PVC用感溫可逆變色UV油墨及製備方法、使用方法與流程
2023-10-17 09:17:44 2
本發明涉及一種印刷油墨技術領域，且特別涉及一種pvc用感溫可逆變色uv油墨及製備方法、使用方法。
背景技術：
uv油墨又稱為紫外光固化油墨，是指在紫外線照射下，利用不同波長和能量的紫外光使油墨連接料中的單體聚合成聚合物，使油墨成膜和乾燥的油墨。uv油墨不僅具備豔麗的顏色、良好的印刷適性、適宜的固化乾燥速率、良好的附著力、耐磨性、耐蝕性、耐候性等，還具有固化速度快、印刷質量高、無voc排放等優點。uv油墨是一種經濟、高效的油墨，已經涵蓋所有印刷領域。目前全球uv油墨最主要的市場為：歐美、中國、日本，中國目前所需uv油墨的市場正在逐步擴大。
可逆溫變轉色油墨，是一類當達到某一特定溫度範圍時，材料的顏色就會發生改變，當溫度恢復到原始溫度後，顏色又能回復的特種防偽油墨。可逆溫變轉色油墨具有檢測方便、快速、準確、不需要額外輔助設備等優點，在包裝防偽印刷中具有廣闊的應用前景。但由於該油墨價格高，一般都用在高檔印件上，限制。目前，雖然對溫感變色材料有不少研究，但對於溫感可逆變色uv油墨體系及其升溫和降溫過程中感溫變色溫度控制的研究較少。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，此uv油墨具有方便檢測、固化簡單、附著力好等優點。
本發明的另一目的在於提供一種pvc用感溫可逆變色uv油墨的製備方法，此製備方法簡單、易操作，各項參數容易控制。
本發明的第三個目的在於提供pvc用感溫可逆變色uv油墨的使用方法，使用方便，性能好。
本發明解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。
本發明提出一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料由以下組分組成：預聚物30％-54％，單體30％-51％、光引發劑5％-9％、促進劑3％-7％、分散劑0.5％-2％、消泡劑1％-2％、感溫變色顏料2％-6％。
本發明提出一種pvc用感溫可逆變色uv油墨的製備方法，其包括以下步驟：
預混合：將預聚物、單體、促進劑和消泡劑混合，在60～85℃條件下進行攪拌得到混合料；
顏料分散：然後在混合料中加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，攪拌。
本發明提出一種pvc用感溫可逆變色uv油墨的使用方法，將pvc用感溫可逆變色uv油墨用絲印網過濾後，塗在pvc上，紫外光照射8～20min。
本發明實施例的pvc用感溫可逆變色uv油墨、製備方法、使用方法的有益效果是：
本發明的感溫可逆變色uv油墨採用特定原料及用量製備得到，具有感溫可逆變色的功能，能夠應用於包裝防偽印刷中。其具有檢測方便、快速、準確、不需要額外輔助設備等優點，市場前景廣闊。其附著力強、固化簡單、速度快，在材料上不發生龜裂、耐劃傷、無油墨擴散，且具有充分的強度和耐抗性能，耐乙醇、耐酸、耐鹼、耐水等性能均十分優良。
該感溫可逆變色uv油墨在紫外光照射下固化，能減少外界溫度對轉色體系的幹擾，同時在紙張、塑料、金屬等承印物上都具有出色的附著力，能極大擴展可逆溫變轉色材料在包裝防偽印刷中的應用。
此外，該感溫可逆變色uv油墨的製備方法簡單，先將預聚物、單體、促進劑和消泡劑進行預混合後，得到混合料，再在混合料中引入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，保證顏料在油墨中良好發散，保證各種原料的有效混合，且避免感溫變色顏料過早引入造成產品品質降低。製備方法簡單，操作方便，適用於工業化大規模生產。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
下面對本發明實施例的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨進行具體說明。
本發明實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料由以下組分組成：預聚物30％-54％，單體30％-51％、光引發劑5％-9％、促進劑3％-7％、分散劑0.5％-2％、消泡劑1％-2％、感溫變色顏料2％-6％。
進一步地，在本發明較佳的實施例中，按照重量百分比計，pvc用感溫可逆變色uv油墨的原料為：預聚物31.25％-50.11％，單體45.35％-50％、光引發劑6.02％-8.04％、促進劑3.74％-5.07％、分散劑0.7％-1.25％、消泡劑1％-1.25％、感溫變色顏料5％-5.26％。
通過使用特定的原料組成和特定的用量比例，並利用感溫變色顏料，使得產品具有感溫可逆變色的功能，能夠應用於包裝防偽印刷中。
進一步地，在本發明較佳實施例中，感溫變色顏料為感溫變色粉。本發明實施例中的感溫變色粉是由電子轉移型有機化合物體系製備的。電子轉移型有機化合物是一類具有特殊化學結構的有機發色體系。在特定溫度下因電子轉移使該有機物的分子結構發生變化，從而實現顏色轉變。這種變色物質不僅顏色鮮豔，而且可以實現從「有色-無色」狀態的顏色變化，這是重金屬復鹽絡合物型和液晶型可逆感溫變色物質所不具備的。
進一步地，感溫變色粉的粒徑優選為200～800目。該粒徑下的感溫變色粉能夠在產品中良好分散，保證產品質量的均一性。
進一步地，在本發明較佳實施例中，預聚物選自環氧丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸酯樹脂、聚醚丙烯酸樹脂、聚丙烯酸丙酯、不飽和聚酯樹脂中的一種或者多種。更為優選地，預聚物選自環氧丙烯酸樹脂。
預聚物的選擇，對於uv油墨的固化速度、硬度、靈敏性、穩定性以及印刷適性都有較大的影響。此外，預聚物對顏料的分散性、耐抗性等都對變色溫度都有影響。在本發明實施例中，選用環氧丙烯酸樹脂作為預聚物，能夠使得感溫變色顏料在產品中形成良好的分散，且具有良好的附著力，達到預計溫度後，發生比較顯眼的顏色變化。
進一步地，在本發明較佳實施例中，單體選自乙二醇二丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酯中的一種或多種。
進一步地，單體優選為hdda(乙二醇二丙烯酸酯)。使用該單體，原料來源方便，成本低廉，能夠有效調節uv油墨的溶解性和降粘性能，固化後產品的附著性等。
進一步地，在本發明較佳實施例中，光引發劑選自三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、雙苯甲醯基苯基氧化膦、二苯基乙酮中的一種或多種。
光引發劑是一種易受光激發的化合物，在吸收光照後激發成自由基，能量轉移給感光性分子，使uv油墨發生固化反應。在本發明的實施例中，光引發劑優選為三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(i1)。該光引發劑對光十分敏感，極大促進單體聚合交聯。
進一步地，在本發明較佳實施例中，促進劑為活性胺。具體地，選用由tmpta三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二乙胺、阻聚劑組成的活性胺製品。活性胺為工業製品，原料易得。活性胺能夠促進樹脂的固化，提高產品的光固化速度，提升產品固化後的硬度等。
進一步地，在本發明較佳實施例中，消泡劑為有機矽油類消泡劑(f810)。消泡劑是用來改善油墨層的流平性，防止縮孔的產生，使墨膜表面平整，同時也增加了油墨印刷的光澤度。該消泡劑化學惰性，適用溫度範圍廣，耐熱、耐寒、耐候和耐老化性能突出。且只需較少的用量就能得到較佳的效果。
進一步地，在本發明較佳實施例中，分散劑為活性含量高分子型分散劑(d-265)。分散劑能使油墨中的顏料與樹脂低潤溼，使顏料在油墨中有很好的分散性，防止油墨顆粒的凝聚和沉澱。該分散劑含有較多的吸附基團，有利於顏料的攪拌分散，保證顏料在較低的攪拌速度下能夠達到良好的分散。
本發明提出一種pvc用感溫可逆變色uv油墨的製備方法，其包括以下步驟：
預混合：將預聚物、單體、促進劑和消泡劑混合，在60～85℃條件下進行攪拌得到混合料；
顏料分散：然後在混合料中加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，攪拌。
先通過預混合過程，對預聚物、單體、促進劑和消泡劑在一定的溫度下進行預混合，該過程中，溫度相對較高，保證各物料能夠進行有效混合。此外，先對上述原料進行初步攪拌混合，能夠形成均一穩定的混合料，更便於後續顏料的加入。此外，預混合過程可以避免顏料、光引發劑等過早加入，在後續操作過程中受影響大，影響產品質量。
進一步地，在本發明較佳實施例中，在預混合步驟中，攪拌速度為100～150轉/分鐘，攪拌時間為10～18分鐘。
進一步地，在本發明較佳實施例中，在顏料分散步驟中，攪拌速度為30～50轉/分鐘，攪拌時間為3～5分鐘。
預混合過程和顏料分散過程，均使用較低的速度進行攪拌，避免速度過快，導致部分原料形成聚合等。且預混合過程使用相對較高的速度攪拌相對較長的時間，而顏料分散過程使用相對較低的速度攪拌相對較短的時間，得到最佳質量的產品。
本發明提出一種pvc用感溫可逆變色uv油墨的使用方法，將pvc用感溫可逆變色uv油墨用絲印網過濾後，塗在pvc上，紫外光照射8～20min。更進一步地，紫外光照時間為10～18min。
以下結合實施例對本發明的特徵和性能作進一步的詳細描述。
實施例1
本實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料包括以下組分：環氧丙烯酸樹脂37.41％、己二醇二丙烯酸酯45.35％、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦6.02％、活性胺3.74％、活性含量高分子型分散劑1.2％、有機矽油類消泡劑1.02％、感溫變色粉5.26％。
以上原料均為分析純。
pvc用感溫可逆變色uv油墨按以下步驟製備：
a.備料：將環氧丙烯酸樹脂、己二醇二丙烯酸酯、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(i1)、活性胺、有機矽油類消泡劑、活性含量高分子型分散劑和感溫變色粉按上述原料組成逐一稱量備用，在步驟b後備取光引發劑。
b.預混合：將步驟a中稱量備好的預聚物、單體、促進劑、消泡劑，在水浴鍋中以75℃的恆定溫度下以150轉/分鐘的低速對其進行攪拌，攪拌18分鐘；
c.顏料分散：將步驟b中加熱攪拌均勻的混合料加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，並用玻璃棒以50轉/分鐘的低速對其進行勻速攪拌，攪拌5分鐘。在本實施例中，感溫變色粉的基本溫度為31℃。
實施例2
本實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料包括以下組分：環氧丙烯酸樹脂50.11％、己二醇二丙烯酸酯30.04％、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦8.04％、活性胺5.07％、活性含量高分子型分散劑0.7％、有機矽油類消泡劑1.04％、感溫變色粉5％。
以上原料均為分析純。
pvc用感溫可逆變色uv油墨按以下步驟製備：
a.備料：將環氧丙烯酸樹脂、己二醇二丙烯酸酯、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(i1)、活性胺、有機矽油類消泡劑、活性含量高分子型分散劑和感溫變色粉按上述原料組成逐一稱量備用，在步驟b後備取光引發劑。
b.預混合：將步驟a中稱量備好的預聚物、單體、促進劑、消泡劑，在水浴鍋中以65℃的恆定溫度下以100轉/分鐘的低速對其進行攪拌，攪拌15分鐘；
c.顏料分散：將步驟b中加熱攪拌均勻的混合料加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，並用玻璃棒以40轉/分鐘的低速對其進行勻速攪拌，攪拌5分鐘。在本實施例中，感溫變色粉的基本溫度為31℃。
實施例3
本實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料包括以下組分：環氧丙烯酸樹脂50％、己二醇二丙烯酸酯30％-51％、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦6.25％、活性胺5％、活性含量高分子型分散劑1.25％、有機矽油類消泡劑1.25％、感溫變色粉5％。
以上原料均為分析純。
pvc用感溫可逆變色uv油墨按以下步驟製備：
a.備料：將環氧丙烯酸樹脂、己二醇二丙烯酸酯、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦(i1)、活性胺、有機矽油類消泡劑、活性含量高分子型分散劑和感溫變色粉按上述原料組成逐一稱量備用，在步驟b後備取光引發劑。
b.預混合：將步驟a中稱量備好的預聚物、單體、促進劑、消泡劑，在水浴鍋中以70℃的恆定溫度下以100轉/分鐘的低速對其進行攪拌，攪拌10分鐘；
c.顏料分散：將步驟b中加熱攪拌均勻的混合料加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，並用玻璃棒以30轉/分鐘的低速對其進行勻速攪拌，攪拌5分鐘。在本實施例中，感溫變色粉的基本溫度為31℃。
實施例4
本實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料包括以下組分：聚氨酯丙烯酸樹脂30％、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯44％、二苯基乙酮9％、活性胺7％、活性含量高分子型分散劑2％、有機矽油類消泡劑2％、感溫變色粉6％。
以上原料均為分析純。
pvc用感溫可逆變色uv油墨按以下步驟製備：
a.備料：將預聚物、單體、促進劑、消泡劑、分散劑、感溫變色顏料按上述原料組成逐一稱量備用，在步驟b後備取光引發劑。
b.預混合：將步驟a中稱量備好的預聚物、單體、促進劑、消泡劑，在水浴鍋中以60℃的恆定溫度下以150轉/分鐘的低速對其進行攪拌，攪拌10分鐘；
c.顏料分散：將步驟b中加熱攪拌均勻的混合料加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，並用玻璃棒以30轉/分鐘的低速對其進行勻速攪拌，攪拌5分鐘。在本實施例中，感溫變色粉的基本溫度為39℃。
實施例5
本實施例提供的一種pvc用感溫可逆變色uv油墨，按照重量百分比計，其原料包括以下組分：鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯54％、己二醇二丙烯酸酯34.5％、三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦5％、活性胺3％、活性含量高分子型分散劑0.5％、有機矽油類消泡劑1％、感溫變色粉2％。
以上原料均為分析純。
pvc用感溫可逆變色uv油墨按以下步驟製備：
a.備料：將預聚物、單體、促進劑、消泡劑、分散劑、感溫變色顏料按上述原料組成逐一稱量備用，在步驟b後備取光引發劑。
b.預混合：將步驟a中稱量備好的預聚物、單體、促進劑、消泡劑，在水浴鍋中以85℃的恆定溫度下以100轉/分鐘的低速對其進行攪拌，攪拌18分鐘；
c.顏料分散：將步驟b中加熱攪拌均勻的混合料加入感溫變色顏料、光引發劑、分散劑，並用玻璃棒以50轉/分鐘的低速對其進行勻速攪拌，攪拌3分鐘。在本實施例中，感溫變色粉的基本溫度為35℃。
試驗例1
實施例1～5中的pvc用感溫可逆變色uv油墨分別檢測色相、濃稠度和固形物含量，檢測合格後用絲網過濾，均勻塗在pvc上。然後，將塗好在pvc上的油墨放入紫外光照射箱內，照射15min後取出，分別得到樣品1～5。
對上述樣品進行性能檢測。
本發明試驗例中的主要性能測試方法如下：
1)光固速度的檢驗
級別1：無粘性。觸摸油墨，沒有黏的感覺。
級別2：拇指捻動無粘性。用大約5kg向下的壓力，用拇指在墨膜上作旋轉捻動，墨膜不破裂。
級別3：無劃傷固化。用指甲劃墨膜，不破裂。
2)附著力的檢驗
用針尖在墨膜上劃×形，然後用玻璃紙粘膠帶貼在刻痕上，並拉動，看墨膜是否被拉離玻璃基質。
級別0(差)：有刻痕的墨膜基本能拉掉；
級別1(中等)有少量墨膜被拉掉；
級別2(良好)極少數的墨膜被拉掉；
級別3(優良)一點也沒有脫落。
3)耐抗性能的檢測
採用耐乙醇、耐酸、耐鹼、耐水檢驗方法—浸泡法，參照標準qb568-1983。檢驗原理：經乾燥的油墨樣品，分別浸泡在1％的氫氧化鈉溶液、1％的鹽酸溶液、95％的乙醇溶液及水中，浸泡24h後取出樣品，根據掛樣變化評價等級如表1所示。
表1耐抗性能等級評定表
檢測結果如下表2所示，結果表明，本發明實施例製備得到的uv油墨，能夠在紫外光下直接固化，固化效果優良，且具有出色的附著力。此外，得到的樣品具有極佳的耐抗性能，耐酸、耐鹼、耐乙醇、耐水，質量優良，使用壽命長，具有廣闊的市場應用前景。
表2性能結果表
綜上所述，本發明實施例的pvc用感溫可逆變色uv油墨使用環氧丙烯酸樹脂為預聚物，以感溫變色粉為顏料，通過限定特定的原料組成和原料比例，得到的質量優良的感溫可逆變色uv油墨。其具有感溫可逆變色的功能，且原料來源廣泛、成本低廉，能夠應用於包裝防偽印刷中，具有檢測方便、快速、準確、不需要額外輔助設備等優點，在包裝防偽印刷中具有廣闊的應用前景。其製備方法簡單，易操作，且使用方便，固化時間短。得到的產品固化性能好、附著力強、耐酸鹼、耐水、耐有機溶劑，具有廣闊的應用前景。
以上所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。