電子束固化高附著力ABS塑料印刷油墨及其製備方法與流程
2023-05-01 06:09:16 1
本發明屬於油墨領域，具體涉及一種電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨。
背景技術：
採用電子束能量固化的油墨稱為電子束固化油墨（即eb油墨）。普通油墨印刷後墨膜層的乾燥，一般是油墨中的連結料被承印物吸收和揮發，固態物質則保留在承印物表面，形成一層薄薄的墨層。而電子束固化則是藉助電子束做照射能源，與活性液體化學配方進行輻射化學反應，在常溫下迅速乾燥固化的過程。
由於電子束是一種輻射，所以也可以把電子束輻射歸於輻射固化一類。輻射固化是在現有科學技術的基礎上發展起來的一門新技術，它主要是採用一種掃描型的電子加速器，輻射固化中電子加速器的電子束對基材表面掃描從而實現固化加工，其基本含義就是利用紫外光或電子束為能源，引發具有化學活性的液體配方，在基體表面實現快速反應的固化過程。紫外光固化和電子束固化技術不同於傳統技術（例如熱固化）的最大優點在於輻射固化採用高效能源的紫外光或電子束作為引發手段，快速實現塗層固化。其中電子束輻射則是由一批經過加速的電子流所組成的，在高能電子束的作用下，產生自由基或離子基，自由基或離子基再與其他物質交聯成網狀聚合物，與紫外光相比，粒子能量遠遠高於紫外光，能夠使空氣電離，且電子束固化一般不需光引發劑，能夠直接引發化學反應，對物質的穿透力也比紫外光大。
電子束固化和光固化兩者所採用的樹脂（預聚物）和單體是類似的，因此其聚合過程和產物也具有一定的相似性和可比性。但是，兩者的差別也是明顯的，這些差別決定了其不同的優勢和市場需求。和光固化相比，電子束固化的優點包括：
１）電子束固化因電子的能量很高，可直接使樹脂或單體等有機物解離，產生自由基和離子從而引發聚合反應，因此在電子束固化配方中不必使用光引發劑。這會帶來許多好處。首先，光引發劑在光固化時不能完全分解，而它們一般都是含有羰基的化合物，這對光固化材料的耐老化性能極為不利；其次，不用光引發劑可使固化產物更加純淨，不會由於殘留的光引發劑及其光分解產物的揮發而引起難聞的臭味，這對某此應用（例如生物、醫學、食品等）是至關重要的；最後，由於光引發劑價格一般都比較貴，因此不用光引發劑在產品成本方面也是有利的；
2）電子束的穿透能力僅和物質的密度有關，對於油墨等著色物質不存在像光固化那樣的光難以透過的問題，避免了在光固化中必須使用量大而價昂的光引發劑的缺點；
3）電子束的穿透深度比光的穿透深度大，因此，電子束固化不僅可用於薄的表面塗層，也可用於厚達數毫米甚至數釐米的複合材料的固化以及雙面固化，這在光固化是比較難以做到的。
電子束固化油墨同uv油墨一樣，在網印中也是最有發展前途的「綠色」油墨之一。由於電子束固化油墨不受墨層厚度的限制，操作起來也比紫外線光固化油墨更為安全。
當然，作為一種發展中的新型固化技術，eb固化技術也存在著一些缺點。如近年來eb固化設備雖然在價格上有很大程度的降低，但是其設備一次性投入仍然較大；eb油墨的價格仍比普通油墨的價格高；為解決空氣中氧的抑制問題，一般都必須採用惰性氣體屏蔽的方法，不僅增加了裝置的複雜性，而且增加了生產成本；eb固化僅適用於平面的塗層固化，因而固化產品的幾何形狀受到限制；eb油墨的一個重要特性就是它有良好的耐抗性，但這在廢棄印刷品回收時則成為脫墨難、妨礙回收的一個因素，因此在印品回收方面還必須做新的研究。
技術實現要素：
本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨。
本發明的另一目的是提供一種上述電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨的製備方法。
本發明的目的可以通過以下措施達到：
一種電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨，該油墨包括如下重量份的組分：低密度聚乙烯10-25份，聚氨酯丙烯酸酯1-10份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯10-20份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯15-25份，聚矽氧烷丙烯酸酯5-15份，聚乙烯蠟粉1-10份，潤溼劑1-10份，顏料1-20份。
本發明的油墨可以僅由以上各組分配製而成，也可以在不影響整體性能的基礎上加入其他組分，例如稀釋劑等。
在一種優選方案中，本電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨包括如下重量份的組分：低密度聚乙烯15-25份，聚氨酯丙烯酸酯2-10份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15-20份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯15-25份，聚矽氧烷丙烯酸酯5-15份，聚乙烯蠟粉2-8份，潤溼劑1-5份，顏料1-20份。
在另一種優選方案中，本電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨包括如下重量份的組分：低密度聚乙烯20份，聚氨酯丙烯酸酯5份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯20份，聚矽氧烷丙烯酸酯10份，聚乙烯蠟粉5份，潤溼劑5份，顏料10份。
本發明中的潤溼劑為byk-346或byk-163。
本發明的電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨的配製方法為：先將低密度聚乙烯、聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇雙丙烯酸酯和聚矽氧烷丙烯酸酯在20～80℃下高速分散至得到分散均勻的溶液，再加入聚乙烯蠟粉、潤溼劑和顏料，然後用液壓三棍機進行研磨，直至顏料完全分散到5微米以下，最後過濾包裝即可。
優選的，高速分散時的溫度為30～60℃，更優選50～60℃。
本發明的eb油墨具有如下諸多優點：
（1）不含揮發性物質voc，沒有氣味或僅有很小的氣味，減少了對工人健康的危害，無環境汙染；
（2）耐抗性好，油墨中的化學物質通過交聯反應形成了高分子立體網狀聚合物，墨膜具有較好的耐化學性和耐摩擦性；
（3）固化時間短，只需0.1秒左右即可徹底乾燥，與傳統印刷需要幾分鐘甚至幾天才能徹底乾燥相比，大大提高了生產效率，有利於進行規模生產；
（4）顏料濃底高，印製的產品外觀漂亮，具有很強的光澤高和立體感；
（5）減少了印刷機的清洗時間，墨斗裡的eb油墨即使存放一個晚上，也不會出現結皮、硬化現象，減少了浪費；
（6）固化時不會出現導致承印物變形的強熱量。
本發明的電子束固化高附著力abs塑料印刷油墨，通過各組分之間（特別是低密度聚乙烯、聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇雙丙烯酸酯和聚矽氧烷丙烯酸酯）的協同作用，使得油墨能夠在極短的固化時間下形成強有力且相互交互的高分子立體聚合網絡，使得墨膜同時具有較高的硬度、附著力、耐化學性、耐摩擦性、耐熱性和耐蒸煮性能，其經濟環保，可以滿足各類絲印移印的需求，為eb固化技術在油墨的發展提供了一種新的應用。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明的保護範圍並不局限於以下各實施例。
實施例1
各組分的重量份組成為：低密度聚乙烯20份，聚氨酯丙烯酸酯5份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯20份，聚矽氧烷丙烯酸酯10份，聚乙烯蠟粉5份，潤溼劑5份，顏料10份。
配製方法為：先將低密度聚乙烯、聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇雙丙烯酸酯和聚矽氧烷丙烯酸酯在45℃下高速分散至得到分散均勻的溶液，再加入聚乙烯蠟粉、潤溼劑和顏料，然後用液壓三棍機進行研磨，直至顏料完全分散到5微米以下，最後過濾包裝即可。
實施例2
各組分的重量份組成為：低密度聚乙烯22份，聚氨酯丙烯酸酯6份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯13份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯17份，聚矽氧烷丙烯酸酯8份，聚乙烯蠟粉5份，潤溼劑5份，顏料10份。
配製方法為：先將低密度聚乙烯、聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇雙丙烯酸酯和聚矽氧烷丙烯酸酯在45℃下高速分散至得到分散均勻的溶液，再加入聚乙烯蠟粉、潤溼劑和顏料，然後用液壓三棍機進行研磨，直至顏料完全分散到5微米以下，最後過濾包裝即可。
實施例3
各組分的重量份組成為：低密度聚乙烯18份，聚氨酯丙烯酸酯8份，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯11份，1,6-己二醇雙丙烯酸酯122份，聚矽氧烷丙烯酸酯9份，聚乙烯蠟粉5份，潤溼劑5份，顏料10份。
配製方法為：先將低密度聚乙烯、聚氨酯丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇雙丙烯酸酯和聚矽氧烷丙烯酸酯在45℃下高速分散至得到分散均勻的溶液，再加入聚乙烯蠟粉、潤溼劑和顏料，然後用液壓三棍機進行研磨，直至顏料完全分散到5微米以下，最後過濾包裝即可。
對比例1
將實施例1中的低密度聚乙烯移除，其他組分和製備同實施例1。
對比例2
將實施例1中的聚氨酯丙烯酸酯移除，其他組分和製備同實施例1。
對比例3
將實施例1中的1,6-己二醇雙丙烯酸酯移除，其他組分和製備同實施例1。
測試例
將各實施例和對比例所得的油墨塗於abs塑料基材上，置入電子束加速器內進行電子束輻照，經0.1s輻照劑量1kgy後，墨膜固化。固化後墨膜各項性能測試結果如下：
1、附著力、耐劃傷性、耐磨性的表示方法：1為最差，5為最優，具體性能見下表。
2、耐水性（gb/t1733-93甲法），實施例1-3均高於3000h，對比例1-3低於500h。
3、耐酸性（5wt%鹽酸溶液浸泡300h），實施例1-3墨膜無異常，對比例1和2在48h內有墨膜部分脫落溶解，對比例3在48h內有異常。
4、耐鹼性（5wt%naoh溶液浸泡300h），實施例1-3墨膜無異常，對比例1-3在24h內有墨膜有溶解現象。
5、鉛筆硬度，實施例1-3為2h-3h，對比例3為f，對比例1和2為h。
6、耐熱性，實施例1-3在4-5級，對比例1-3低於3級。