专利名称：一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性uv油墨及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨及其制备方法，该油墨具有优异的耐水性、耐磨性和储存稳定性，在平面纸张、塑料薄膜、金属箔片等各类承印物上具有高印刷质量。
背景技术：
目前，由表面活性剂分子组成的蠕虫状胶束体系是一类重要的粘弹性流体，在油田、社区冷热流体的减阻、个人护理和家庭清洁产品的增稠等诸多领域具有重要应用价值。 现已研发出众多的表面活性剂，可用来构筑蠕虫状胶束体系，如阳离子型表面活性剂和有机酸或有机盐类的复合体系；阴离子型表面活性剂和有机阳离子盐类或有机碱的复合体系；阴离子型或阳离子型或非离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的复合体系。研究发现，携带阴阳离子的表面活性剂复合体系中，离子对的形成可以诱导胶束从球状生长成棒状直至蠕虫状，这种蠕虫状胶束处于吸附和解吸的动态平衡中，可以包封微米级和纳米级的微粒，且溶液具备与高分子溶液相似的流体性质。因此，可以将表面活性剂应用在微米级分散体系的制备中。传统的水性UV油墨主要是由树脂连结料、光引发剂、颜料、胺类物质、水、助溶剂和其他添加剂等混合而成的一种新型环保油墨。主要应用在于食品、药品、饮料、烟酒及与人体接触的日用品包装印刷等方面。水性UV油墨和油性UV油墨的主要区别在于用水作为溶剂，而不再使用单体稀释剂，VOC含量极低，对人体危害和环境污染小。在欧美和日本等发达国家，水性油墨已经逐步取代油性油墨，成为除胶印外的其它印刷方式的专用墨。但是水性油墨中的高分子树脂连结料不能提供足够高的粘性，使得水性油墨对承印物的适应性不如油性油墨，附着力较差，要增加附着力必须预先在承印物上加一层UV底油或者对其进行磨砂、电晕、表面氧化等表面处理，耗费了一定的时间、人力、物力和财力。结合上述表面活性剂的分散和流体特性，我们有必要研发一种新型水性UV油墨分散体系，其既具备已有体系的优势，又能够适用于在各种承印物上的高速印刷。
发明内容
本发明的目的是利用上述表面活性剂体系的特性，采用可聚合型阳离子表面活性剂为主表面活性剂，有机酸或有机盐为助表面活性剂的复合体系，以蠕虫胶束相包封水性 UV油墨的各项组分，使其均勻的分散在水中，从而制备一种新型的水性UV油墨分散体系。为实现上述目的，本发明的技术方案是制备一种水性UV油墨，按照重量百分比计，包含以下组分20-30%的复合表面活性剂；5-10%的水性紫外光引发剂；15-30%的固体颜料；
5-10%的光反射功能填料；1.5-5%的水性消泡剂；0.5-2% 的增滑剂；30-40% 的水；5-10%的功能单体。本发明使用的复合表面活性剂是以可聚合型阳离子表面活性剂为主表面活性剂， 以有机酸或者有机盐类为助表面活性剂的分散体系。所述的可聚合型阳离子表面活性剂选用季胺盐型、铵盐型或杂环季铵盐型。所述的有机酸选用脂肪酸型、磺酸型、硫酸酯型或磷酸酯型。所述有机盐为上述有机酸的盐。所选用的可聚合型阳离子表面活性剂是季胺盐型表面活性剂。所选用的季胺盐型表面活性剂为R-303、KJH-3、KJH_2和KJH-I中的一种及以上，
其结构分别如下所示。
权利要求
1. 一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于按照重量百分比计，包含以下组分复合表面活性剂20-30%水性紫外光引发剂5-10%粒径为0.01-50μπι的固体颜料15-30%光反射功能填料5-10%水性消泡剂1.5-5%增滑剂0.5-2%水30-40%功能单体苯乙烯、丙烯酸或丙烯酸酯的一种及以上的混合物5-10% ；所使用的复合表面活性剂为以可聚合型阳离子表面活性剂为主表面活性剂，以有机酸或者有机盐类为助表面活性剂的分散体系；所述的可聚合型阳离子表面活性剂选用季胺盐型、铵盐型或杂环季铵盐型；所述的有机酸选用脂肪酸型、磺酸型、硫酸酯型或磷酸酯型； 所述有机盐为上述有机酸的盐，且主表面活性剂与助表面活性剂的摩尔比值为0. 5-3。
2.根据权利要求1所述的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于所选用的可聚合型阳离子表面活性剂是季胺盐型表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于所选用的季胺盐型表面活性剂为R-303、KJH-3、KJH-2或KJH-I中的一种及一种以上的混合物，其结构分别如下所示
4.根据权利要求2所述的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于所选用的有机酸是磺酸型或脂肪酸型有机酸。
5.根据权利要求4所述利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于所选用的磺酸型有机酸是数均分子量为5000-50000的聚苯乙烯磺酸钠；脂肪酸型有机酸为数均分子量为3000-40000的聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸。
6.根据权利要求1所述的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨，其特征在于所选用的水性紫外光引发剂是四59、QTX、BTC、BPQ或ABQ的一种及一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨的制备方法，其特征在于将已研磨至微米级别的颜料、光反射功能填料、水性消泡剂、增滑剂、水性光引发剂以及单体超声1-2小时分散在主表面活性剂的水溶液中，通过过滤除去未均勻分散的固体颗粒聚集体，超声频率为40-60kHz，超声功率为100-200 。在35_50°C温度下，向体系中再加入助表面活性剂，主表面活性剂与助表面活性剂的摩尔比值为0. 5-3，充分搅拌混合，最终得到具有粘弹性的利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨。
全文摘要
本发明涉及一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV油墨及制备方法。本发明利用可聚合型阳离子表面活性剂与有机酸/有机盐类作为复合表面活性剂在水溶液中形成蠕虫状胶束相，将油墨的各组分(固体颜料、水性紫外光引发剂、各类功能添加剂、少量单体)包封其中，通过超声波分散和离心过滤等操作，制备出具有粘弹性的水性UV油墨。该水性油墨避免使用有机溶剂，对环境友好；具有UV引发活性，能够在承印物表面快速交联固化，体现了优良的耐水性和耐磨性；体系中的蠕虫状胶束赋予了油墨在不同温度下可变的流体性质，高温下具有较好的流平性，低温下具有较高的粘附性，因此适合在塑料、金属等各类承印物上的高速印刷且具有优异的光泽度和色彩再现性。
文档编号C09D11/02GK102382504SQ20111031719
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者王欢, 褚庭亮 申请人:中国印刷科学技术研究所