一种高附着力水转印UVLED光油及其制备方法和应用

本发明属于固化光油制备领域，具体涉及一种高附着力水转印uv led光油及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光油是一种合成树脂，通常由基料和助剂等构成，固化成膜后漆膜发亮，固化方式包括自干、红外线烘烤、高温烘烤以及紫外光固化等。

2、uv固化光油是将功能性单体(活性稀释剂)、齐聚物、光引发剂和其他助剂通过加热、机械搅拌等方式分散形成稳定悬浮液，再通过紫外光激发低聚物快速聚合交联成膜固化，从而在被涂覆基材表面形成高光漆膜。uv固化分为普通汞灯紫外固化和uv led紫外固化；其中，uv led采用高能量紫外线发光二极管作为发光源，与传统uv光源相较，具有体积小、效率高、寿命长、节能及环保等优势，常见波段主要集中在365nm和395nm左右，不含红外光谱，无热辐射伤害。

3、水转印技术已广泛应用于包装印刷、家具装饰、汽车及纺织品等领域，可解决光油漆膜超薄、易碎及印刷性差等不足，不仅可适用于平面印刷，也可适用于各种复杂曲面立体、异型物体的印刷，已被广泛运用于生活用品、电子产品、包装产品、汽车产品等领域。

4、目前uv led固化光油较多的应用于pvc、卡纸及包装纸等基材，此类基材表面活性基团较多，光固化油墨通常可以直接印在其表面，经uv固化后即可满足性能要求；而对于玻璃、陶瓷、金属等承印物，其表面活性基团较少，且玻璃、陶瓷、金属等承印物通常较大，甚至形状不规则，因此采用直接印刷固化一方面附着力无法满足要求，另一方面则对工业设备要求高，生产成本高；同时，各行业对水转印uv固化光油漆膜的光泽度、附着力、硬度等要求较高，但是普通光油产品通常难以同时满足以上要求，从而影响uv固化光油的推广应用。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种高附着力水转印uv led光油及其制备方法和应用。

2、为解决其技术问题所采取的技术方案是，提供一种高附着力水转印uv led光油，包括以下重量份的原料：19～72份的低聚物、20～40份的单体、3～12份的光引发剂和0～12份助剂；

3、其中，低聚物包括以下重量份的原料：0～17份的双酚a环氧丙烯酸酯、5～40份的丙烯酸酯、14～40份的双官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、0～15份的三官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、0～10份的六官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、0～30份的双官能基改性聚酯丙烯酸酯和0～30份的六官能基改性聚酯丙烯酸酯；

4、单体为丙烯酸异冰片酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸四氢呋喃酯、1,6-己二醇双丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。

5、本发明采用上述技术方案的有益效果为：双酚a环氧丙烯酸酯硬度大，光泽度高、固化速率极快，但柔性较差、脆性高，因此与具有脂肪族长链的聚氨酯丙烯酸酯配合使用，可使固化膜兼具优异的附着力、柔性、光泽度及硬度，以满足光油制备的要求；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯中含有饱和烷烃和环烷烃及脂肪族直链结构，固化速率较慢，固化后自由体积较大，能充分释放内应力，涂膜收缩率较小，柔韧性好，可与基材之间发生化学和物理作用，从而增强漆膜的层间附着力；丙烯酸酯侧链含有丙烯酰氧基，具有活性双键，能够提高漆膜聚合物的交联密度，增进对基材的附着力和涂层间的界面相容性。此外，聚酯丙烯酸酯黏度低，少量添加能够降低体系黏度，提高流动性，改善附着力，经胺改性、氯改性或超支化后的聚酯丙烯酸酯，也能显著提高漆膜对玻璃、金属、陶瓷、塑料等基材的附着力。本发明通过多种低聚物组分的协同配合，可突破单一低聚物在附着力上的瓶颈，实现各低聚物的性能互补，整体提升uv led光油的在玻璃、金属、陶瓷、塑料等困难基材上的附着力。本发明采用上述化合物作为单体(主体稀释剂)可改善固化后漆膜的柔韧性，优化光油在水转印后与基材之间的的层间附着力。

6、优选的，助剂包括以下重量份的原料：0.1～1.5份的消泡剂、0～2份的流平剂、0～5份的成膜助剂、0～5份的附着力促进剂和0～3份的硅烷偶联剂。

7、本发明采用优选技术方案的有益效果为：当玻璃作为承印物时，硅烷偶联剂上的硅氧烷基团易与玻璃表面的硅羟基缩合成si-o-si结构，以提高其对玻璃的附着力。

8、优选的，光引发剂包括以下重量份的原料：0～4份的苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、0～5份的二苯甲酮、1～5份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷和0～3份的1-羟基环己基苯基甲酮。

9、本发明采用优选技术方案的有益效果为：本发明采用上述化合物作为光引发剂，经紫外光照射后可激发产生自由基，引发低聚物与单体聚合交联，实现光油从液体到固体(油到膜)的转变。

10、本发明还提供上述高附着力水转印uv led光油的制备方法，包括以下步骤：

11、(1)将单体于20～80℃下避光搅拌25～35min，得预处理单体；

12、(2)将低聚物加入预处理单体中，于20～80℃下避光搅拌1.5～2.5h，得混合溶液；

13、(3)将光引发剂加入混合溶液中，于20～80℃下避光搅拌23～25h，得预聚物溶液；

14、(4)将助剂加入预聚物溶液中，于20～80℃下避光搅拌1.5～2.5h，过筛，得高附着力水转印uv led光油。

15、本发明采用上述技术方案的有益效果为：单体粘度很低，主要充当稀释剂及溶剂，具有调节粘度的作用，因此最先加入；再在搅拌好后的单体中加入高粘度的低聚物，降低整体混合溶液的粘度；光引发剂大部分为固体，且经光照后会产生自由基引发聚合反应，需与混合溶液搅拌23～24h充分溶解，最后再加入各类助剂；制备过程均在避光条件下进行，避免太阳辐射中的紫外线影响造成光油成坨、混合不充分及光油固化的问题。

16、优选的，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)及步骤(4)中搅拌转速均为100～300r/min；过筛的筛网目数为180～240目。

17、更优选的，过筛的筛网目数为200目。

18、本发明还公开了上述高附着力水转印uv led光油在制备uv led固化漆膜中的应用。

19、优选的，高附着力水转印uv led光油在制备uv led固化漆膜中的应用，包括以下步骤：

20、(1)将高附着力水转印uv led光油经丝网印刷至水转印纸上，用uv led光源辐照，得预处理水转印纸；

21、(2)将预处理水转印纸置于20～60℃的水中浸泡5～30min，再将其转移至40～80℃的承印物表面并刮平，于20～50℃下去除水分，得预处理承印物；

22、(3)将预处理承印物进行烘烤反应，得uv led固化漆膜。

23、本发明采用优选技术方案的有益效果为：首次固化交联是光油在转印纸上实现的，获得漆膜；再将其浸泡在水中，转印纸溶解，与漆膜分离，再将漆膜转移至玻璃等承印物表面，此时的漆膜与玻璃等承印物之间还未形成键合，没有附着力；再将其高温烘烤，使漆膜再次固化交联，此时的交联过程会使漆膜上的活性基团与玻璃等承印物的基团之间发生反应，形成氢键或化学键，从而极大地提高漆膜在玻璃等承印物上的附着力。此外，高温烘烤后，漆膜再次交联，交联密度进一步提高，其硬度及耐化性都会相应提高。

24、更优选的，丝网目数为100～400目；uv led光源功率为10～80kw，中心波长为370nm；辐照时间为1～30s。

25、更优选的，烘烤反应温度为100～200℃，反应时间为5～60min。

26、更优选的，承印物为玻璃、金属、陶瓷或塑料。

27、本发明具有以下有益效果：

28、(1)本发明通过多种低聚物组分的协同配合制备的uv led光油在玻璃、金属、陶瓷等困难基材上表现出较好的附着力，可广泛应用于生活用品、包装装饰、汽车用品等领域。

29、(2)本发明的原料易得且制备方法简单，可实现规模化工业生产。

30、(3)本发明提供的uv led光油，可通过uv-led光固化原理进行光固化成型，与采用汞灯光源的光固化方式相比，具有节能、环保及高效的优势。