；活性剂包括氧化锌5份，硬脂酸2份；填料包括石墨5份、二硫化钼5份、硅藻土25份、高岭土35份和导电炭黑5份。

本实施例还提供一种上述UV印刷胶辊的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和二甲基硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后将2-异丙基硫杂蒽酮、4-甲基二苯甲酮、二苯甲酮、氧化锌、硬脂酸、二硫化钼和石墨加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将硅藻土、高岭土、大分子石蜡油、导电炭黑和E-XC加入密炼机中，混炼均匀后，加入硫磺和四硫化双戊撑秋兰姆，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶加入到注压机注射到模具中进行蒸汽硫化，然后将硫化好的UV印刷胶辊经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

实施例4

本实施例提供一种UV印刷胶辊，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，二甲基硅橡胶5份，2-异丙基硫杂蒽酮5份，4-甲基二苯甲酮4份，α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇5份，填料55份，分子量为700的大分子石蜡油30份，古马隆3份，活性剂9.5份，过氧化二异丙苯2.5份，三烯丙基异氰脲酸酯3份，镉黄2份，Si-693份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为45，乙烯含量为45％；活性剂包括氧化锌8份，硬脂酸1.5份；填料包括石油树脂5份、三氧化二铝5份、轻质碳酸钙25份和白炭黑20份。

本实施例还提供一种上述UV印刷胶辊的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和二甲基硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后将2-异丙基硫杂蒽酮、4-甲基二苯甲酮、氧化锌、硬脂酸、石油树脂、三氧化二铝和古马隆加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将白炭黑、Si-69、轻质碳酸钙、大分子石蜡油、α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇和镉黄加入密炼机中，混炼均匀后，热处理5～8min，加入过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶加入到注压机注射到模具中进行蒸汽硫化，然后将硫化好的UV印刷胶辊经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

实施例5

本实施例提供一种UV印刷胶辊，与实施例1的不同之处在于，本实施例的UV印刷胶辊包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，二甲基硅橡胶8份，2-异丙基硫杂蒽酮10份，4-甲基二苯甲酮15份，α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇0.5份，填料90份，分子量为338的石蜡油40份，活性剂2.5份，过氧化二异丙苯0.5份，三烯丙基异氰脲酸酯0.5份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为35，乙烯含量为65％；活性剂包括氧化锌2份，硬脂酸0.5份；填料包括石油树脂10份、三氧化二铝5份、轻质碳酸钙35份、石墨10份和白炭黑30份。

实施例6

本实施例提供一种UV印刷胶辊，与实施例1的不同之处在于，本实施例的UV印刷胶辊包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，二甲基硅橡胶10份，2-异丙基硫杂蒽酮15份，4-甲基二苯甲酮30份，α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇8份，分子量为450的石蜡油10份，活性剂4份，过氧化二异丙苯6份，三烯丙基异氰脲酸酯5份。

其中，三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为40，乙烯含量为40％；活性剂包括氧化锌3份，硬脂酸1份。

对比例1

本对比例提供一种UV印刷胶辊，参照实施例1的实施方式，与实施例1的不同之处在于，本对比例的UV印刷胶辊包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，氧化锌8份，硬脂酸1.5份，古马隆3份，补强炭黑60份，DOP 20份，过氧化二异丙苯5份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份。

本对比例中上述UV印刷胶辊的制备方法，参照实施例1的操作步骤，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶加入到密炼机中，塑炼均匀；

S2.然后将氧化锌、硬脂酸和古马隆加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将补强炭黑和DOP加入密炼机中混炼均匀，加入过氧化二异丙苯和N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶压延成片，包绕在芯轴上进行蒸汽硫化，然后将硫化好的产品经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

对比例2

本对比例提供一种UV印刷胶辊，参照实施例1的实施方式，与实施例1的不同之处在于，本对比例的UV印刷胶辊包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，氧化锌10份，硬脂酸1.5份，古马隆3份，白炭黑30份，Si-694份，分子量为420的石蜡油30份，过氧化二异丙苯2份，N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份。

本对比例中上述UV印刷胶辊的制备方法，参照实施例1的操作步骤，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶加入到密炼机中，塑炼均匀；

S2.然后将氧化锌、硬脂酸和古马隆加入密炼机中，混炼均匀；

S3.分批将白炭黑、Si-69和石蜡油加入密炼机中混炼均匀，加入过氧化二异丙苯和N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺，混炼均匀，在开炼机上薄通，制得混炼胶，将制备的混炼胶放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的混炼胶压延成片，包绕在芯轴上进行蒸汽硫化，然后将硫化好的产品经粗磨和精磨，清洗后制得最终产品。

对实施例1～6以及对比例1～2制备得到的UV印刷胶辊产品进行相关性能检测，包括回弹性、拉伸断裂强度、断裂伸长率和硬度等性能，具体检测结果见表1。

表1

本发明填补了国内UV印刷胶辊的技术空白，开发了一种满足使用要求的UV专用印刷胶辊。从上表可以看出来，本发明将三元乙丙橡胶作为基胶，搭配少量硅橡胶，并加入合理配比的光引发剂、紫外线吸收剂、大分子软化剂和抗静电剂等，获得油墨浸透性好、耐紫外老化性能优异、硬度低、回弹值高、耐磨性和抗静电性优异的UV印刷胶辊，且本发明的UV印刷胶辊拉伸断裂强度、断裂伸长率等力学性能能够满足使用要求。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种UV印刷胶辊，其特征在于，包括以下重量份数的各原料组分：三元乙丙橡胶100份，硅橡胶5～10份，光引发剂2～15份，紫外线吸收剂4～30份，抗静电剂0.1～8份，软化剂10～40份，活性剂2.5～12份，交联剂0.5～6份，促进剂0.5～5份；

所述三元乙丙橡胶的ML(1+4)100℃为35～50，乙烯含量为40～65％；

所述硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基硅橡胶中至少一种；

所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮；

所述紫外线吸收剂能够吸收200～450nm范围内的紫外线；所述紫外线吸收剂为4-甲基二苯甲酮、二苯甲酮中至少一种；

所述抗静电剂为橡胶专用永久型抗静电剂；所述抗静电剂为α,α,α’,α’-四甲基-1，3-苯甲醇或E-XC。

2.根据权利要求1所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述活性剂包括氧化锌2～10份，硬脂酸0.5～2份。

3.根据权利要求1所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述软化剂为大分子石蜡油、石蜡油或DOP中任意一种。

4.根据权利要求1所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述交联剂为硫磺、过氧化二异丙苯或TMTD中任意一种。

5.根据权利要求1所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述促进剂为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2、2'-二硫代二苯并噻唑、四硫化双戊撑秋兰姆或三烯丙基异氰脲酸酯中任意一种。

6.根据权利要求1所述UV印刷胶辊，其特征在于，还包括以下重量份数的组分：填料0～90份，防老剂0～5份，着色剂0～5份，助剂0～10份。

7.根据权利要求6所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述填料为补强炭黑、硅藻土、高岭土、白炭黑、轻质碳酸钙、二硫化钼、石墨、导电炭黑、三氧化二铝或石油树脂中至少一种。

8.根据权利要求6所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述防老剂为古马隆。

9.根据权利要求6所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述着色剂为镉黄。

10.根据权利要求6所述UV印刷胶辊，其特征在于，所述助剂为Si-69。

11.根据权利要求1～10任一项所述UV印刷胶辊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.按照上述重量份配比将三元乙丙橡胶和硅橡胶加入到密炼机中，混炼均匀；

S2.然后加入活性剂、防老剂、光引发剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、助剂进行混炼；

S3.分批加入填料和软化剂，然后加入交联剂和促进剂，混炼均匀，制得混炼胶，放置24h以上，待用；

S4.将步骤S3得到的物料进行硫化成型，然后将硫化好的UV印刷胶辊经磨光和清洗制得最终产品。

12.根据权利要求11所述UV印刷胶辊的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述硫化成型采用注压成型，所述磨光包括车床粗磨和砂纸精磨两阶段。