一种快干低气味环保紫外光固化专用油墨及制备方法与流程

本技术涉及油墨，具体涉及一种快干低气味环保紫外光固化专用油墨及制备方法。

背景技术：

1、紫外光固化（简称uv）油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干燥的油墨。uv油墨由于固化速度快、高光泽度、耐磨、耐水等优点而被广泛使用。

2、但是，传统的uv油墨清洗需要专用清洗剂，固化过程中会因内部成分交联聚合而产生较大的内应力，导致固化不彻底和附着力差，对环境敏感，uv油墨容易受到杂散紫外线的影响，过早交联可能导致喷嘴堵塞，而且uv油墨的保存期限较短，大多在半年左右，此外由于uv油墨含有活性稀释剂，对人体的皮肤和黏膜具有刺激性。

3、水性uv油墨能够改善专用清洗剂、附着力差的问题，同时传统uv油墨中对人体伤害较大的单体被环境友好的水取代，又能减少环境污染问题。但是目前常见的水性uv油墨多选用不饱和聚酯树脂和环氧丙烯酸树脂作为主体树脂，干燥速度较慢，油墨触变性不够，不能适应于胶印油墨的要求。

技术实现思路

1、本技术旨在至少克服现有技术的缺陷之一，提供一种快干低气味环保紫外光固化专用油墨及制备方法，该油墨高光泽度、耐摩擦、附着力好，减少环境污染问题的同时，提高水性油墨的固化速度。

2、第一方面，本技术实施例提供一种快干低气味环保紫外光固化专用油墨，通过以下技术方案实现：

3、一种快干低气味环保紫外光固化专用油墨，包括以下重量份的制备原料：

4、丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂20-30份，有机硅改性醇酸树脂15-25份，填料10-15份，颜料5-7份，光引发剂1-4份，分散剂1-2份，消泡剂0.5-1份，抗氧化剂1-2份，溶剂10-20份，硅烷偶联剂0-3份；

5、所述溶剂包括水溶性溶剂和水。

6、根据本技术实施例的快干低气味环保紫外光固化专用油墨，至少具有如下有益效果：

7、本技术采用有机硅改性醇酸树脂、丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂进行搭配做为连接料，有机硅改性醇酸树脂和丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂分子内富含碳碳双键、巯基、羧基、羟基等活性基团，能够在加热或光引发下快速固化，具有较高的干燥速度，与印刷基材相结合，也能提升油墨的附着力；同时，有机硅和丙烯酸缩水甘油酯搭配，可以提高油墨的防水性、耐化学腐蚀性及耐磨性能。

8、本技术的油墨中的溶剂在印刷基材上进行咬蚀过程中，丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂能够与印刷基材进行相互渗透和缠绕，可以显著提升油墨与印刷基材之间的附着力，而且，丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂在进行交联过程中，还能形成致密的网状结构，从而提高墨膜硬度。

9、本技术的有机硅改性醇酸树脂既保留有醇酸树脂的柔韧性和粘附性，又具有有机硅树脂耐热、耐水性好的特点，有机硅改性醇酸树脂与上述颜料颗粒互溶性较好，使颜料能够均匀的润湿，可以保持颜料颗粒在油墨体系中的分散性，有利于提高油墨的保存稳定性和打印时的色彩饱和度。

10、根据本技术的一些实施方式，所述有机硅改性醇酸树脂的黏度为350-450mpa·s，例如所述有机硅改性醇酸树脂的黏度为400mpa·s。树脂的黏度要控制在一个合适的范围，在印刷中，黏度过低油墨转移快，容易造成色浅、网点扩大量大、高光网点变形、传墨不均匀等问题，黏度过高，油墨转移慢，则容易影响网纹辊的转移性能，产生墨色不均匀、颜色有时印不深以及脏版、糊版等问题。

11、根据本技术的一些实施方式，所述填料包括蜡粉。蜡粉可以增强油墨的耐磨性、顺滑性和印刷后的质感。进一步地，所述蜡粉包括聚乙烯蜡、微晶蜡、石蜡或者聚四氟乙烯蜡中的至少一种。

12、进一步地，所述填料还包括二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、有机膨润土和气相法二氧化硅中的至少一种。填料的加入，可以与醇酸树脂形成良好结合，提高了涂膜的致密性，使油墨的附着力、耐磨性和机械性能都得到提高。更进一步地，所述填料还包括气相法二氧化硅。

13、更进一步地，所述填料为蜡粉和气相法二氧化硅按重量比1:(4-6)混合，例如所述填料为蜡粉和气相法二氧化硅按重量比1:5混合。

14、根据本技术的一些实施方式，所述填料的粒径为50-1000nm。

15、根据本技术的一些实施方式，所述溶剂包括水溶性溶剂和水。采用水溶性溶剂与水混合，可以增强颜料与水性油墨的兼容性。

16、根据本技术的一些实施方式，所述水溶性溶剂包括丙二醇、乙醇、丙三醇、乙二醇、1,3-丁二醇、三甘醇、甘油、二甲醇胺中的至少一种。

17、根据本技术的一些实施方式，所述溶剂中的水为去离子水。去离子水中不含杂质，在快干低气味环保紫外光固化专用油墨制备过程中不易出现浑浊变色现象。

18、根据本技术的一些实施方式，所述水溶性溶剂和水的重量比为(1-5):1。

19、根据本技术的一些实施方式，所述颜料包括洋红、酞青蓝、联苯胺黄、炭黑、钛白中的至少一种。

20、进一步地，所述颜料的粒径为0.05-0.5μm。该粒径范围时颜料的着色力、光泽、遮盖力、耐候性均较佳。

21、根据本技术的一些实施方式，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲苯酚、叔丁基对苯二酚、丁基羟基茴香醚、对苯二酚或邻甲基对苯二酚中的至少一种。本技术中的抗氧化剂可以增加快干低气味环保紫外光固化专用油墨的存放时间，保持油墨中的基团活性，提升油墨固化效果。

22、根据本技术的一些实施方式，所述光引发剂包括酰基膦氧化物、α-羟基酮衍生物、偶酰缩酮衍生物、胺烷基苯酮和苯甲酰甲酸酯型中的至少两种。

23、进一步地，所述光引发剂包括(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯。

24、苯甲酰甲酸甲酯耐黄变好，苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦能解决油墨表面干燥，促进油墨深层固化，三者搭配可以提高墨膜的成膜速度与成膜质量。

25、更进一步地，所述(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦和苯甲酰甲酸甲酯的用量按重量比计为1:(0.5-1):(2-4)，例如所述(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦和苯甲酰甲酸甲酯的用量按重量比计为1:1:3。

26、该配比能够增强(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦和苯甲酰甲酸甲酯的搭配效果，提高油墨成膜效果，如果苯甲酰甲酸甲酯比例过低，影响油墨固化速度，同时油墨耐黄变性能差，影响色泽度，如果(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦比例过低，则会影响油墨的深层固化效果，影响附着力和耐磨性，三者比例恰当，油墨的成膜速度与成膜质量才能达到最佳效果。

27、根据本技术的一些实施方式，所述分散剂包括阴离子型水溶性分散剂或非离子型水溶性分散剂中的至少一种。

28、根据本技术的一些实施方式，所述消泡剂包括硅油类、脂肪醇类、聚醚类、矿物油类、脱层硅酸盐类中的至少一种。

29、进一步地，所述消泡剂包括硅油类、聚醚类。硅油类和聚醚类消泡剂搭配能够在液体表面形成覆盖膜，阻止气泡的形成和聚集，提高消除油墨中气泡的效率。

30、根据本技术的一些实施方式，所述制备原料中硅烷偶联剂的用量为1-3重量份。

31、硅烷偶联剂与有机硅改性醇酸树脂相容性较好，能够使油墨体系均匀分散在有机硅改性醇酸树脂中，提高颜料的分散系数，使油墨颜色饱和鲜艳，填料、抗氧化剂在硅烷偶联剂搭配下提高油墨耐磨性和抗氧化性。

32、根据本技术的一些实施方式，所述硅烷偶联剂包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

33、第二方面，本技术实施例提供上述快干低气味环保紫外光固化专用油墨的制备方法，通过以下技术方案实现：

34、上述快干低气味环保紫外光固化专用油墨的制备方法，包括以下步骤：

35、(1)将所述丙烯酸缩水甘油酯改性松香树脂、有机硅改性醇酸树脂、溶剂、光引发剂混合搅拌，得到半成品a；

36、(2)在半成品a中，加入所述颜料、填料、分散剂、消泡剂、抗氧化剂、硅烷偶联剂，混合均匀，得到半成品b；

37、(3)将半成品b研磨至细度5微米以下，得到快干低气味环保紫外光固化专用油墨。

38、根据本技术实施例的快干低气味环保紫外光固化专用油墨的制备方法，至少具有如下有益效果：

39、本技术的制备方法步骤简单，不需要采用复杂的生产设备，成本低，制造过程无污染，无有毒物质排放，不伤害作业员健康，适合工业化生产。

40、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(1)中搅拌的转速为1000-2000r/min。

41、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(1)中搅拌的时间为10-20min。

42、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(2)中混合的方式包括超声分散、搅拌中的至少一种。

43、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(2)中混合的温度为70-90℃。

44、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(2)中混合的时间为1-3h。

45、根据本技术的一些实施方式，所述步骤(3)中研磨包括第一次研磨和第二次研磨。

46、进一步地，所述第一次研磨采用珠磨机研磨。

47、进一步地，所述第二次研磨采用三辊机研磨。

48、进一步地，所述第一次研磨后还包括真空脱泡搅拌。

49、更进一步地，所述真空脱泡搅拌的时间为10-30min。

50、第三方面，本技术实施例提供所述快干低气味环保紫外光固化专用油墨在胶印中的应用。使用本技术的快干低气味环保紫外光固化专用油墨进行印刷，油墨固化速度快，字体光泽度高，字迹附着力强，耐水耐磨不易褪色。