用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性uv生漆油墨及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨的制備方法，屬于 數(shù)碼噴墨印刷、UV固化技術、生漆等多個領域的集成創(chuàng)新，乃是針對生漆因自身粘度、分子 粒徑等因素不能用于小孔徑噴涂的缺陷，通過對生漆與油墨的改性處理實現(xiàn)漆藝彩繪從單 純傳統(tǒng)人工制作向傳統(tǒng)工藝和 數(shù)字化相結合生產的轉變。
【背景技術】
[0002] 生漆主要是由漆酚、漆酶、多糖、糖蛋白以及水分、金屬離子等物質組成，是一種油 包水型反應性生物基復合系統(tǒng)。目前國內外已經(jīng)有很多人通改性生漆來提高其漆膜性能。 其中環(huán)氧改性生漆即環(huán)氧改性漆酚樹脂主要是通過酚羥基與環(huán)氧氯丙烷反應生成多環(huán)氧 基的漆酚環(huán)氧樹脂或漆酚縮醛樹脂與環(huán)氧樹脂共混作為環(huán)氧樹脂的固化劑參與交聯(lián)反應 得到漆酚環(huán)氧樹脂。其漆膜顏色淺，成膜速率快，具良好的柔韌性、耐腐蝕性、耐紫外線等優(yōu) 良的物理機械性能，但因其黏度太大而不易施工等因素導致其涂飾工藝僅僅局限于傳統(tǒng)的 手涂工藝，因此配制一種具有可噴可光固化等優(yōu)良性能的改性生漆顯得十分必要。
[0003] 數(shù)字印刷技術是當今發(fā)展最快的技術領域之一，而噴墨印刷又是數(shù)字印刷中最具 發(fā)展前途的一種方式。目前在印刷行業(yè)，光固化技術是一種較為先進的新技術，光固化技術 以紫外光固化(Ultraviolet)為主，其余還有紅外光、可見光固化等。UV固化是指利用紫外 線的能量，使油墨連結料的分子產生聚合，是固化墨滴的一種技術，具有干燥迅速，無揮發(fā) 性溶劑，節(jié)省能源消耗，印品穩(wěn)定性好等優(yōu)點，受到眾多人的青睞。因此將生漆與數(shù)碼噴印 技術和UV固化技術結合起來對于家具制造行業(yè)也是一種新的契機。
[0004] UV油墨是由光引發(fā)劑、預聚物、單體、顏料和助劑組成，其中預聚物是構成UV油墨 組分的基本骨架，其性能對固化過程和固化膜的性質起決定作用。光固化產品中的原料一 般具有C=C雙鍵、環(huán)氧基團等固化基團，在光照條件下可進一步反應，因此本研究選用環(huán)氧 樹脂改性生漆，利用油墨組分與漆酚環(huán)氧樹脂的相似之處，利用環(huán)氧樹脂、甲醛、漆酚、丙烯 酸酯重新合成一種預聚物，重新配制一種可用于數(shù)碼噴印技術的新型UV生漆油墨。
[0005] 目前國內將生漆與數(shù)碼噴印技術結合到一起的研究非常有限，并未發(fā)現(xiàn)將UV油墨 與生漆及改性生漆結合起來用于數(shù)碼噴印技術和UV固化技術的研究和專利文獻。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明提出的是一種用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨及制備方法，其目 的主要是針對傳統(tǒng)生漆不能從數(shù)碼噴印設備噴頭中下噴出來，易堵塞噴頭，且固化時間長 的缺陷，結合UV油墨的配制，將改性生漆與UV油墨制造技術結合，調制成一種既可以數(shù)碼噴 印，不堵塞噴頭，又可以通過UV固化的新型"生漆油墨"，使調配得到的"生漆油墨"兼具生漆 優(yōu)良的漆膜性能和UV油墨的優(yōu)點，實現(xiàn)生漆涂飾領域與數(shù)碼噴印技術領域的跨學科結合和 創(chuàng)新，滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產需求；用新的反應機理合成新的樹脂與油墨調配，使得調配的 "生漆油墨"可以在不堵塞噴頭的情況下從數(shù)碼噴墨印刷設備中噴出，且瞬間UV光固化，具 有生漆和UV油墨二者的優(yōu)良性能，克服原有技術的缺陷。
[0007] 本發(fā)明的技術解決方案：用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨，由下列原料 及其質量百分比組成， 環(huán)氧樹脂2.5%-6%， 漆酚 1.25%-3%， 甲醛 1.25%-3%， 丙稀酸類單體75%-85%， 光引發(fā)劑4%_10%， 顏料 5%-15%， 助劑1%-5%， 上述原料的百分比之和為100%。
[0008] 用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨的制備方法，包括如下步驟： (1) 從安康漆、平利漆、城口漆、毛壩漆、秦嶺漆或者其他生漆中用二甲苯在三口燒瓶中 以質量1:1的比例提取漆酚，靜置后取上層清液，得到漆酚二甲苯溶液； (2) 將漆酚二甲苯溶液、甲醛、氨水、阻聚劑放置反應釜中（其中漆酚與甲醛的摩爾比為 0.85-0.9，氨水是催化劑），將體系溫度控制在40-70°C反應0.5-lh;反應結束后升溫脫水， 當溫度達到136°C時水脫凈，得到漆酚縮甲醛聚合物； (3) 再將所得的漆酚縮甲醛與環(huán)氧樹脂等比例再放入反應釜中，加入適量的助劑，控制 溫度在35-65°C反應0.2-lh，反應結束后升溫脫水，得到漆酚環(huán)氧樹脂;最后在裝有攪拌器、 冷凝管、恒壓滴液漏斗和溫度計的三口燒瓶中，加入一定量的漆酚環(huán)氧樹脂和阻聚劑，緩慢 加熱到70°C，再緩慢滴加計量的丙烯酸和催化劑的混合液，加熱、攪拌、升溫到90°C，嚴格控 制反應溫度，反應40min后每隔20min測試體系酸值，降到5mgK0H/g后停止反應，得到預聚物 漆酚環(huán)氧丙烯酸酯； (4) 將預聚物漆酚環(huán)氧丙烯酸酯、部分單體和分散劑按照表1所示比例混合加入燒杯， 置于恒溫磁力攪拌器上攪拌混合均勻，然后加入顏料置于電動攪拌器上進行預分散30-60min，最后將預分散過的色衆(zhòng)放入高速研磨機中研磨60-150min，使顏料在油墨體系中充 分潤濕分散，最后將研磨后的色漿超聲分散30min，得到UV生漆油墨的色漿； 表1色漿配方
(5) 最后將色漿、成膜預聚物、活性單體、光引發(fā)劑和助劑等按照表2所示配比混合，置 于攪拌器上攪拌20分鐘后超聲分散30min左右后即可得到所制備的UV生漆油墨，經(jīng)過濾后 得到環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨。
[0009] 表2油墨的基本配方

本發(fā)明的優(yōu)點及創(chuàng)新點：克服了生漆及改性生漆不可噴印阻塞噴頭和固化時間長的問 題，制成的"生漆油墨"不僅能夠通過數(shù)碼噴印設備直接被"打印"到基材表面，而且彌補了 傳統(tǒng)生漆及改性漆干燥條件苛刻及耗時的缺陷，可以通過UV光瞬間固化，整個過程不超過 10秒，可實現(xiàn)機械化作業(yè)。同時，制成的"生漆油墨"既保留了原有生漆漆膜附著力高、耐酸、 耐堿、耐水、耐油、耐磨、光澤度高的優(yōu)點，引入的環(huán)氧樹脂在一定程度上更加提高了漆膜性 能，制備出一種新型油墨預聚物組分。同時固化后的漆膜繼承了UV油墨完美的光澤度、色 彩，瞬間固化、不堵塞噴頭、低污染、噴印質量耐抗性佳、適用于各種基材的優(yōu)點，集合了 UV-LED油墨與改性生漆二者的優(yōu)點，合成工藝簡單、條件易于控制、漆膜性能佳，能夠廣泛用于 裝飾、家具、建筑、電子、機械、化工等領域，本發(fā)明創(chuàng)造性地應用了 "數(shù)碼噴印技術"和"UV固 化技術"，生漆改性方法，并結合傳統(tǒng)工藝，實現(xiàn)了數(shù)碼噴印技術的集成創(chuàng)新，使得漆藝彩繪 從單純傳統(tǒng)人工制作向傳統(tǒng)工藝和數(shù)字化相結合生產的轉變。
【具體實施方式】
[0010] 用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨，由下列原料及其質量百分比組成環(huán)氧樹脂 2.5%-6%，漆酚1.25%-3%，甲醛1.25%-3%，丙稀酸類單體75%-85%，光引發(fā)劑5%-10%，顏料5%-15%，助劑2%-5%，上述原料的百分比之和為100%。
[0011]用于數(shù)碼噴印的環(huán)氧樹脂改性UV生漆油墨的制備方法，包括如下步驟： (1) 首先從安康漆、平利漆、城口漆、毛壩漆、秦嶺漆或者其他生漆中用二甲苯在三口燒 瓶中以質量1:1的比例提取漆酚，靜置后取上層清液，得到漆酚二甲苯溶液； (2) 將漆酚二甲苯溶液、甲醛、氨水、阻聚劑放置反應釜中（其中漆酚與甲醛的摩爾比為 0.85-0.9，氨水是催化劑），將體系溫度控制在40-70°C反應0.5-lh;反應結束后升溫脫水， 當溫度達到136°C時水脫凈，得到漆酚縮甲醛聚合物； (3) 再將所得的漆酚縮甲醛與環(huán)氧樹脂等比例再放入反應釜中，加入適量的助劑，控制 溫度在35-65°C反應0.2-lh，反應結束后升溫脫水，得到漆酚環(huán)氧樹脂。最后在裝有攪拌器、 冷凝管、恒壓滴液漏斗和溫度計的三口燒瓶中，加入一定量的漆酚環(huán)氧樹脂和阻聚劑，緩慢 加熱到70°C，再緩慢滴加計量的丙烯酸和催化劑的混合液，加熱、攪拌、升溫到90°C，嚴格控 制反應溫度，反應40min后每隔20min測試體系酸值，降到5mgK0H/g后停止反應，得到預聚物 漆酚環(huán)氧丙烯酸酯； (4) 將預聚物漆酚環(huán)氧丙烯酸酯、部分單體和分散劑按照表1所示比例混合加入燒杯， 置于恒溫磁力攪拌器上攪拌混合均勻，然后加入顏料置于電動攪拌器上進行預分散30-60min，最后將預分散過的色衆(zhòng)放入高速研磨機中研磨60-150min，使顏料在油墨