專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳黑分散劑及其制備方法，主要是一種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨及
制備方法。
背景技術(shù)：
多年來(lái)玻璃表面的圖文印刷，主要采用絲網(wǎng)印刷方式印刷高溫?zé)Y(jié)油墨和低溫固 化的溶劑型油墨。近年來(lái)，有文獻(xiàn)資料和專(zhuān)利提出水性環(huán)保的低溫固化玻璃油墨。但以上 工藝加工模式及使用的油墨有不足之處1)、高溫?zé)Y(jié)型產(chǎn)品，需要600度以上高溫，消耗 能源量大；2)、溶劑型產(chǎn)品，使用揮發(fā)性溶劑，對(duì)環(huán)境造成污染；3)、水性油墨固化速度慢， 仍然需要160度以上的固化條件，一般需要存放1周后才能達(dá)到最大牢固度；4)、印刷方式 單一，均只能采用絲網(wǎng)印刷的方式，無(wú)法在一些立體形狀的玻璃瓶、玻璃球等產(chǎn)品上印刷， 因此其應(yīng)用在許多方面都受到了嚴(yán)格限制。 在環(huán)境意識(shí)日益強(qiáng)烈的今天，水性產(chǎn)品和紫外光固化產(chǎn)品得到越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用。而紫外光固化油墨的快速固化性能，更大大提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，越來(lái)越得到用戶的青睞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述不足，而提供一種用于玻璃材質(zhì)上的無(wú)溶劑紫外光 固化玻璃油墨及制備方法，對(duì)人體無(wú)害，固化速度快，印刷方式靈活的高效、綠色環(huán)保油墨。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案這種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其各 組份的重量配比如下多官能度聚酯丙烯酸酯20-60份；引發(fā)劑3-8份，助引發(fā)劑2-5份； 消泡劑1-3份；流平劑0-1份；無(wú)機(jī)顏料8-50份；有機(jī)顏料8_15份；功能性丙烯酸酯活性
單體10-30份。 作為優(yōu)選，所述的多官能度聚酯丙烯酸酯為三官能度聚酯丙烯酸酯、雙官能度聚 酯丙烯酸酯的一種或二種的組合。 作為優(yōu)選，所述的引發(fā)劑選用2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、2-甲 基-1- (4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、1-羥基_環(huán)己基_苯基甲酮或2， 4- 二乙基硫 雜蒽酮的一種或多種組合；助引發(fā)劑選用對(duì)二甲氨基苯甲酸異辛酯、對(duì)二甲氨基苯甲酸異 戊酯或?qū)Χ装被郊姿嵋阴サ囊环N或多種組合。 作為優(yōu)選，所述消泡劑選用聚氧乙烯丙二醇或聚羥基二甲基硅氧烷；流平劑選用 以硅氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的反應(yīng)型聚硅氧烷。 作為優(yōu)選，所述功能性丙烯酸活性單體選自丙烯酰嗎啉或丙烯酸月桂酸酯的一種 或二種組合。 本發(fā)明所述的這種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨的制備方法，該方法包括步驟如 下 (1)、配料在一定容積的可攪拌開(kāi)口拉缸中，首先加入多官能度聚酯丙烯酸酯、一部分功能性丙烯酸酯活性單體、引發(fā)劑和助引發(fā)劑、無(wú)機(jī)顏料或有機(jī)顏料，采用盤(pán)式攪拌槳 中速(200rpm-500rpm)預(yù)分散30分鐘，要求物料溫度達(dá)到5(TC以上；
(2)、軋制分散形成基墨通過(guò)通入冷卻水控制軋制輥筒溫度在50-55t:，壓力 40-50Bar，軋制兩遍，要求細(xì)度達(dá)到10 y m以下； (3)、調(diào)質(zhì)將分散完成的基墨通過(guò)加入消泡劑和流平劑，然后加入一定量的功能 性丙烯酸酯活性單體調(diào)節(jié)合適的粘度，粘度控制在5000-15， 000mPas/25t:范圍內(nèi)，此過(guò)程 采用蝶式攪拌槳，每添加一次功能性丙烯酸酯活性單體，需中速(200-500rpm)攪拌5_10分 鐘，同時(shí)上下升降攪拌槳以保證體系的均勻統(tǒng)一，最后通過(guò)檢驗(yàn)產(chǎn)品的細(xì)度、粘度、固化速 度性能后，即為成品。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、此油墨是100%固化體系，無(wú)溶劑揮發(fā)，對(duì)人體無(wú)害，是一款綠 色環(huán)保產(chǎn)品。2、產(chǎn)品固化性能優(yōu)良，采用2支80-120W/cm的高壓汞燈，在3-6秒內(nèi)即可實(shí) 現(xiàn)完全固化。3、可通過(guò)配套的活性單體，調(diào)節(jié)體系粘度，應(yīng)用于移印或絲網(wǎng)印刷兩種方式， 通用性強(qiáng)。4、產(chǎn)品通過(guò)SGS重金屬檢測(cè)，不含對(duì)人體有較大傷害的ITX及二苯甲酮類(lèi)引發(fā) 劑，低鹵素(氟氯溴碘)含量，完全符合歐盟ROHS要求和食品、化妝品包裝印刷要求。5、采 用連續(xù)化生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)不間斷高效率生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但應(yīng)理解這些實(shí)施例并不是限制本發(fā)明 的范圍，在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明作出改變和 改進(jìn)以使其適合不同的使用情況，條件和實(shí)施方案。 這種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，它以高延展性光化學(xué)活性聚酯丙烯酸酯為主體 成份，以環(huán)保型紫外光引發(fā)劑和助引發(fā)劑為固化劑，以消泡劑、流平劑等為輔料，混有無(wú)機(jī) 或有機(jī)顏料，以功能性丙烯酸酯活性單體為粘度調(diào)節(jié)劑。其各組份的重量配比如下多官能 度聚酯丙烯酸酯20-60份；引發(fā)劑3-8份，助引發(fā)劑2-5份；消泡劑1-3份；流平劑0-1份； 無(wú)機(jī)顏料8-50份；有機(jī)顏料8-15份；功能性丙烯酸酯活性單體10-30份。其生產(chǎn)工藝包括 配料、軋制分散、調(diào)質(zhì)等三個(gè)階段。此油墨不添加任何可揮發(fā)溶劑，采用80-120W/cm高壓汞 燈照射固化，固化速度可達(dá)10-20m/min。 其中，多官能度聚酯丙烯酸酯選自三官能度與雙官能度聚酯丙烯酸酯 的一種或多種，預(yù)選兼顧柔韌性佳、光澤高、附著力佳等物性的產(chǎn)品，粘度范圍 30， 000-50， 000mPas/30。C，伸長(zhǎng)率80% -200%。 環(huán)保型紫外光引發(fā)劑選自2，4，6(三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(TP0)，2-甲 基-l-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-l-丙酮(IRG 907)，1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮(184)， 2，4-二乙基硫雜蒽酮(DETX);助引發(fā)劑選自對(duì)二甲氨基苯甲酸異辛酯(EHA)，對(duì)二甲氨基 苯甲酸異戊酯(匿BI)，對(duì)二甲氨基苯甲酸乙酯(EDBA)的一種或多種組合。
其中，消泡劑選用聚氧乙烯丙二醇或聚羥基二甲基硅氧烷；流平劑選用以硅氧鍵 (-Si-O-Si-)為骨架組成的具有光化學(xué)活性的反應(yīng)型聚硅氧烷。 其中，無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料包括鈦白粉，碳黑，洋紅(57:1) ， 13號(hào)黃，15:3酞菁藍(lán)， 15:4酞菁藍(lán)等。鈦白粉優(yōu)選金紅石型鈦白粉，Ti02含量高于93%，粒徑范圍210-310nm，吸 油量17-20g/100g，Kl值7. 0-8.0之間的一種或多種；碳黑選擇氣法色素碳黑或爐法色素碳黑，優(yōu)選爐法碳黑，平均原生粒徑20-28nm，比表面積90_130m2/g，灰分小于0. 5% ，吸油量 50-100ml/100g， ra值2-3之間的一種或兩種；洋紅、黃、酞菁藍(lán)等選擇相應(yīng)牌號(hào)產(chǎn)品，優(yōu)選 平均粒徑50-200nm，吸油量30-70g/100g的產(chǎn)品。 其中，功能性丙烯酸酯活性單體選自丙烯酰嗎啉(ACMO)，丙烯酸月桂酸酯(LA)等 的一種或多種。 本發(fā)明所述的這種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨的制備方法，該方法包括步驟如 下 (1)、配料在一定容積的可攪拌開(kāi)口拉缸中，首先加入多官能度聚酯丙烯酸酯、一 部分功能性丙烯酸酯活性單體、引發(fā)劑和助引發(fā)劑、無(wú)機(jī)顏料或有機(jī)顏料，采用盤(pán)式攪拌槳 中速(200rpm-500rpm)預(yù)分散30分鐘，要求物料溫度達(dá)到5(TC以上； (2)、軋制分散形成基墨采用珠磨機(jī)、三輥機(jī)的一種或配合使用，通過(guò)通入冷卻水 控制軋制輥筒溫度在50-55t:，壓力40-50Bar，軋制兩遍，以雙槽刮板儀(0-25 y m)檢測(cè)分 散度，要求細(xì)度達(dá)到10 y m以下為合格。 (3)、調(diào)質(zhì)將分散完成的基墨通過(guò)加入消泡劑和流平劑，然后加入一定量的功能 性丙烯酸酯活性單體調(diào)節(jié)合適的粘度，粘度控制在5000-15， 000mPas/25t:范圍內(nèi)，優(yōu)選 10， 000-13， 000mPas/25°C，可應(yīng)用于移印印刷，粘度控制在600-1， 500mPas/25°C范圍內(nèi)，優(yōu) 選800-l，000mPas/25t:，可應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷。此過(guò)程采用蝶式攪拌槳，每添加一次功能性丙 烯酸酯活性單體，需中速(200-500rpm)攪拌5_10分鐘，同時(shí)上下升降攪拌槳以保證體系的 均勻統(tǒng)一，最后通過(guò)檢驗(yàn)產(chǎn)品的細(xì)度、粘度、固化速度性能后，即為成品。
實(shí)施例一(白墨) 將三官能度聚酯丙烯酸酯20份，功能性單體LA 5份，光引發(fā)劑907 3份，DETX 0. 3份，TP0 2份，助引發(fā)劑EHA 2份，鈦白粉R-706 20份及R-900 25份，預(yù)攪拌30分鐘后 體系升溫至50°C以上，通過(guò)三輥機(jī)(壓力40Bar，輥筒溫度45_50°C )軋制2道，得到細(xì)度 10iim以下，粘度30，000mPas/25。C的基墨。調(diào)質(zhì)時(shí)加入消泡劑S430. 5份，Arix920 2份， 流平劑RAD2200 0. 3份，活性單體ACMO 8份后，粘度降至10， 500mPas/25°C ，可應(yīng)用于移印 印刷。再加入15份活性單體ACM0后，粘度降至950mPas/25t:，可應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷。
實(shí)施例二 (黑墨) 將三官能度聚酯丙烯酸酯25份，雙官能度聚酯丙烯酸酯15份，功能性單體LA 10 份，光引發(fā)劑Irg 907 3份，DETX 1份，TP0 2份，助引發(fā)劑DMBI 1份，EDAB l份，碳黑8份， 預(yù)攪拌30分鐘后體系升溫至50°C以上，通過(guò)三輥機(jī)(壓力40Bar，輥筒溫度45_50°C )軋制 2道，得到細(xì)度10iim以下，粘度33，000mPas/25t:的基墨。調(diào)質(zhì)時(shí)加入Arix920 3份，流平 劑RAD2300 0. 3份，活性單體ACM0 8份后，粘度降至12， 500mPas/25°C，可應(yīng)用于移印印刷。 再加入20份活性單體ACMO后，粘度降至1， 200mPas/25t:，可應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷。 [OOSO] 實(shí)施例三(紅墨) 將三官能度聚酯丙烯酸酯25份，雙官能度聚酯丙烯酸酯15份，功能性單體LA 10 份，光引發(fā)劑Irg 907 3份，DETX 1份，Irg 1843份，助引發(fā)劑EDAB 1份，EHA l份，百合 BHA洋紅(57:1) 12份，預(yù)攪拌30分鐘后體系升溫至50°C以上，通過(guò)三輥機(jī)(壓力40Bar，輥 筒溫度45-5(TC)軋制2道，得到細(xì)度10iim以下，粘度28，000mPas/25t:的基墨。調(diào)質(zhì)時(shí) 加入消泡劑EFKA-4050 1份，KS66 0. 5份，流平劑BYK—306 0. 3份，活性單體ACMO 7份后，粘度降至11， 500mPas/25t:，可應(yīng)用于移印印刷。再加入20份活性單體ACMO后，粘度降至 1， 100mPas/25t:，可應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷。
實(shí)施例四(蘭墨) 將三官能度聚酯丙烯酸酯20份，雙官能度聚酯丙烯酸酯10份，功能性單體LA lO份，光引發(fā)劑Irg 907 4份，DETX 0. 3份，TPO 2份，助引發(fā)劑EDAB 2份，EHA l份，海 門(mén)BGS酞菁藍(lán)15份，預(yù)攪拌30分鐘后體系升溫至50°C以上，通過(guò)三輥機(jī)(壓力40Bar， 輥筒溫度45-5(TC)軋制2道，得到細(xì)度10iim以下，粘度35，000mPas/25t:的基墨。調(diào) 質(zhì)時(shí)加入消泡劑Arix 920 0. 5份，流平劑BYK-163 0. 3份，活性單體ACMO IO份后，粘 度降至13，500mPas/25t:，可應(yīng)用于移印印刷。再加入22份活性單體ACMO后，粘度降至 1， 450mPas/25°C ，可應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷。 上述配方在80W/cm強(qiáng)度的高壓汞燈照射3_6秒可完成固化，無(wú)溶劑紫外光(UV)
固化玻璃油墨達(dá)到的性能指標(biāo)如下 附著力測(cè)試(3M膠帶，百格測(cè)試)100/100 耐醇測(cè)試(95 %乙醇)100次 耐丙酮測(cè)試50次 耐酸測(cè)試(5%硫酸)16小時(shí) 耐堿性測(cè)試(5%氫氧化鈉)12小時(shí) 耐水煮(IO(TC沸水)1小時(shí)，不脫落 在實(shí)施例中，所有的原材料均為工業(yè)級(jí)，其中光引發(fā)劑、助引發(fā)劑及顏料含量要求 達(dá)到99%以上。 綜上所述，本發(fā)明無(wú)溶劑紫外光(UV)固化玻璃油墨固化速度快，成膜硬度好，抗 化學(xué)性能優(yōu)良，配合多種印刷方式，適用范圍更廣。 除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形 成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其特征在于其各組份的重量配比如下多官能度聚酯丙烯酸酯20-60份；引發(fā)劑3-8份，助引發(fā)劑2-5份；消泡劑1-3份；流平劑0-1份；無(wú)機(jī)顏料8-50份；有機(jī)顏料8-15份；功能性丙烯酸酯活性單體10-30份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其特征所述的多官能度聚酯 丙烯酸酯為三官能度聚酯丙烯酸酯、雙官能度聚酯丙烯酸酯的一種或二種的組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其特征所述的引發(fā)劑選用2，4，6(三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2-甲基-l-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、 1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮或2，4- 二乙基硫雜蒽酮的一種或多種組合；助引發(fā)劑選用對(duì) 二甲氨基苯甲酸異辛酯、對(duì)二甲氨基苯甲酸異戊酯或?qū)Χ装被郊姿嵋阴サ囊环N或多種組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其特征所述消泡劑選用聚氧乙烯丙二醇或聚羥基二甲基硅氧烷；流平劑選用以硅氧鍵(-Si-0-Si-)為骨架組成的反應(yīng) 型聚硅氧烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨，其特征所述功能性丙烯酸活 性單體選自丙烯酰嗎啉或丙烯酸月桂酸酯的一種或二種組合。
6. —種制備如權(quán)利要求1所述的無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨的方法，其特征在于該 方法包括步驟如下(1) 、配料在一定容積的可攪拌開(kāi)口拉缸中，首先加入多官能度聚酯丙烯酸酯、一部分 功能性丙烯酸酯活性單體、引發(fā)劑和助引發(fā)劑、無(wú)機(jī)顏料或有機(jī)顏料，采用盤(pán)式攪拌槳中速(200rpm-500rpm)預(yù)分散30分鐘，要求物料溫度達(dá)到50°C以上；(2) 、軋制分散形成基墨通過(guò)通入冷卻水控制軋制輥筒溫度在50-55 t:，壓力 40-50Bar，軋制兩遍，要求細(xì)度達(dá)到10 y m以下；(3) 、調(diào)質(zhì)將分散完成的基墨通過(guò)加入消泡劑和流平劑，然后加入一定量的功能性丙 烯酸酯活性單體調(diào)節(jié)合適的粘度，粘度控制在5000-15， 000mPas/25t:范圍內(nèi)，此過(guò)程采用 蝶式攪拌槳，每添加一次功能性丙烯酸酯活性單體，需中速(200-500rpm)攪拌5_10分鐘， 同時(shí)上下升降攪拌槳以保證體系的均勻統(tǒng)一，最后通過(guò)檢驗(yàn)產(chǎn)品的細(xì)度、粘度、固化速度性 能后，即為成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)溶劑紫外光固化玻璃油墨及制備方法，它以高延展性光化學(xué)活性聚酯丙烯酸酯為主體成份，以引發(fā)劑和助引發(fā)劑為固化劑，以消泡劑、流平劑為輔料，混有無(wú)機(jī)或有機(jī)顏料，以功能性丙烯酸酯活性單體為粘度調(diào)節(jié)劑。其各組份的配比如下多官能度聚酯丙烯酸酯20-60份；引發(fā)劑3-8份，助引發(fā)劑2-5份；消泡劑1-3份；流平劑0-1份；無(wú)機(jī)顏料8-50份；有機(jī)顏料8-15份；功能性丙烯酸酯活性單體10-30份。其制備方法包括配料、軋制分散、調(diào)質(zhì)三個(gè)階段。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、此油墨是100％固化體系，無(wú)溶劑揮發(fā)，對(duì)人體無(wú)害。2、固化性能優(yōu)良，采用2支80-120W/cm的高壓汞燈，在3-6秒內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)完全固化。3、可通過(guò)活性單體，調(diào)節(jié)體系粘度，應(yīng)用于移印或絲網(wǎng)印刷，通用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09D11/10GK101709179SQ20091015478
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月8日
發(fā)明者沈劍彬, 馬志強(qiáng) 申請(qǐng)人:杭華油墨化學(xué)有限公司