專利名稱：：一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于印刷油墨領(lǐng)域，涉及一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)中，塑料印刷油墨通常采用油溶性的UV固化油墨——以下稱紫外線固化油墨，這種紫外線固化油墨的突出優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保和干燥固化速度快，環(huán)保的根本原因在于油墨中不采用容易揮發(fā)的有機(jī)溶劑類組分來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度，而是采用活性稀釋劑(即活性單體)來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度，而活性稀釋劑中揮發(fā)性的有機(jī)化合物組分比較低，又采用紫外線固化，因此與普通溶劑型油墨相比其環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)很突出，同時(shí)由于采用紫外線固化，因此印刷到承印品表面的墨膜的干燥速度很快，其不足之處在于，盡管與普通溶劑型油墨相比環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)很突出，但畢竟還是使用了有機(jī)化合物，而且活性稀釋劑氣味很大，對(duì)人體有一定的剌激作用，非常易引起皮膚過(guò)敏；采用活性稀釋劑調(diào)節(jié)油墨粘度具有一定的局限性，若活性稀釋劑加入量少，則油墨粘度不易降低，造成油墨印刷時(shí)墨膜很厚，因?yàn)楦稍飼r(shí)無(wú)溶劑性揮發(fā)，不存在墨膜變薄的可能性，所以在多色印刷時(shí)油墨疊印會(huì)造成網(wǎng)點(diǎn)增大色相失真；若活性稀釋劑加入足夠量，雖然能使油墨粘度降低，但又會(huì)由于活性稀釋劑總量增加，帶來(lái)?yè)]發(fā)性的有機(jī)化合物組分排放總量增加，從而會(huì)進(jìn)一步影響油墨的環(huán)保性能；因此，以活性稀釋劑調(diào)節(jié)紫外線固化油墨的粘度具有不可克服的局限性，并影響到所述油墨本身的應(yīng)用；同時(shí)相應(yīng)的設(shè)備、容器均需要有機(jī)溶劑清洗，不僅污染嚴(yán)重，且火災(zāi)隱患大；。
發(fā)明內(nèi)容解決的技術(shù)問(wèn)題；提供一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，含有能溶于水和乙醇的水溶性紫外固化樹(shù)脂，以水和乙醇作溶劑兼稀釋劑方便調(diào)節(jié)油墨粘度，墨膜干燥時(shí)溶劑會(huì)揮發(fā)，不僅干燥速度快、減化防塵操作，降低對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)工人的身體健康，印刷質(zhì)量好，易獲得極薄的墨膜，而且由于所述油墨具有水溶性，相應(yīng)的設(shè)備、容器易于清洗，大大減少火災(zāi)危害。采用的技術(shù)方案—種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，含有預(yù)聚物-紫外線固化樹(shù)脂、光引發(fā)劑及顏料，其特征在于預(yù)聚物為水溶性紫外固化樹(shù)脂，還含有表面活性劑、水和乙醇，各組分的含量重量份數(shù)比為，預(yù)聚物為100300份；光引發(fā)劑為1550份；表面活性劑為1030份；顏料為70150份；水為60200份；乙醇為40100份；預(yù)聚物由下列物質(zhì)中的一種或二種組成，水性環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂，水性光固化丙烯酸化聚丙烯酸樹(shù)脂，水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂；表面活性劑由下列物質(zhì)中的一種或二種組成，山梨酸醇酐三油酸酯、山梨酸醇酐單油酸酯、山梨糖醇酐單月桂酯、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、吐溫20、吐溫21、吐溫40、吐溫60、吐溫61、吐溫80、吐溫81及吐溫85。有益效果由于預(yù)聚物選用水溶性紫外固化樹(shù)脂，并且選用相應(yīng)的表面活性劑，因此，所述油墨不僅具有油溶性的紫外線固化油墨的基本特征——干燥速度快，而且以水和乙醇作溶劑兼稀釋劑，能方便的調(diào)節(jié)油墨的粘度，油墨不分層穩(wěn)定性高，表面張力小，有利于提高與塑料承印品表面的附著力，；墨膜干燥時(shí)溶劑會(huì)揮發(fā)，光固化前已可指觸、可堆放和修理，能簡(jiǎn)化防塵操作，印刷質(zhì)量好，易獲得極薄的墨膜；不僅干燥速度快，而且降低對(duì)環(huán)境的污染，有利于工人的身體健康，從環(huán)保性能方面講，遠(yuǎn)比采用活性稀釋劑優(yōu)越，又利于設(shè)備、容器的清洗，大大減少火災(zāi)危害。具體實(shí)施例方式—、關(guān)于組分的原料及選用1、所述預(yù)聚物，為水溶性紫外固化樹(shù)脂，以下簡(jiǎn)稱A，是含有不飽和官能團(tuán)的低分子聚合物，是所述油墨中最重要的組分，能溶于水和乙醇，其性能對(duì)油墨固化過(guò)程和墨膜的性質(zhì)起決定作用，在紫外線照射下，光引發(fā)劑能使預(yù)聚物變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，不斷交聯(lián)聚合，快速固化成膜，由下列物質(zhì)中的一種或二種組成水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂——中山市中僑涂料粘膠有限公司生產(chǎn)；水性光固化丙烯酸化聚丙烯酸樹(shù)脂(WUY)——上海華南化工進(jìn)出口有限公司生產(chǎn)；水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂(PUA)——廣州市晨光化工科技有限公司生產(chǎn)。2、所述光引發(fā)劑，以下簡(jiǎn)稱B，是任何紫外線固化體系都需要的主要成分，一般是在波長(zhǎng)為200400nm紫外光照射下，能分解成自由基，引發(fā)預(yù)聚物交聯(lián)作用的物質(zhì)，選用物質(zhì)如下a_羥基異丙基苯甲酮C1QH1Q02;a-羥基環(huán)己基苯甲酮C13H1602CAS:947_19_3;2_異丙基硫雜蒽酮C8H14C112N202CAS:66522-95-5;2.4.6-三甲基苯甲?；交趸?TPO)CAS:75980-60-8;2-甲基_2_(4-嗎啉基)_l_[4-(甲硫基)苯基丙酮CAS:71868-10-5。3、所述表面活性劑，以下簡(jiǎn)稱C，用以降低所述油墨的表面張力，由下列物質(zhì)中的一種或二種組成山梨酸醇酐三油酸酯(Span85)、山梨酸醇酐單油酸酯(span80)、山梨糖醇酐單月桂酯(span20)、烷基酚聚氧乙烯醚(0P-10)、月桂醇聚氧乙烯醚(Brij35)、吐溫20(TWEEN-20)、吐溫21(TWEEN-21)、吐溫40(TWEEN-40)、吐溫60(TWEEN-60)、吐溫61(TWEEN-61)、吐溫80(TWEEN-80)、吐溫81(TWEEN-81)、吐溫85(TWEEN-85)。4、所述顏料，以下簡(jiǎn)稱D，即為油墨著色的色料，按需選用3144立索爾大紅C4。H26BaN408S2CAS:1103-38-4，金光紅C(油墨大紅)C34H24BaCl2N408S2C.I.Pigmentred53:1CAS:5160-02-1，5915大紅<:3411268&&0852(:.I.Pigmentred70(15590)，炭黑CCAS:1333-86-4，耐曬黃G(2-[(4-甲基-2-硝基苯基)偶氮]-3-氧代-N-苯基丁酰胺)C17H16N404CAS:2512-29-0，耐曬黃10GC16H12C12N404CAS:6486-23-3，酞菁藍(lán)〇321116(^8CAS:147-14-8C.I.Pigmentbluel5，3004顏料紫紅C4oH26CaN408S2C.I.Pigmentred54(14830:1)，酞菁綠GC^H^^ImhsCuNsCAS:1328-53-6C.I.Pigmentgreen7，鈦白粉Tio2CAS:13463-67-7C.I.Pigmentwhite6。5、去離子水作為溶劑兼稀釋劑，以下簡(jiǎn)稱E。6、工業(yè)乙醇作為溶劑兼稀釋劑，以下簡(jiǎn)稱F。7、關(guān)于助劑消泡劑簡(jiǎn)稱G:HP-509水性消泡劑——廣州市霍普化學(xué)有限公司生產(chǎn)，有效成分為改性硅酮混合物；BJ-60消泡劑——南京百聚科技有限公司生產(chǎn)，有效成分為特殊礦物油類，屬非離子型。流平劑簡(jiǎn)稱H:水性改性聚硅氧烷流平劑，如惠州市惠陽(yáng)建一實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的JYL-3033型，深圳市長(zhǎng)輝化工科技有限公司生產(chǎn)的BNK-LK370B型，杭州包爾得有機(jī)硅有限公司生產(chǎn)的BD-3033型油/水性涂料流平劑。阻聚劑簡(jiǎn)稱J:氮氧自由基哌啶醇C9H18N02CAS:2226_96_2，對(duì)叔丁基鄰苯二酚C10H1402CAS:98-29-3，鄰苯二酚C6H602CAS:120-80-9。二、關(guān)于組分及其含量重量份數(shù)比(各表中比例均為重量份數(shù)比)1、本發(fā)明油墨含有A、B、C、D、E和F六種組分，重量份數(shù)比如表一所示表一<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注當(dāng)組分A為二種物質(zhì)組成時(shí)，其中一種物質(zhì)占其總份數(shù)的l/31/2，其余為另一種物質(zhì)的份數(shù)；當(dāng)組分C為二種物質(zhì)組成時(shí)，其中一種物質(zhì)占其總份數(shù)的1/31/2，其余為另一種物質(zhì)的份數(shù)。相應(yīng)的實(shí)施例如表二、三、四及五所示表二中原料組分選用為A為水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂，B為a_羥基環(huán)己基苯甲酮，C為山梨酸醇酐三油酸酯，D為鈦白粉，E為去離子水，F(xiàn)為工業(yè)乙醇。表二<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表三中原料組分選用為A為水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，B為2-甲基_2-(4-嗎啉基)-l-[4-(甲硫基)苯基]-l-苯酮，C為山梨糖醇酐單月桂酯，D為酞菁藍(lán)，E為去離子水，F(xiàn)為工業(yè)乙醇。表三<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表四中原料組分選用為A由A1、A2兩種物質(zhì)組成，分別為水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂和水性光固化丙烯酸化聚丙烯酸樹(shù)脂，B為2-異丙基硫雜蒽酮，C為月桂醇聚氧乙烯醚，D為耐曬黃G，E為去離子水，F(xiàn)為工業(yè)乙醇。表四<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表五中原料組分選用為A為水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，B為a_羥基環(huán)己基苯甲酮或a-羥基異丙基苯甲酮，C由C1、C2兩種物質(zhì)組成，分別為山梨酸醇酐三油酸酯和山梨醇酐單油酸酯，或者分別為吐溫21和吐溫85，D為3144立索爾大紅，E為去離子水，F(xiàn)為工業(yè)乙醇。表五<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由前述實(shí)施例可知，A、C兩組分，能同時(shí)分別選用兩種物質(zhì)，也能其中一種組分選用兩種物質(zhì)，而另一種組分只選用一種物質(zhì)，這當(dāng)然是能實(shí)施的。2、本發(fā)明的油墨還含有如下三種助劑——消泡劑簡(jiǎn)稱G、流平劑簡(jiǎn)稱H、阻聚劑簡(jiǎn)稱J中的一種，或二種，或三種。①含一種助劑時(shí)，重量份數(shù)比如表六所示表六<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>相應(yīng)的實(shí)施例如表七所示表七中原料組分選用為G選用為HP-509水性消泡劑或BJ-60消泡劑；或H選用為JYL-3033型或BNK-LK370B型的水性改性聚硅氧烷流平劑；或J選用為氮氧自由基哌啶醇或鄰苯二酚；A、B、C、D、E及F的選用均分別同于表二中所述。表七<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>②含二種助劑時(shí)，重量份數(shù)比如表八所示表八<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表八中的X、Y分別表示所述三種助劑G、H及J中的一種，但二者不得為同一種助劑。相應(yīng)的實(shí)施例如表九所示表九中原料組分選用為，A、B、C、D、E及F的選用均分別同于表二中所述；X、Y分別選用三種助劑G、H及J中的一種，但二者不得選用同一種助劑；G、H及J的選用均分別同于表七中所述。表九<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>③含三種助劑時(shí)，重量份數(shù)比如表十所示表十<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>相應(yīng)的實(shí)施例如表i^一所示表十一原料組分選用為，A、B、C、D、E及F的選用均分別同于表二中所述；G、H及J的選用均分別同于表七中所述。表^^一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>3三、關(guān)于本發(fā)明油墨的制備方法1、當(dāng)只含有組分A、B、C、D、E及F六種時(shí)首先將比例用量的預(yù)聚物A、表面活性劑C及水E和乙醇F混合在一起，并充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆?，然后加入比例用量的顏料D，并再次充分混合分散均勻，而后進(jìn)行研磨，一般研磨34道，要求研磨細(xì)度小于15m，最后加入比例用量的光引發(fā)劑B，再次充分混合分散均勻即可。2、當(dāng)含有組分A、B、C、D、E、F及消泡劑G時(shí)，在前述"l"的基礎(chǔ)上，消泡劑G比例總用量的1/5左右先隨顏料D共同加入，而剩余量的消泡劑G需在最后隨光引發(fā)劑B共同加入，并充分混合分散均勻即可。3、當(dāng)含有組分A、B、C、D、E、F及流平劑H時(shí)，在前述"1"的基礎(chǔ)上，比例用量的流平劑H需在最后隨光引發(fā)劑B共同加入，并充分混合分散均勻即可。4、當(dāng)含有組分A、B、C、D、E、F及阻聚劑J時(shí)，在前述"l"的基礎(chǔ)上，比例用量的阻聚劑J需在最后隨光引發(fā)劑B共同加入，并充分混合分散均勻即可。5、當(dāng)含有組分A、B、C、D、E、F及三種助劑消泡劑G、流平劑H、阻聚劑J中的任意二種助劑時(shí)，對(duì)所含消泡劑G，比照前述"2"中處理，對(duì)所含流平劑H、阻聚劑J分別比照前述"3"、"4"中處理。6、當(dāng)含有組分A、B、C、D、E、F及G、H、J時(shí)首先將比例用量的預(yù)聚物A、表面活性劑C及水E和乙醇F混合在一起，并充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆?，然后加入比例用量的顏料D，其中消泡劑G比例總用量的1/5左右需要先隨顏料D共同加入，并再次充分混合分散均勻，而后進(jìn)行研磨，一般研磨34道，要求研磨細(xì)度小于15ym，而剩余量的消泡劑G以及比例用量的流平劑H和阻聚劑J均需在最后隨比例用量的光引發(fā)劑B共同加入，并充分混合分散均勻即可。四、關(guān)于本發(fā)明油墨的應(yīng)用以水和乙醇作為溶劑兼稀釋劑，能方便調(diào)節(jié)油墨粘度；采用絲網(wǎng)印刷法印刷到塑料承印品表面，先對(duì)塑料印品在90IO(TC下恒溫脫水干燥使墨膜達(dá)到初干，然后進(jìn)行紫外線干燥固化處理，使墨膜達(dá)到完全固化。實(shí)用結(jié)果表明，能以水和乙醇方便地調(diào)節(jié)所述油墨的粘度，能控制墨膜厚度在1540m，并且由于墨膜干燥時(shí)溶劑會(huì)揮發(fā)，能簡(jiǎn)化防塵操作，使用方便，印刷質(zhì)量好，不僅干燥速度快，而且無(wú)有毒害性的揮發(fā)性的有機(jī)化合物排放，安全、環(huán)保，并且能滿足塑料承印品的印刷適性。所述油溶性的UV固化油墨，是指油墨中不采用容易揮發(fā)的有機(jī)溶劑類組分來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度，即油墨中不含有易揮發(fā)的有機(jī)溶劑，而是采用活性稀釋劑(即活性單體)來(lái)調(diào)節(jié)油墨粘度，即油墨中含有活性單體，這種活性單體可選用多種有機(jī)化合物，如甲基丙烯酸-13-羥乙酯(CH2=C(CH3)C00CH2CH20H)、P-羥乙基丙烯酸酯、苯乙烯(C8H8)、乙烯基吡咯烷酮(CeHgN。)、乙酸乙烯酯(C4H602)等等，其氣味均很大，對(duì)人體有一定的剌激作用，非常易引起皮膚過(guò)敏，使用過(guò)程中，其對(duì)環(huán)境影響比水和乙醇要大得多。權(quán)利要求一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，含有預(yù)聚物-紫外線固化樹(shù)脂、光引發(fā)劑及顏料，其特征在于預(yù)聚物為水溶性紫外固化樹(shù)脂，還含有表面活性劑、水和乙醇，各組分的含量重量份數(shù)比為，預(yù)聚物為100～300份；光引發(fā)劑為15～50份；表面活性劑為10～30份；顏料為70～150份；水為60～200份；乙醇為40～100份；預(yù)聚物由下列物質(zhì)中的一種或二種組成，水性環(huán)氧丙烯酸酯樹(shù)脂，水性光固化丙烯酸化聚丙烯酸樹(shù)脂，水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂；表面活性劑由下列物質(zhì)中的一種或二種組成，山梨酸醇酐三油酸酯、山梨酸醇酐單油酸酯、山梨糖醇酐單月桂酯、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、吐溫20、吐溫21、吐溫40、吐溫60、吐溫61、吐溫80、吐溫81及吐溫85。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，其特征在于還含有消泡劑，選用HP-509水性消泡劑或BJ-60消泡劑，消泡劑的重量份數(shù)比為317份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，其特征在于還含有流平劑，選用水性改性聚硅氧烷流平劑JYL-3033型或BNK-LK370B型，或BD-3033型油/水性涂料流平劑，流平劑的重量份數(shù)比為317份。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，其特征在于還含有阻聚劑，選用氮氧自由基哌啶醇、或?qū)κ宥』彵蕉?，或鄰苯二酚，阻聚劑的重量份?shù)比為317份。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨，其特征在于還含有阻聚劑，選用氮氧自由基哌啶醇、或?qū)κ宥』彵蕉?，或鄰苯二酚，阻聚劑的重量份?shù)比為317份。全文摘要一種水基紫外線干燥塑料印刷油墨屬于印刷油墨領(lǐng)域，解決紫外線固化油墨能以水和乙醇作溶劑兼稀釋劑的問(wèn)題；含有預(yù)聚物為水溶性紫外固化樹(shù)脂，如水性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂、水性光固化丙烯酸化聚丙烯酸樹(shù)脂或水性聚氨酯丙烯酸酯樹(shù)脂，光引發(fā)劑，顏料，還含有表面活性劑、水和乙醇，組分的重量份數(shù)比為，預(yù)聚物100～300份；光引發(fā)劑15～50份；表面活性劑10～30份；顏料70～150份；水60～200份；乙醇40～100份；還含有三種助劑——消泡劑、流平劑、阻聚劑中的一種，或二種，或三種，三種助劑重量份數(shù)比均分別為3～17份；有益之處，干燥速度快，能方便的調(diào)節(jié)油墨的粘度，能簡(jiǎn)化防塵操作，使用方便，印刷質(zhì)量好，易獲得極薄的墨膜，安全、環(huán)保，能滿足塑料承印品的印刷適性。文檔編號(hào)C09D11/10GK101709182SQ20091024404公開(kāi)日2010年5月19日申請(qǐng)日期2009年12月29日優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日發(fā)明者周震,楊麗珍,郝燕萍申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院