本發(fā)明屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種可生物降解的紫外光固化上光油及其制備方法。
背景技術(shù):
紫外光固化主要原理是通過紫外光的照射,引發(fā)上光油內(nèi)不飽和基團(tuán)的鏈反應(yīng),使整個體系發(fā)生交聯(lián)固化,由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。該技術(shù)主要具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)固化材料不使用有機(jī)溶劑,沒有VOC排放,環(huán)保特性顯著;(2)固化速度快,可以在零點(diǎn)幾秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)反應(yīng),固化交聯(lián);(3)固化后形成的膜層光澤度高,耐抗性好。由于這些顯著的特點(diǎn),紫外光固化技術(shù)在印刷行業(yè)得到了極大的應(yīng)用,廣泛用于制備各種油墨、隔離層、上光油或者打底油等,尤其在表面上光方面,不但提高了印品表面的附著力以及耐磨耐劃耐抗等特性,同時使印刷品的增值,展現(xiàn)出廣闊的市場前景。
紫外光固化上光油可在承印材料的表面形成類似于塑料膜的膜層,這層膜是由于聚合交聯(lián)產(chǎn)生的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有韌性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn),使形成的膜層在耐化學(xué)腐蝕性、耐候性、耐摩擦性等耐性方面尤為突出,顯著提高印品的耐用性。但這種優(yōu)良的耐性卻增加了廢紙、廢墨回收及廢棄產(chǎn)品回收處理的困難。除了對廢紙進(jìn)行脫墨回收之外,還有很多紙張、薄膜類等印刷包裝產(chǎn)品,并不能得到有效的完全回收利用,而是進(jìn)行垃圾填埋或者暴露于自然環(huán)境中,由于這種處理方式使得該產(chǎn)品在很長時間內(nèi)不會分解,仍會對環(huán)境造成巨大的污染和危害。
美國專利US 80489B2報道了一種采用天然可再生資源-腰果酚作為主要成分合成得到光固化聚氨酯丙烯酸樹脂,該樹脂中的可交聯(lián)雙鍵相互之間更為靠近,因此可光固化的性能速度更快,質(zhì)量更高。
公開號為CN101503580A的專利《一種紫外光固化上光油及其制備方法》,公開日為009年8月12日。該文獻(xiàn)報道了一種紫外光固化上光油及其制備方法。該光油主要提高了其在紙張和塑料制品表面的附著力,使承印材料表面免于打底,未提及光油是否可進(jìn)行生物降解。
公開號為N101967341A的專利《一種水性耐磨紫外光固化的上光油及其制法》,公開日為2011年3月9日。該文獻(xiàn)報道了一種水性耐磨紫外光固化的上光油及其制法。該水性紫外光固化上光油重點(diǎn)改善了耐磨性和耐水性,使用水作為稀釋溶劑具有一定的環(huán)保性,但其燥速度慢,且不能進(jìn)行生物降解。
公開號分別為01748657A、ZL200410015113.5的專利報道了無溶劑型紫外光固化上光油的制備方法,用活性稀釋劑單體取代了有機(jī)溶劑,然而殘留的活性稀釋劑仍會在一定的范圍內(nèi)對環(huán)境帶來一定的污染,此外該光油均不具備生物降解特性,堆放于環(huán)境中仍存在污染的問題。
公開號分別為ZL00117402.9、ZL200610035929.3的專利相繼報道了苯丙乳液以及含有N-羥乙基丙烯酰胺內(nèi)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的苯丙乳液的水性上光油,但該上光油由于漆膜采用室溫干燥,導(dǎo)致干燥速度較慢,無法提高工作效率。
公開號為CN104387552A的專利《可降解紫外光固化樹脂及其制備方法與在紙張用涂層材料中的應(yīng)用》,申請公布日為2015年3月4日。該專利報道了一種可降解的紫外光固化樹脂及其制備方法與應(yīng)用。該發(fā)明制備的紫外光固化樹脂涂層材料固化后具有良好的應(yīng)力-應(yīng)變性能,較高的拉伸輕度和楊氏模量,該涂層可在堿性磷酸鹽緩沖溶液中降解。該發(fā)明提高了涂層材料的耐抗性能,但其降解需要特定的環(huán)境,并不具備生物降解特性,無法集中處理的廢棄物堆放于自然環(huán)境中仍對環(huán)境有較大的污染。
本發(fā)明要解決的問題就是在保證光油印刷適性和印刷品質(zhì)量的前提下,增加紫外光固化上光油的自然降解特性,減少其堆放于自然環(huán)境中對環(huán)境的污染。本發(fā)明將可生物分解的材料聚羥基脂肪酸酯(PHA)應(yīng)用于印刷行業(yè),使紫外光固化上光油可在自然環(huán)境中分解為二氧化碳和水,實(shí)現(xiàn)廢棄光油的零排放,比普通光油更具環(huán)保特性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明提供了一種可生物降解的紫外光固化上光油及其制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于在保證光油印刷適性和印刷品質(zhì)量的前提下,增加紫外光固化上光油的自然降解特性,減少其堆放于自然環(huán)境中對環(huán)境的污染。
為達(dá)到上述技術(shù)目的,本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種可生物降解的紫外光固化上光油,由如下重量份的原料組成:可生物降解的光固化樹脂20~70,活性稀釋劑15~55,光引發(fā)劑1~8,阻聚劑0.1~5,表面活性劑0.5~6,消泡劑1~8;
優(yōu)選的,由如下重量份的原料組成:可生物降解的光固化樹脂35~50,活性稀釋劑20~50,光引發(fā)劑2~6,阻聚劑0.1~2,表面活性劑1~3,消泡劑1~3;
進(jìn)一步優(yōu)選的,由如下重量份的原料組成:可生物降解的光固化樹脂45,活性稀釋劑45.8,光引發(fā)劑6,阻聚劑0.2,表面活性劑1.5,消泡劑1.5。
優(yōu)選的,所述的可生物降解的光固化樹脂為生物基改性環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、生物基改性聚氨酯丙烯酸酯樹脂中的一種或兩種。
優(yōu)選的,所述的活性稀釋劑為帶兩個光活性基團(tuán)的丙烯酸酯或?yàn)閹齻€光活性基團(tuán)的丙烯酸酯中的一種或兩種;
其中優(yōu)選所述的帶兩個光活性基團(tuán)的丙烯酸酯為二縮三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化二丙二醇丙烯酸酯及1,4-丁二醇二丙烯酸酯中的一種或多種;
其中優(yōu)選所述的帶兩個光活性基團(tuán)的丙烯酸酯為二縮三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯中的一種或兩種;
所述的帶三個光活性基團(tuán)的丙烯酸酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯中的一種或多種;
其中優(yōu)選所述的帶三個光活性基團(tuán)的丙烯酸酯為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或兩種。
優(yōu)選的,所述的光引發(fā)劑為2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-異丙基硫雜蒽酮中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述的阻聚劑為對苯二酚、2,6-二叔丁基對甲苯酚、對羥基苯甲醚中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述的消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑,所述的有機(jī)硅類消泡劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性三硅氧烷、含氣相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物、聚二甲基硅氧烷或氟硅氧烷中的一種或多種;
其中優(yōu)選所述有機(jī)硅類消泡劑為聚二甲基硅氧烷。
所述的表面活性劑為異丙醇與乙醇摩爾比為3:2的混合物。
優(yōu)選的,所述的可生物降解的光固化樹脂由如下重量份的原料組成:聚羥基脂肪酸酯30~180,光固化聚合物20~190,改性劑30~100,阻聚劑0.1~5,催化劑0.5~10;
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述的可生物降解的光固化樹脂由如下重量份的原料組成:聚羥基脂肪酸酯70~165,光固化聚合物50~160,改性劑45~90,阻聚劑0.2~2,催化劑1~3;
更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述的可生物降解的光固化樹脂由如下重量份的原料組成:聚羥基脂肪酸酯125,光固化聚合物102,改性劑73,阻聚劑0.5,催化劑2。
優(yōu)選的,所述的聚羥基脂肪酸酯為聚3-羥基丁酸酯、聚3-羥基丁酸-3-羥基戊酸酯、聚3-羥基丁酸-3-羥基己酸酯、聚3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯中的一種或多種;
所述的光固化聚合物為環(huán)氧樹脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯中的一種或多種;
所述的阻聚劑為對苯二酚、2,5-二叔丁基對苯二酚、甲基對苯二酚、對苯醌中的一種或多種;
所述的催化劑為溴化四丁基銨、三乙胺、二乙胺中的一種或多種;
所述的改性劑為馬來酸酐或二異氰酸酯;
優(yōu)選的,所述二異氰酸酯為脂肪族二異氰酸酯或脂環(huán)族二異氰酸酯;
進(jìn)一步優(yōu)選的,所述二異氰酸酯為異氟爾酮二異氰酸酯、環(huán)戊基異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的一種或多種;
更進(jìn)一步優(yōu)選的,所述二異氰酸酯為異氟爾酮二異氰酸酯、4,4-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種。
一種制備如前所述的可生物降解的紫外光固化上光油的方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)可生物降解光固化樹脂的制備
在裝有回流冷凝裝置、滴液漏斗及攪拌裝置的圓底燒瓶中加入光固化聚合物,在恒溫攪拌條件下加入阻聚劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,升溫至85±10℃,攪拌,溶解制成混合物,保溫2~3小時,滴加改性劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,2~3小時滴完,保溫2.5~3.5小時,繼續(xù)滴加剩余的聚羥基脂肪酸酯、催化劑,升溫至110±5℃,反應(yīng)至酸值小于10mgKOH/g,最后收料即得可生物降解光固化樹脂;
(2)攪拌預(yù)分散
按既定比例稱好活性稀釋劑,將其加入反應(yīng)容器中,開動攪拌器保持在500轉(zhuǎn)/分鐘,水浴加熱30~45℃,緩慢加入光引發(fā)劑,并進(jìn)行均勻攪拌,待光引發(fā)劑完全溶解之后加入步驟(1)制得的可生物降解的光固化樹脂和消泡劑,轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌均勻,控制加熱溫度在30~50℃,攪拌時間為60分鐘;
(3)均勻分散
將阻聚劑稀釋在表面活性劑中,然后將該混合物添加到步驟(2)的溶液中,繼續(xù)攪拌30~60分鐘,水浴保溫30~50℃,最后收料即得可生物降解的紫外光固化上光油。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:
本發(fā)明設(shè)計了一種可進(jìn)行生物降解的紫外光固化上光油,該光油可在自然環(huán)境下降解為二氧化碳(CO2)和水(H2O),實(shí)現(xiàn)廢棄物的零排放,比普通上光油更具環(huán)保性,可有效解決紫外光固化涂料廢棄物回收困難、面臨的日益嚴(yán)格的環(huán)保政策及石油基原材料價格不斷上漲等問題,促進(jìn)了光固化涂料的可持續(xù)發(fā)展,對環(huán)境保護(hù)起到積極的推動作用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會隨著描述而更為清楚。但實(shí)施例僅是范例性的,并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是,在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換,但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1可生物降解紫外光固化上光油的制備
(1)可生物降解光固化樹脂的制備
按重量稱取以下組分:聚羥基脂肪酸酯40g,光固化聚合物45.6g,改性劑30g,阻聚劑2.25g,催化劑0.5g;
其中,聚羥基脂肪酸酯是聚3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯(4HB摩爾含量為85%),光固化聚合物是環(huán)氧樹脂,改性劑是馬來酸酐,阻聚劑是對苯二酚的二氧六環(huán)溶液(對苯二酚質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2%),催化劑是三乙胺;
在裝有回流冷凝裝置、滴液漏斗及攪拌裝置的圓底燒瓶中加入光固化聚合物,在恒溫攪拌條件下加入阻聚劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,升溫至85±10℃,攪拌,溶解制成混合物,保溫2~3小時,滴加改性劑及質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,2~3小時滴完,保溫2.5~3.5小時,繼續(xù)滴加剩余的聚羥基脂肪酸酯、催化劑,升溫至110±5℃,反應(yīng)至酸值小于10mgKOH/g,最后收料即得生物基改性環(huán)氧丙烯酸樹脂;
(2)攪拌預(yù)分散
按重量稱取以下組分:可降解光固化樹脂25g,活性稀釋劑25g,光引發(fā)劑4.98g,消泡劑1g;
其中,可生物降解的光固化樹脂為實(shí)施例1中制備得到的可生物降解的光固化樹脂,活性稀釋劑為二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)質(zhì)量比為1:4的混合物,光引發(fā)劑為2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(IHT-PI 907),消泡劑為聚二甲基硅氧烷;
將稱好的活性稀釋劑放置于燒杯中,緩慢攪拌,500轉(zhuǎn)/分鐘,水浴加熱30~45℃,緩慢加入光引發(fā)劑,并進(jìn)行均勻攪拌,待光引發(fā)劑完全溶解,然后緩慢加入可生物降解的光固化樹脂和消泡劑,轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌均勻,其中加熱溫度控制在30~50℃,攪拌時間為60分鐘;
(3)均勻分散
按重量稱取以下組分:阻聚劑0.3g,表面活性劑0.8g;
其中阻聚劑為對苯二酚,表面活性劑為異丙醇與乙醇摩爾比為3:2的混合物(市售);
將阻聚劑稀釋在表面活性劑中,然后將該混合物添加到步驟(2)的溶液中,繼續(xù)攪拌60分鐘,水浴保溫30~50℃,最后收料即得可生物降解紫外光固化上光油。
實(shí)施例2可生物降解紫外光固化上光油的制備
(1)可生物降解光固化樹脂的制備
按重量稱取以下組分:聚羥基脂肪酸酯170g,光固化聚合物180g,改性劑90g,阻聚劑4.8g,催化劑7.6g;
其中,聚羥基脂肪酸酯是聚3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯(4HB摩爾含量為85%),光固化聚合物是聚氨酯,改性劑是二異氰酸酯,阻聚劑是對苯二酚的二氧六環(huán)溶液(對苯二酚質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2%),催化劑是三乙胺;
在裝有回流冷凝裝置、滴液漏斗及攪拌裝置的圓底燒瓶中加入光固化聚合物,在恒溫攪拌條件下加入阻聚劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,升溫至85±10℃,攪拌,溶解制成混合物,保溫2~3小時,滴加改性劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,2~3小時滴完,保溫2.5~3.5小時,繼續(xù)滴加剩余的聚羥基脂肪酸酯、催化劑,升溫至110±5℃,反應(yīng)至酸值小于10mgKOH/g,最后收料即得生物基改性環(huán)氧丙烯酸樹脂;
(2)攪拌預(yù)分散
按重量稱取以下組分:可降解光固化樹脂35g,活性稀釋劑50g,光引發(fā)劑5.2g,消泡劑5.8g;
其中,可生物降解的光固化樹脂為步驟(1)中制備得到的可生物降解的光固化樹脂,活性稀釋劑為二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)與1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)質(zhì)量比為1:4的混合物,光引發(fā)劑為2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮(IHT-PI 907),消泡劑為含氣相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物;
將稱好的活性稀釋劑放置于燒杯中,緩慢攪拌,500轉(zhuǎn)/分鐘,水浴加熱30~45℃,緩慢加入光引發(fā)劑,并進(jìn)行均勻攪拌,待光引發(fā)劑完全溶解,然后緩慢加入可生物降解的光固化樹脂和消泡劑,轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌均勻,其中加熱溫度控制在30~50℃,攪拌時間為60分鐘;
(3)均勻分散
按重量稱取以下組分:阻聚劑4.2g,表面活性劑3.7g;
其中阻聚劑為2,6-二叔丁基對甲苯酚,表面活性劑為異丙醇與乙醇摩爾比為3:2的混合物(市售);
將阻聚劑稀釋在表面活性劑中,然后將該混合物添加到步驟(2)的溶液中,繼續(xù)攪拌60分鐘,水浴保溫30~50℃,最后收料即得可生物降解紫外光固化上光油。
實(shí)施例3可生物降解紫外光固化上光油的制備
(1)可生物降解光固化樹脂的制備
按重量稱取以下組分:聚羥基脂肪酸酯125g,光固化聚合物102g,改性劑73g,阻聚劑0.5g,催化劑2g;
其中,聚羥基脂肪酸酯是3-羥基丁酸酯,光固化聚合物是聚丙烯酸酯,改性劑是異氟爾酮二異氰酸酯,阻聚劑是對苯醌,催化劑是四丁基銨;
在裝有回流冷凝裝置、滴液漏斗及攪拌裝置的圓底燒瓶中加入光固化聚合物,在恒溫攪拌條件下加入阻聚劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,升溫至85±10℃,攪拌,溶解制成混合物,保溫2~3小時,滴加改性劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,2~3小時滴完,保溫2.5~3.5小時,繼續(xù)滴加剩余的聚羥基脂肪酸酯、催化劑,升溫至110±5℃,反應(yīng)至酸值小于10mgKOH/g,最后收料即得生物基改性環(huán)氧丙烯酸樹脂;
(2)攪拌預(yù)分散
按重量稱取以下組分:可降解光固化樹脂45g,活性稀釋劑45.8g,光引發(fā)劑6g,消泡劑1.5g;
其中,可生物降解的光固化樹脂為步驟(1)中制備得到的可生物降解的光固化樹脂,活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯摩爾比為1:3的混合物,光引發(fā)劑為2-異丙基硫雜蒽酮,消泡劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷;
將稱好的活性稀釋劑放置于燒杯中,緩慢攪拌,500轉(zhuǎn)/分鐘,水浴加熱30~45℃,緩慢加入光引發(fā)劑,并進(jìn)行均勻攪拌,待光引發(fā)劑完全溶解,然后緩慢加入可生物降解的光固化樹脂和消泡劑,轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌均勻,其中加熱溫度控制在30~50℃,攪拌時間為60分鐘;
(3)均勻分散
按重量稱取以下組分:阻聚劑0.2g,表面活性劑1.5g;
其中阻聚劑為對羥基苯甲醚,表面活性劑為異丙醇與乙醇摩爾比為3:2的混合物(市售);
將阻聚劑稀釋在表面活性劑中,然后將該混合物添加到步驟(2)的溶液中,繼續(xù)攪拌60分鐘,水浴保溫30~50℃,最后收料即得可生物降解紫外光固化上光油。
實(shí)施例4可生物降解紫外光固化上光油的制備
(1)可生物降解光固化樹脂的制備
按重量稱取以下組分:聚羥基脂肪酸酯145g,光固化聚合物92g,改性劑73g,阻聚劑0.5g,催化劑2g;
其中,聚羥基脂肪酸酯是3-羥基丁酸酯,光固化聚合物是聚丙烯酸酯,改性劑是異氟爾酮二異氰酸酯,阻聚劑是對苯醌,催化劑是四丁基銨;
在裝有回流冷凝裝置、滴液漏斗及攪拌裝置的圓底燒瓶中加入光固化聚合物,在恒溫攪拌條件下加入阻聚劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,升溫至85±10℃,攪拌,溶解制成混合物,保溫2~3小時,滴加改性劑、質(zhì)量百分比35%的聚羥基脂肪酸酯,2~3小時滴完,保溫2.5~3.5小時,繼續(xù)滴加剩余的聚羥基脂肪酸酯、催化劑,升溫至110±5℃,反應(yīng)至酸值小于10mgKOH/g,最后收料即得生物基改性環(huán)氧丙烯酸樹脂;
(2)攪拌預(yù)分散
按重量稱取以下組分:可降解光固化樹脂40g,活性稀釋劑30g,光引發(fā)劑5.2g,消泡劑2g;
其中,可生物降解的光固化樹脂為步驟(1)中制備得到的可生物降解的光固化樹脂,活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯摩爾比為1:3的混合物,光引發(fā)劑為2-異丙基硫雜蒽酮,消泡劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷;
將稱好的活性稀釋劑放置于燒杯中,緩慢攪拌,500轉(zhuǎn)/分鐘,水浴加熱30~45℃,緩慢加入光引發(fā)劑,并進(jìn)行均勻攪拌,待光引發(fā)劑完全溶解,然后緩慢加入可生物降解的光固化樹脂和消泡劑,轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌均勻,其中加熱溫度控制在30~50℃,攪拌時間為60分鐘;
(3)均勻分散
按重量稱取以下組分:阻聚劑3.2g,表面活性劑4.5g;
其中阻聚劑為對羥基苯甲醚,表面活性劑為異丙醇與乙醇摩爾比為3:2的混合物(市售);
將阻聚劑稀釋在表面活性劑中,然后將該混合物添加到步驟(2)的溶液中,繼續(xù)攪拌60分鐘,水浴保溫30~50℃,最后收料即得可生物降解紫外光固化上光油。
實(shí)施例5本發(fā)明的可生物降解紫外光固化上光油的性能測試
(1)實(shí)施例1~3制備的可生物降解紫外光固化上光油黏度為600~900mPa·s(25℃),適合離線或聯(lián)機(jī)上光印刷,尤其在塑料薄膜上具有絕佳的附著力。
(2)將制備的可生物降解紫外光固化上光油采用IGT F1柔版印刷適性儀打樣,然后于紫外光固化設(shè)備中進(jìn)行固化干燥(固化功率為160W/cm,固化速度為25m/s);將固化后的油墨樣張剪成1×1cm2,重量為20~30mg的規(guī)格,采用土埋法,將樣張于室溫下埋于濕潤的土壤中,每間隔10d取樣一次,每次取三個樣,稱量其平均失重率。并用蒸餾水洗滌三次,真空干燥,觀察涂膜降解情況。
如表1所示,為由實(shí)施例1-3制得的光油制成的膜層在10d、30d、60d、90d、360d的平均失重率,其中,測試溫度為25℃。
由表1中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,光油膜層在土壤中分解較為明顯,在60天后可以看到較小的空洞,在90天后可以看到較為明顯的空洞,360天之后,光油膜層已經(jīng)基本成為細(xì)小的碎片,且大部分消失;其中實(shí)施例3中制備的光油膜層分解速度明顯大于其他實(shí)施例制備的光油膜層。
本發(fā)明制備的可生物降解紫外光固化上光油成分中完全沒有使用有機(jī)溶劑,所以沒有VOC的排放,對環(huán)境無污染。
表1
(3)可生物降解紫外光固化上光油中各組分的配比對光油多項性能的影響
光油中各成分及其比例對光油的性能有極其重要的影響。通過改變配方中不同成分的比例,考察了光油各組分比例對光油基本性能的影響,如表2所示,其中,測試溫度為25℃,固化功率為160W/cm,土埋時間為60天。
表2
從表2中可以看出,隨著基本配方中光固化樹脂用量的增加,活性稀釋劑含量的減少,光油的黏度逐漸增加,固化率則是先上升后下降,其分解速率隨著樹脂含量的增加而加快,當(dāng)樹脂的含量達(dá)到45%,活性稀釋劑的含量為45.8%時,光油的黏度、固化率和附著力均達(dá)到使用的較理想范圍。而樹脂的含量過多則會影響光油的黏度和固化效果。本發(fā)明通過大量試驗(yàn)及科學(xué)的試驗(yàn)設(shè)計方法,找到光油各成分之間的合理配比,既保證了光油使用的各項基本性能要求,同時又使光油具有了一定的生物降解性能。
本發(fā)明中光油各成分的基本配比,在保證光油具有一定的生物降解特性之外,還使光油的各項性能達(dá)到了離線或在線上光的基本要求;同時更使紫外光固化上光油難以回收處理、堆放于自然環(huán)境中污染環(huán)境、石油資源不可再生等問題得到了有效地解決,更促進(jìn)了紫外光固化涂料的可持續(xù)發(fā)展。