用于数码喷印的环氧树脂改性uv生漆油墨及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨的制备方法，属于 数码喷墨印刷、UV固化技术、生漆等多个领域的集成创新，乃是针对生漆因自身粘度、分子 粒径等因素不能用于小孔径喷涂的缺陷，通过对生漆与油墨的改性处理实现漆艺彩绘从单 纯传统人工制作向传统工艺和 数字化相结合生产的转变。
【背景技术】
[0002] 生漆主要是由漆酚、漆酶、多糖、糖蛋白以及水分、金属离子等物质组成，是一种油 包水型反应性生物基复合系统。目前国内外已经有很多人通改性生漆来提高其漆膜性能。 其中环氧改性生漆即环氧改性漆酚树脂主要是通过酚羟基与环氧氯丙烷反应生成多环氧 基的漆酚环氧树脂或漆酚缩醛树脂与环氧树脂共混作为环氧树脂的固化剂参与交联反应 得到漆酚环氧树脂。其漆膜颜色浅，成膜速率快，具良好的柔韧性、耐腐蚀性、耐紫外线等优 良的物理机械性能，但因其黏度太大而不易施工等因素导致其涂饰工艺仅仅局限于传统的 手涂工艺，因此配制一种具有可喷可光固化等优良性能的改性生漆显得十分必要。
[0003] 数字印刷技术是当今发展最快的技术领域之一，而喷墨印刷又是数字印刷中最具 发展前途的一种方式。目前在印刷行业，光固化技术是一种较为先进的新技术，光固化技术 以紫外光固化(Ultraviolet)为主，其余还有红外光、可见光固化等。UV固化是指利用紫外 线的能量，使油墨连结料的分子产生聚合，是固化墨滴的一种技术，具有干燥迅速，无挥发 性溶剂，节省能源消耗，印品稳定性好等优点，受到众多人的青睐。因此将生漆与数码喷印 技术和UV固化技术结合起来对于家具制造行业也是一种新的契机。
[0004] UV油墨是由光引发剂、预聚物、单体、颜料和助剂组成，其中预聚物是构成UV油墨 组分的基本骨架，其性能对固化过程和固化膜的性质起决定作用。光固化产品中的原料一 般具有C=C双键、环氧基团等固化基团，在光照条件下可进一步反应，因此本研究选用环氧 树脂改性生漆，利用油墨组分与漆酚环氧树脂的相似之处，利用环氧树脂、甲醛、漆酚、丙烯 酸酯重新合成一种预聚物，重新配制一种可用于数码喷印技术的新型UV生漆油墨。
[0005] 目前国内将生漆与数码喷印技术结合到一起的研究非常有限，并未发现将UV油墨 与生漆及改性生漆结合起来用于数码喷印技术和UV固化技术的研究和专利文献。
【发明内容】
[0006] 本发明提出的是一种用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨及制备方法，其目 的主要是针对传统生漆不能从数码喷印设备喷头中下喷出来，易堵塞喷头，且固化时间长 的缺陷，结合UV油墨的配制，将改性生漆与UV油墨制造技术结合，调制成一种既可以数码喷 印，不堵塞喷头，又可以通过UV固化的新型"生漆油墨"，使调配得到的"生漆油墨"兼具生漆 优良的漆膜性能和UV油墨的优点，实现生漆涂饰领域与数码喷印技术领域的跨学科结合和 创新，满足现代工业化生产需求；用新的反应机理合成新的树脂与油墨调配，使得调配的 "生漆油墨"可以在不堵塞喷头的情况下从数码喷墨印刷设备中喷出，且瞬间UV光固化，具 有生漆和UV油墨二者的优良性能，克服原有技术的缺陷。
[0007] 本发明的技术解决方案：用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨，由下列原料 及其质量百分比组成， 环氧树脂2.5%-6%， 漆酚 1.25%-3%， 甲醛 1.25%-3%， 丙稀酸类单体75%-85%， 光引发剂4%_10%， 颜料 5%-15%， 助剂1%-5%， 上述原料的百分比之和为100%。
[0008] 用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨的制备方法，包括如下步骤： (1) 从安康漆、平利漆、城口漆、毛坝漆、秦岭漆或者其他生漆中用二甲苯在三口烧瓶中 以质量1:1的比例提取漆酚，静置后取上层清液，得到漆酚二甲苯溶液； (2) 将漆酚二甲苯溶液、甲醛、氨水、阻聚剂放置反应釜中（其中漆酚与甲醛的摩尔比为 0.85-0.9，氨水是催化剂），将体系温度控制在40-70°C反应0.5-lh;反应结束后升温脱水， 当温度达到136°C时水脱净，得到漆酚缩甲醛聚合物； (3) 再将所得的漆酚缩甲醛与环氧树脂等比例再放入反应釜中，加入适量的助剂，控制 温度在35-65°C反应0.2-lh，反应结束后升温脱水，得到漆酚环氧树脂;最后在装有搅拌器、 冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中，加入一定量的漆酚环氧树脂和阻聚剂，缓慢 加热到70°C，再缓慢滴加计量的丙烯酸和催化剂的混合液，加热、搅拌、升温到90°C，严格控 制反应温度，反应40min后每隔20min测试体系酸值，降到5mgK0H/g后停止反应，得到预聚物 漆酚环氧丙烯酸酯； (4) 将预聚物漆酚环氧丙烯酸酯、部分单体和分散剂按照表1所示比例混合加入烧杯， 置于恒温磁力搅拌器上搅拌混合均匀，然后加入颜料置于电动搅拌器上进行预分散30-60min，最后将预分散过的色衆放入高速研磨机中研磨60-150min，使颜料在油墨体系中充 分润湿分散，最后将研磨后的色浆超声分散30min，得到UV生漆油墨的色浆； 表1色浆配方
(5) 最后将色浆、成膜预聚物、活性单体、光引发剂和助剂等按照表2所示配比混合，置 于搅拌器上搅拌20分钟后超声分散30min左右后即可得到所制备的UV生漆油墨，经过滤后 得到环氧树脂改性UV生漆油墨。
[0009] 表2油墨的基本配方
本发明的优点及创新点：克服了生漆及改性生漆不可喷印阻塞喷头和固化时间长的问 题，制成的"生漆油墨"不仅能够通过数码喷印设备直接被"打印"到基材表面，而且弥补了 传统生漆及改性漆干燥条件苛刻及耗时的缺陷，可以通过UV光瞬间固化，整个过程不超过 10秒，可实现机械化作业。同时，制成的"生漆油墨"既保留了原有生漆漆膜附着力高、耐酸、 耐碱、耐水、耐油、耐磨、光泽度高的优点，引入的环氧树脂在一定程度上更加提高了漆膜性 能，制备出一种新型油墨预聚物组分。同时固化后的漆膜继承了UV油墨完美的光泽度、色 彩，瞬间固化、不堵塞喷头、低污染、喷印质量耐抗性佳、适用于各种基材的优点，集合了 UV-LED油墨与改性生漆二者的优点，合成工艺简单、条件易于控制、漆膜性能佳，能够广泛用于 装饰、家具、建筑、电子、机械、化工等领域，本发明创造性地应用了 "数码喷印技术"和"UV固 化技术"，生漆改性方法，并结合传统工艺，实现了数码喷印技术的集成创新，使得漆艺彩绘 从单纯传统人工制作向传统工艺和数字化相结合生产的转变。
【具体实施方式】
[0010] 用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨，由下列原料及其质量百分比组成环氧树脂 2.5%-6%，漆酚1.25%-3%，甲醛1.25%-3%，丙稀酸类单体75%-85%，光引发剂5%-10%，颜料5%-15%，助剂2%-5%，上述原料的百分比之和为100%。
[0011]用于数码喷印的环氧树脂改性UV生漆油墨的制备方法，包括如下步骤： (1) 首先从安康漆、平利漆、城口漆、毛坝漆、秦岭漆或者其他生漆中用二甲苯在三口烧 瓶中以质量1:1的比例提取漆酚，静置后取上层清液，得到漆酚二甲苯溶液； (2) 将漆酚二甲苯溶液、甲醛、氨水、阻聚剂放置反应釜中（其中漆酚与甲醛的摩尔比为 0.85-0.9，氨水是催化剂），将体系温度控制在40-70°C反应0.5-lh;反应结束后升温脱水， 当温度达到136°C时水脱净，得到漆酚缩甲醛聚合物； (3) 再将所得的漆酚缩甲醛与环氧树脂等比例再放入反应釜中，加入适量的助剂，控制 温度在35-65°C反应0.2-lh，反应结束后升温脱水，得到漆酚环氧树脂。最后在装有搅拌器、 冷凝管、恒压滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中，加入一定量的漆酚环氧树脂和阻聚剂，缓慢 加热到70°C，再缓慢滴加计量的丙烯酸和催化剂的混合液，加热、搅拌、升温到90°C，严格控 制反应温度，反应40min后每隔20min测试体系酸值，降到5mgK0H/g后停止反应，得到预聚物 漆酚环氧丙烯酸酯； (4) 将预聚物漆酚环氧丙烯酸酯、部分单体和分散剂按照表1所示比例混合加入烧杯， 置于恒温磁力搅拌器上搅拌混合均匀，然后加入颜料置于电动搅拌器上进行预分散30-60min，最后将预分散过的色衆放入高速研磨机中研磨60-150min，使颜料在油墨