一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其製備方法

2023-10-09 22:13:49 2

專利名稱：：一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其製備方法
技術領域：
：本發明屬油墨及其製備領域，特別是涉及一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其製備方法。
背景技術：
：大型噴繪機用油墨按照其主要組分的不同，可分為三大類水性油墨，溶劑型油墨和紫外光固化油墨。水性油墨成本低、沒有汙染，色彩鮮豔，但是因為水性油墨噴繪的畫面不易乾燥和易被介質吸收，它要求噴繪介質有專門的塗層，主要應用於紙張以及各種纖維類(布)底材、有塗層的噴繪介質上。而溶劑型油墨中的溶劑一般能與底材直接融合，不要求介質覆有塗層，且其揮發速度快，滿足高速列印的要求。但溶劑型油墨最大的問題就是對環境不夠友好，因為油墨中可揮發有機物含量高，從長遠來看肯定會逐漸受到諸多限制。紫外光固化噴繪油墨，又稱UV噴繪油墨，它是在紫外光固化塗料和清漆的基礎上發展起來的，一般應用在數碼平板噴繪機上，適用於包括硬質板材、軟質材料、泡沫材料、PVC板、有機玻璃、木材、金屬薄板等底材。由於其具有很好的底材適應性和對環境的友好性(無任何化學揮發成分排出)，深受用戶的青睞。紫外光固化油墨是利用紫外線的輻射能量，使其中的光引發劑吸收紫外光的能量，受激發變為自由基或陽離子，從而引發顏料單體的不飽和雙鍵發生聚合反應，形成體型聚合物結構，此墨水具有很好的憎水性和抗溶劑的性能，完全符合"3E原則"。所謂3E，即Energy,節省能源，不必對基材進行加熱，一般紫外光固化所需能量為熱固化的1/5;Ecology,生態環境保護，紫外光固化材料中不含或只含極少量溶劑，同時紫外固化所用能源為電能、不燃油或燃氣，無C02產生，故紫外光固化技術被譽為"綠色技術";Economy，經濟，紫外光固化裝置緊湊，流水線生產，加工速度快，因而節省場地空間，勞動生產率高，紫外固化工藝保證膜層更薄，並有優良的性能，從而減少原材料消耗，有利於降低經濟成本。作為一種新型的環保型油墨，它具有節能、無溶劑排放、不汙染環境、生產效率高、適用於對熱敏感的承印物、印品性能優異、設備投資低等優點，因而具有可持續發展的廣闊前景。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其製備方法，該油墨無揮發性溶劑、對環境汙染小、能源消耗少、列印流暢性好、固化速率快、圖案色澤亮麗、列印底材適用性範圍廣，製備工藝簡單。本發明的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，按質量百分比組成為715%顏料色漿、115%預聚物、3075%顏料單體和320%光引發劑。所述的顏料色槳的品種包括9R870D、9Y750、9S727、9W892、9B898(PennColorlnc.)，UV-106R236、UV-106Y208、UV-106BL7072、UV-106BK250、UV-106W170、UV-880R236、UV-880Y208、UV-880BL7072、UV-880BK250、UV-880W170(杭州科望特種油墨有限公司)。4所述的預聚物選自Ebecryl811、Ebecryl830、Ebecryl1290、Ebecryl1810、Ebecryl1657、Ebecryl8800、Ebecryl8803(UCB公司)，6130B-80、6132、6145_100(長興公司)，CN292、CN704、CN816、CN929、CN953、CN966、CN980、CN983、CN985、CN944B-85、CN963A-80、(沙多瑪廣州化學有限公司)中的一種或幾種。所述的顏料單體選自二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEG匿)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)、3-羥-2，2-二甲基-3-羥-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(HPHPDA)、異冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)、異冰片基丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸異辛酯(IOA)、N-乙烯基咔唑(NVC)、C8-C10丙烯酸酯(ODA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯(THFFA)、三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一種或幾種。所述的光引發劑選自1-羥基環己基苯基甲酮(Irgacure-184)、2-苯基苄-2-二甲基胺-l-(4-嗎啉苄苯基)丁酮(Irgacure-369)、2，2-二甲氧基-苯基甲酮(Irgacure-651)、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Irgacure-819)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮(Irgacure-907)、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮(Irgacure-1173)、2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦(TPO)、乙基_4(二甲基-氨基)苯甲酸酯(EDAB)、異丙基硫雜蒽酮(ITX)、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯(EDB)、對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯(EHA)、二苯甲酮(BP)中的一種或幾種。所述紅色油墨包括40.4g服870D顏料色漿、20gCN983預聚物、26.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、23.2g2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g異冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4gl_羥基環己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮和3.lg二苯甲酮。所述黃色油墨包括25.5g9Y750顏料色漿、32gCN944B-85預聚物、30.2g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN_乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8gl-羥基環己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、5.2g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯。所述藍色油墨包括38.6g9B898顏料色漿、4.7gEbecryl1290預聚物、31.7g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、40g異冰片基甲基丙烯酸酯、36.28丙烯酸異辛酯、2082-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-嗎啉苄苯基)丁酮、9.3g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦和12.lg對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯。所述黑色油墨包括38.6g9S727顏料色漿、31.8gEbecryl811預聚物、35.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g異冰片基丙烯酸酯、38.9gN_乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7gl-羥基環己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.Ig2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦和4.Ig4-二甲氨基-苯甲酸乙酯。所述白色油墨包括32.7g9W892顏料色漿、29gCN963A-80預聚物、34g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g異冰片基丙烯酸酯、38.lgN-乙烯基咔唑、80.lg三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7gl-羥基環己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、5.2g2_羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮。本發明的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨的製備方法，包括在避光的條件下，按質量百分比組成，將715%所述顏料色漿、115%所述預聚物、3075%所述顏料單體和320%所述光引發劑混合，乳化30180min，均勻分散後，用孔徑為0.22ym的微孔濾膜過濾即得。本發明的油墨利用紫外線的輻射能量，使其中的光引發劑吸收能量，受激變為自由基或陽離子，從而引發顏料單體中的不飽和雙鍵瞬間發生聚合反應。有益效果(1)可揮發物(VOC)幾乎為零，使得油墨環保。(2)在紫外光照射前一直保持液態，照射後瞬間固化。(3)由於瞬間固化，不再需要加熱器等高耗能設備。(4)無限高速列印滿足更高的生產量。(5)可噴繪高質量、高光澤的畫面。(6)無論是硬質底材還是軟質底材都可取得滿意的列印效果。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。實施例1紅色油墨的製備tableseeoriginaldocumentpage6在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化lh，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系後，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用紅色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力33.2mN/m(在24。C下由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.50cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑150nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨列印流暢性良好，固化速率快。實施例2黃色油墨的製備tableseeoriginaldocumentpage7在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系後，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用黃色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力32.8mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.25cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑135nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨列印流暢性良好，固化速率快。實施例3藍色油墨的製備tableseeoriginaldocumentpage8在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系後，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用藍色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力34.lmN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.36cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑126nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨列印流暢性良好，固化速率快。實施例4黑色油墨的製備tableseeoriginaldocumentpage9在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化2.0h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系後，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用黑色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力30.9mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.65cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑139nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨列印流暢性良好，固化速率快。實施例5白色油墨的製備tableseeoriginaldocumentpage10在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.Oh，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系後，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用白色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力32.6mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.28cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑150nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨列印流暢性良好，固化速率快。權利要求一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，按質量百分比組成，該油墨包括7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發劑。2.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述的顏料單體選自二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、3-羥-2，2-二甲基-3-羥-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、丙烯酸異辛酯、N-乙烯基咔唑、08-(:10丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述的光引發劑選自l-羥基環己基苯基甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-l-(4-嗎啉苄苯基)丁酮、2，2-二甲氧基-苯基甲酮、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲醯基)氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、乙基_4(二甲基-氨基)苯甲酸酯、異丙基硫雜蒽酮、4-二甲氨基_苯甲酸乙酯、對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯、二苯甲酮中的一種或幾種。4.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述紅色油墨包括26.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、23.2g2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g異冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4gl_羥基環己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基_1_(4_甲硫基苯基)-2_嗎啉基-l-丙酮和3.lg二苯甲酮。5.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述黃色油墨包括30.2g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN-乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8gl-羥基環己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、5.282-羥基-甲基苯基丙烷-l-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯。6.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述藍色油墨包括31.7g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、40g異冰片基甲基丙烯酸酯、36.2g丙烯酸異辛酯、2082-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基苄_2_二甲基胺-1-(4-嗎啉苄苯基)丁酮、9.3g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦和12.lg對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯。7.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述黑色油墨包括35.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g異冰片基丙烯酸酯、38.9gN-乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7gl_羥基環己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.lg2，4，6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦和4.lg4-二甲氨基-苯甲酸乙酯。8.根據權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特徵在於，所述白色油墨包括34g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g異冰片基丙烯酸酯、38.lgN-乙烯基咔唑、80.lg三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7gl-羥基環己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、5.2g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮。9.一種大型噴繪機用紫外光固化油墨的製備方法，包括在避光的條件下，按質量百分比，將715%所述顏料色漿、115%所述預聚物、3075%所述顏料單體和320%所述光引發劑混合，乳化30180min，均勻分散後，用孔徑為0.22ym的微孔濾膜過濾即得。全文摘要一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其製備方法。按質量百分比組成，該油墨包括7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發劑。其製備方法包括在避光的條件下，按質量百分比組成，將7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發劑混合，乳化30～180min，均勻分散後，用孔徑為0.2～2μm的微孔濾膜過濾即得。該油墨無揮發性溶劑、對環境汙染小、能源消耗少、列印流暢性好、固化速率快、圖案色澤亮麗、列印底材適用性範圍廣，製備工藝簡單。文檔編號C09D11/10GK101709181SQ20091019987公開日2010年5月19日申請日期2009年12月3日優先權日2009年12月3日發明者李冬梅,李文彬,王夏琴申請人:上海英威噴墨科技有限公司