一种uv-led固化凹印油墨及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明设及印刷用油墨的技术领域，特指一种UV-LED固化凹印油墨及其制备方 法。
【背景技术】
[000引传统UV印刷是指UV油墨中的光聚合引发剂，在UV光源的照射下，吸收不同波长 和能量的紫外光后，达到激发态，形成自由基或离子。再通过分子间能量转移，使预聚物、单 体和聚合物成为激发态，产生的电荷转移复合体。复杂离子之间不断交联聚合，最终使油墨 固化成膜并吸附在印品上的过程。
[0003]UV-LED(Li曲t-EmittingDiode)光源是一种能够发射极窄的光谱半宽，并能将电 能转化为光能的半导体电子元件。利用光电转换原理，通过在半导体基片上注入、渗杂杂质 生长PN结而得到，发光机理缘其电致效应，电子和正电荷在移动过程中碰撞结合转化成光 能。其福射波峰单一，能量高度集中，低热能，福射更均匀。常规UV光源为高压隶灯，存在 使用寿命短、耗电量大、承印材料受热变形及重金属污染等缺陷。UV-LED固化更节能环保， 且使用寿命长、福射热量低，较传统UV印刷所使用的隶灯能减少70%-80%的耗电。
[0004] 固化速率是UV-L邸油墨的重要性能之一，决定了印刷速度。由于UV-LED光源福 射波峰单一，能量聚集在极窄的光谱段，固化所需光敏剂需具专一性。目前，市场上UV-LED 油墨所采用的光引发剂大多为传统UV油墨的光引发剂口X(异丙基硫杂蔥），在质量分数 为8%和波长385nm时，固化效率最高，双键转换率可达约83% (易青，魏先福，黄舊青，王 琪.UV-L邸油墨光引发剂和光源的研究.北京印刷学院学报，2013. 12)。有的UV-L邸油墨 采用多种传统光引发剂的组合，但实际印刷效果并不理想。在紫外固化油墨中，双键转换率 低于85%将不能满足快速印刷的要求，易出现干燥慢等问题，导致其目前无法应用于高速 印刷。因此，提高固化速率成为目前UV-L邸油墨亟待解决的问题。
[0005]目前针对UV-LED油墨公开的专利有CN103613989A、CN102863848A、 CN102732094A、CN103045007A，公开了UV-L邸油墨的固化速度、固化效率、附着力等。其均 只对耐候性、耐溶剂性、耐刮擦性做出改进，而光引发剂只是采用一种或多种传统UV固化 光引发剂，实际固化速度并未得到改进。
【发明内容】
[000引本发明的目的是解决现有UV-LED固化油墨干燥速度慢的问题，提供一种UV-LED固化凹印油墨，该油墨采用UV-L邸光源固化，具有固着速度快、附着力好、印刷适性好等特 点，适合凹版印刷及其生产要求。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案： 一种UV-LED固化凹印油墨，所述UV-LED固化凹印油墨按W下重量份的原料制备而 成： 预聚物 40~65份， 光引发剂 1~8份， 颜料 8~18份， 稀释剂 5~15份， 助剂 0. 5~3份， 填料 8~30份。
[0008]所述预聚物包括碱溶性丙締酸树脂、改性环氧丙締酸树脂的一种或两者的混合 物。
[0009]所述光引发剂优选4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基）苯基苯甲酬的结 构如下：
所述的4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基）苯基苯甲酬优选通过包含如下步 骤方法制备：W4-甲基二苯甲酬（MBP)作为原料，W漠代下二酷亚胺（NB巧作为漠供体，W 过氧化苯甲酯（BPO)作为引发剂，反应溫度为120°C~130°C，通过自由基漠代反应，经分离 提纯，得到4-漠甲基二苯甲酬（Br-MBP);W1,8-二氮杂双环[5. 4.0] ^碳-7-締（D脚） 为原料，在四氨巧喃溶液中加入四氨侣裡，共混揽拌，在溫度为90°C~100°C中加热回流2 小时，经分离提纯，得到二氮杂双环十一烧（RD脚）；在甲苯溶液中加入4-漠甲基二苯甲酬 (化-MBP)和二氮杂双环十一烧（畑脚)，在90°C~100°C下加热回流4小时，经分离提纯，得 到4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基）苯基苯甲酬。
[0010] 所述颜料包括献菁颜料、铁兰、联苯胺黄、耐晒黄、立索尔宝红、永固红的一种或多 种的混合物，各种颜料的混合比例根据调色的需要而定。
[0011] 所述稀释剂包括=丙締酸丙烷=甲醇醋、=丙二醇二丙締酸醋的一种或两者的混 合物。
[0012] 所述助剂包括阻聚剂、流平剂、蜡的一种或多种的混合物。
[0013]所述阻聚剂优选ST-2阻聚剂，ST-2阻聚剂包括4%S(N-亚硝基-N-苯基径胺） 侣盐和96%乙氧基单油S丙締酸醋。
[0014]所述流平剂优选聚酸改性有机聚硅氧烷。
[0015]所述蜡优选聚乙締蜡微粉。
[0016]所述填料包括纳米碳酸巧、二氧化娃的一种或两者的混合物。
[0017]W及，一种UV-LED固化凹印油墨，其特征在于，该油墨的制备方法按如下步骤进 行： (1) 将组分中预聚物的90%重量、颜料、填料混合，使用高速揽拌机，匀速揽拌1~2小 时； (2) 使用邸式砂磨机将预分散得到的组分进行充分研磨，根据GB/T13217. 3-2008检验 细度，根据研磨后油墨的细度决定砂磨次数，直到细度《IOym; (3) 在研磨后的达标组分中加入剩余预聚物的10%重量、光引发剂、助剂、稀释剂的75% 重量，使用高速揽拌机，匀速揽拌I~2小时； (4)在揽拌过程中使用稀释剂的25%重量来调整油墨的粘度，根据GB/T13217. 4-2008 检验粘度，根据油墨的粘度大小决定稀释剂的添加量，使其粘度达到30 + 5S。
[001引本发明的有益效果如下： 1. 节能环保。本发明适用于UV-L邸光照系统，比传统UV光照系统节能约80%，1小时 能节约30kW?h。相比使用传统高压隶灯光源，解决了UV印刷的隶污染问题，环保性能突 出； 2. 固着速度快。由于使用自制的4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基）苯基 苯甲酬光引发剂，印刷墨膜在3s内瞬间固化，双键转换率达87%W上，能符合高速印刷的要 求； 3. 印刷适性好。不会出现干版、干漉、增稠胶化等现象，油墨着墨性与传递性能稳定， 达到凹版印刷的快速印刷的目标。
【附图说明】
[001引图1是本发明的光引发剂4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基)苯基苯甲 酬合成图。
【具体实施方式】
[0020] W下结合各具体实施例W及各说明书附图对本发明作进一步说明。
[00川具体实施例1 蓝色UV-LED固化凹印油墨按W下重量份的原料制备而成： 预聚物 55份， 光引发剂 3份， 颜料 9份， 稀释剂 11份， 助剂 2份， 填料 20份。
[0022] 其中，预聚物包括40份重量的碱溶性丙締酸树脂和15份重量的改性环氧丙締酸 树脂；光引发剂包括3份重量4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基)苯基苯甲酬，颜 料包括3份重量BGS献菁蓝和6份重量铁兰，稀释剂包括7份重量S丙締酸丙烷S甲醇醋 和4份重量=丙二醇二丙締酸醋，助剂包括1份重量聚乙締微粉蜡、0. 6份重量ST-2阻聚剂 和0. 4份重量聚酸改性有机聚硅氧烷流平剂，填料包括20份重量二氧化娃。
[0023] 上述光引发剂4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基）苯基苯甲酬的制备方 法包含W下步骤： (1) 将Imol4-甲基二苯甲酬、Imol漠代下二酷亚胺、Imol过氧化苯甲酯充分混合摇 匀，在120°C下加热回流2h，通过自由基漠代反应，经分离提纯，得到4-漠甲基二苯甲酬， 收率为67%; (2) 在500血四氨巧喃中加入Imol1,8-二氮杂双环[5. 4.0] ^碳-7-締和0. 5mol 四氨裡侣，在90°C下加热回流比，经分离提纯，得到二氮杂双环十一烧（畑脚)，收率为 89%; (3)在500血甲苯溶液中加入上述所制得的4-漠甲基二苯甲酬0. 5mol、二氮杂双环 十一烧（畑脚)〇.5mol，在90°C下加热回流地，经分离提纯，最终得到得到4-(八氨喀晚并 [l，2-a]氮杂卓-1-基甲基)苯基苯甲酬，收率为41%，4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基 甲基）苯基苯甲酬结构式如下：
上述UV-LED固化凹印油墨的制备方法按如下步骤进行： (1) 将组分中预聚物的90%重量、颜料、填料混合，使用高速揽拌机，匀速揽拌1小时； (2)使用邸式砂磨机将预分散得到的组分进行充分研磨，根据GB/T13217. 3-2008检验 细度，根据研磨后油墨的细度决定砂磨次数，直到细度《IOym; (3) 在研磨后的达标组分中加入剩余预聚物的10%重量、光引发剂、助剂、稀释剂的75% 重量，使用高速揽拌机，匀速揽拌1. 5小时； (4)在揽拌过程中使用稀释剂的25%重量来调整油墨的粘度，根据GB/T13217. 4-2008 检验粘度，根据油墨的粘度大小决定稀释剂的添加量，使其粘度达到30+ 5S。
[0024] 上述步骤所制得的油墨的性能按照国家标准测试进行测试细度、着色力、附着牢 度、粘度，使用自定的测试方法测试固化速度、双键转换率，测试结果如表1所示。
[0025] 所述使用自定的测试方法测试固化速度，其特征在于：采用主峰波长为365nm的 UV-LED面光源，功率密度为4000mw/cm2,照射距离为15. 5cm;使用0.Icc(立方厘米）墨量 在2分漉进行展色，制得测试样品，通过UV-LED面光源速度为64m/min，通过UV-LED面光源 的时间为3s，使用铅笔硬度仪测试是否完全固化。
[0026] 所述使用自定的测试方法测试双键转化率，其特征在于：采用间歇红外光谱法，对 测试完固化速度的样品进行测试。
[0027] 表1蓝色UV-LED固化凹印油墨性能测试表
[002引具体实施例2 黄色UV-LED固化凹印油墨按W下重量份的原料制备而成： 预聚物 45份， 光引发剂 2. 5份， 颜料 16份， 稀释剂 10份， 助剂 1. 5份， 填料 25份。
[0029] 其中，预聚物包括30份重量的碱溶性丙締酸树脂和15份重量的改性环氧丙締酸 树脂；光引发剂包括2.5份重量4-(八氨喀晚并[l，2-a]氮杂卓-1-基甲基)苯基苯甲酬， 颜料包括10份重量联苯胺黄1138和6份重量IOG耐晒黄，稀释剂包括10份重量=丙締酸 丙烷=甲醇醋，助剂包括