專利名稱：一種低鹵輪轉(zhuǎn)uv環(huán)保型油墨及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種UV環(huán)保型油墨及其制備方法，尤其是涉及ー種紫外光固化低鹵輪轉(zhuǎn)油墨及其制備方法。
背景技術(shù)：
紫外光固化輪轉(zhuǎn)油墨(簡稱UV輪轉(zhuǎn)油墨)是由UV齊聚體樹脂、活性単體、紫外光引發(fā)劑、顔料、填料和其他油墨助劑組成。UV齊聚體樹脂和UV活性単體的分子結(jié)構(gòu)中帶有不飽和雙鍵，當(dāng)紫外光引發(fā)劑在紫外線的照射下，會產(chǎn)生許多游離的自由基，這些自由基活性很高，具有很強的能量，從而引發(fā)UV齊聚體、活性單體進行交聯(lián)反應(yīng)、固化成膜。而在UV輪轉(zhuǎn)油墨中，UV齊聚體在整個配方中的比例較大，是主要的成膜物質(zhì)。因此，齊聚體的性質(zhì)決定了 UV輪轉(zhuǎn)油墨的主要性能。活性稀釋劑的作用主要有兩個其一，降低體系粘度，使油墨具有更好的流動性，其ニ，活性稀釋劑小分子同樣含有不飽和雙健結(jié)構(gòu)，因此能夠與UV齊聚體樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)。紫外光引發(fā)劑的作用是吸收紫外光光子的能量后產(chǎn)生活性自由基，自由基使UV齊聚體樹脂、單體間相互發(fā)生聚合反應(yīng)，最終從而使油墨固化成膜。傳統(tǒng)的UV輪轉(zhuǎn)油墨一般選擇環(huán)氧丙烯酸酯齊聚體、聚酯丙烯酸酯齊聚體、聚氨酯丙烯酸酯齊聚體進行搭配，作為油墨的主體樹脂；對于活性単體，則選擇ニ縮三丙ニ醇雙丙烯酸脂(TPOTA)、三輕甲基丙烷三丙烯酸脂(TMPTA)、1，6—己ニ醇ニ丙烯酸脂(HDDA)等，在配方里単一使用或進行搭配。而配方中的顔料，在選擇時也未對鹵素和重金屬等方面進行嚴格的控制，特別是黃色顔料，一般都是選擇12#或13#黃(PY12或PY13)。所以，傳統(tǒng)的UV輪轉(zhuǎn)油墨，在耐磨性、耐酒精等方面都達不到現(xiàn)有產(chǎn)品的要求，對于出口歐盟的電子產(chǎn)品，其鹵素和重金屬也達不到要求。雖說傳統(tǒng)的UV輪轉(zhuǎn)油墨配方里沒有溶剤，從機理上杜絕了揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱V0CS)的產(chǎn)生,可是小分子的活性單體在常溫下的飽和蒸氣壓較大，容易揮發(fā)，而且這類活性稀釋劑大多具有比較強烈的刺激性氣味，因此生產(chǎn)出來UV油墨可能會污染生產(chǎn)和使用的環(huán)境，損害操作人員的身體健康。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有的UV輪轉(zhuǎn)油墨技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供ー種固化快速、低VOCS揮發(fā)、無齒素、無重金屬、耐酒精、耐磨性佳、附著力好、印刷適應(yīng)性佳的低齒輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨及其制備方法。由于大分子齊聚物擁有較大的聚合度，分子量遠遠大于一般的活性単體，分子間的作用力和內(nèi)聚能密度更大。一般來說，大分子齊聚物很難克服分子間巨大的作用力彼此遠離，與有機小分子相比，聚合物很難氣化，同時聚合物的刺激性氣味很小。因此，采用高官能度低粘度的UV齊聚物或大分子的高官能度活性単體來取代一般的小分子活性単體，不但降低了 UV油墨VOCS的排放量，減少油墨的刺激性氣味，浄化了生產(chǎn)和使用的環(huán)境，使紫外光固化油墨更加環(huán)保。同時，高官司大分子的齊聚物或活性単體，固化速度更快，節(jié)能環(huán)保，提高了勞動生產(chǎn)率和増加經(jīng)濟效益。而且，固化成膜后交聯(lián)密度更高，在耐酒精、耐磨性方面性能更加優(yōu)異。具體的，為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨包括的組分及含量(wt% )為混合樹脂55-75 %，混合紫外光引發(fā)劑5-11%，阻聚劑O. 05-0. 5 %，分散劑1-2%，顏料16-45%,附著力促進劑1_3 %，抗劃痕劑耐磨助劑1-3%,以及功能性填料3-8% ;其中所述的混合樹脂為六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酷、四官能聚酯丙烯酸酯、改性環(huán)氧丙烯酸酯、四官能低粘度聚醚丙烯酸酯按重量比(25-40) (10-20) (5-15) (5-10)的混合物；所述混合紫外光引發(fā)劑包括I-羥基環(huán)己基苯基甲酮，異丙基硫雜蒽酮，2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2嗎啉基-1-丙酮，2，4，6-三甲基苯甲酰基-ニ苯基氧化膦；所述阻聚劑包括PMP (對羥基苯甲醚)和510〔三(N-亞硝基-苯基羥胺)鋁鹽〕；所述的分散劑為24000超分散劑和BYK-168高分子分散劑。優(yōu)選的，所述的顏料包括鈦白粉，黃色顔料，紅色顏料，蘭色顏料，特黑250和250R顔料，上述顔料均為無鹵，無重金屬產(chǎn)品； 再優(yōu)選的，所述的抗劃痕劑耐磨助劑為蠟粉。再優(yōu)選的，所述功能性填料為微粉化特殊表面處理的高嶺土。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法包括以下步驟SI :按照上述的材料組分及含量(wt% )備料S2 :按比例配制得到混合樹脂，控制溫度為40°C -60°C，將該混合樹脂用高速分散機攪拌均勻成均勻漿狀；S3 :在混合樹脂中添加混合紫外光引發(fā)劑、分散劑和阻聚劑，繼續(xù)攪拌20-40分鐘；S4:在配料桶里加入抗劃傷耐磨助劑、附著力促進劑、顔料和功能性填料等，再繼續(xù)攪拌20-30分鐘，使顏料和助劑充分分散在樹脂里；S5:將配制攪拌好的油墨用三輥研磨機進行研磨分散，研磨3-4遍后，用25微米的刮板細度計檢測油墨的細度，當(dāng)油墨細度達到5微米或以下時，檢測油墨的其他性能脂標(biāo)，合格后對油墨進行包裝，得到成品低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨；其中，以上步驟S2-S5的操作都在避光條件下進行。優(yōu)選的，在步驟S2中將所述混合樹脂用高速分散機攪拌時高速分散機的轉(zhuǎn)速控制在400-800轉(zhuǎn)/分鐘，時間為10-20分鐘；再優(yōu)選的，在步驟S3中攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在600-1000轉(zhuǎn)/分鐘；再優(yōu)選的，在步驟S4中的攪拌時的溫度控制在40_60°C，轉(zhuǎn)速控制在600-1000轉(zhuǎn)/分鐘；再優(yōu)選的，在步驟S5中三輥研磨機冷卻水的溫度控制在35_40°C之間，輥筒壓強控制在2-3Mp. a之間。與傳統(tǒng)的UV輪轉(zhuǎn)油墨相比，本發(fā)明油墨固化快、墨層顏色鮮艷、光澤柔和均勻、大幅度提高了耐酒精擦試和耐橡皮擦試性能、油墨無鹵、無重金屬、因未使用小分子活性単體和溶劑，而杜絕了有機揮發(fā)物VOCS，大大降低了油墨刺激性氣味，使得本發(fā)明油墨在環(huán)保性方面有了保證。同時本明油墨流動性好，印刷適應(yīng)性廣，附著力好，可以在多種底材和輪轉(zhuǎn)印刷機上印刷，印刷產(chǎn)品能全方位的滿足客戶的要求。


通過下面結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。其中圖I所示為本發(fā)明的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法的步驟流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖I所示的本發(fā)明的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法的步驟流程示意圖和多個具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不限制于本發(fā)明的范圍。同時，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況，對本發(fā)明在配方上進行調(diào)整或優(yōu)化，這些等價形式同樣是本發(fā)明申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。、下述的具體實施中，所述的六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酯為上海藝聯(lián)光固化有限公司定制的含有耐酒精基團的UV2600E樹脂，四官能聚酯丙烯酸酯為美國沙多瑪公司的CN8200，改性環(huán)氧丙烯酸酯為日本化藥化工有限公司的R115W，四官能低粘度聚醚丙烯酸酯為BASF公司的P094F ;所述紫外光引發(fā)劑均采購自BASF公司和北京英カ科技發(fā)展有限公司；所述阻聚劑為無錫隆成科技有限公司生產(chǎn)的PMP(對羥基苯甲醚)和510〔三(N-亞硝基-苯基羥胺)鋁鹽〕；所述的分散劑為美國路博潤公司生產(chǎn)的24000超分散劑和德國畢國公司生產(chǎn)BYK-168高分子分散劑；所述的顏料包括美國亨斯邁公司生產(chǎn)的鈦白粉TR52，日本稻田產(chǎn)業(yè)株式會社生產(chǎn)的黃色顏料TC151和TC180，日本DIC公司生產(chǎn)的紅色顏料6B236S和6B350SD，美國富林特公司生產(chǎn)蘭色顏料7072D，德固薩公司生產(chǎn)的黑色顏料特黑250和卡博特公司生產(chǎn)的黑色顔料250R。上述顔料均為無鹵，無重金屬產(chǎn)品；所述的附著力促進劑為美國道康寧公司的Z-6020和Z-6040添加劑；所述的抗劃痕劑耐磨助劑為美國三葉公司生產(chǎn)的S-395-N5蠟粉；所述功能性填料為美國KaMin LLC公司生產(chǎn)的7005CS微粉化特殊表面處理的高嶺土。實施例I:白色油墨的制備(I)、油墨配方
權(quán)利要求
1.ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，其特征在于，所述油墨包括的組分及含量(wt%)為混合樹脂55-75%，混合紫外光引發(fā)劑5-11%，阻聚劑O. 05-0. 5%，分散劑1_2%，顏料16-45%，附著力促進劑1_3%，抗劃痕劑耐磨助劑1_3%，以及功能性填料3-8% ； 其中，所述的混合樹脂為六官能改性芳香族聚氨酯丙烯酸酷、四官能聚酯丙烯酸酷、改性環(huán)氧丙烯酸酷、四官能低粘度聚醚丙烯酸酯按重量比(25-40) (10-20) (5-15) (5-10)的混合物；所述混合紫外光引發(fā)劑包括I-羥基環(huán)己基苯基甲酮，異丙基硫雜蒽酮，2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2嗎啉基-1-丙酮，2，4，6-三甲基苯甲?；?ニ苯基氧化膦；所述阻聚劑包括PMP (對羥基苯甲醚)和510〔三(N-亞硝基-苯基羥胺)鋁鹽〕；所述的分散劑為24000超分散劑和BYK-168高分子分散劑。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，其特征在于，所述的顏料包括鈦白粉，黃色顔料，紅色顏料，蘭色顏料，特黑250和250R顏料，上述顏料均為無鹵，無重金屬女ロ)PR ο
3.如權(quán)利要求I所述的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，其特征在于，所述的抗劃痕劑耐磨助劑為蠟粉。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，其特征在于，所述功能性填料為微粉化特殊表面處理的高嶺土。
5.ー種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 51:按照如權(quán)利要求I所述的材料組分及含量)備料 52:按比例配制得到混合樹脂，控制溫度為40°C _60°C，將該混合樹脂用高速分散機攪拌均勻成均勻漿狀； 53:在混合樹脂中添加混合紫外光引發(fā)劑、分散劑和阻聚劑，繼續(xù)攪拌20-40分鐘； 54:在配料桶里加入抗劃傷耐磨助劑、附著力促進劑、顔料和功能性填料等，再繼續(xù)攪拌20-30分鐘，使顏料和助劑充分分散在樹脂里；以及 55:將配制攪拌好的油墨用三輥研磨機進行研磨分散，研磨3-4遍后，用25微米的刮板細度計檢測油墨的細度，當(dāng)油墨細度達到5微米或以下時，檢測油墨的其他性能脂標(biāo)，合格后對油墨進行包裝，得到成品低齒輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨； 其中，步驟S2至S5的操作都在避光條件下進行。
6.如權(quán)利要求5所述的低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中將所述混合樹脂用高速分散機攪拌時高速分散機的轉(zhuǎn)速控制在400-800轉(zhuǎn)/分鐘，時間為10-20分鐘。
7.如權(quán)利要求5所述的低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中攪拌機的轉(zhuǎn)速控制在600-1000轉(zhuǎn)/分鐘。
8.如權(quán)利要求5所述的低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中的攪拌時的溫度控制在40-60°C，轉(zhuǎn)速控制在600-1000轉(zhuǎn)/分鐘。
9.如權(quán)利要求5所述的低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中三輥研磨機冷卻水的溫度控制在35-40°C之間，輥筒壓強控制在2-3Mp. a之間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，其包括的原料組分及含量(wt％)為混合樹脂55-75％，混合紫外光引發(fā)劑5-11％，阻聚劑0.05-0.5％，分散劑1-2％，顏料16-45％，附著力促進劑1-3％，抗劃痕劑耐磨助劑1-3％，以及功能性填料3-8％。本發(fā)明還提出此種低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨的制備方法。本發(fā)明的低鹵輪轉(zhuǎn)UV環(huán)保型油墨，固化快、墨層顏色鮮艷、光澤柔和均勻、大幅度提高了耐酒精擦試和耐橡皮擦試性能、油墨無鹵、無重金屬、因未使用小分子活性單體和溶劑，而杜絕了有機揮發(fā)物VOCS，大大降低了油墨刺激性氣味，兼具環(huán)保性；同時油墨的流動性好，印刷適應(yīng)性廣，附著力好，可以在多種底材和輪轉(zhuǎn)印刷機上印刷。
文檔編號C09D11/10GK102702848SQ20121018160
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者杜賢鋼, 王景全 申請人:無錫金橋精細油墨有限公司