专利名称：一种发光二极管光固化油墨的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨及其制备方法，属于精细化工领域。
背景技术：
基于大众在环保等方面的认同，不易产生有机挥发物的紫外(UV)光固化涂料—— 包括油墨等产品的生产技术得到了飞速发展。UV光固化技术是以紫外光为能源，使用光活性预聚物作为油墨等的基料，在波长 200nm-450nm的紫外光线照射下，由光引发剂产生自由基，引起基料聚合和交联反应，使油墨从液态转成固态。该UV光固化油墨配料中无需要加入挥发性溶剂，原料中的预聚物和稀释剂均具有聚合反应活性，固化时全部交联成膜，无溶剂挥发，具有设计灵活、节约能源、无噪声、无污染、生产效率高等优点。上述UV光固化油墨的主要固化机理是在UV光的照射下，UV固化油墨中的光引发剂吸收一定波长的光子，激发到激发态，形成自由基或离子。然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光单体等分子变成激发态，产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合，并最终固化成膜。目前，UV光固化油墨应用范围越来越广，已经在木材、塑胶、金属、纸张、皮革上大量应用，在光纤、电子线路板等材料上也已成功使用。在环保型油墨中，紫外光固化涂料以高效、环保、节能、涂膜性能优异等优点，使其远远超过水性油墨和粉末油墨的发展速度。不过，UV光固化技术也存在显而易见的缺点，如，UV光能量高，在使用过程中放热严重、易导致所处理的物料变形、甚至损伤等。另外，UV光本身也是一种环境污染源。
发明内容
针对现有UV光固化技术所带来的潜在问题与风险，本发明要解决的问题是提供一种以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨。本发明所述的以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨，由如下方法制得以重量份计，将1-20份的染料或颜料与1-30份的分散剂充分研磨至胶体粒径为IOO-IOOOnm后，与预聚物1_80份、稀释剂1_30份、光引发剂1_20份、金属离子化合物 0. 1-10份、光稳定剂1-20份在常温条件下混合均勻，再用300-400目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨；其中上述染料或颜料为永固红、永固黄、酞菁蓝或热裂黑；上述分散剂为丙烯酸型分散剂；上述预聚物和稀释剂为含有丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、乙烯氧酯、苯乙烯等结构单元的物质，其中预聚物选聚丙二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，稀释剂选甲基丙烯酸异辛酯；上述光引发剂为光引发剂184、光引发剂369或光引发剂1173 ；上述金属离子化合物为钴、锰或锌的羧酸盐；上述光稳定剂为光稳定剂1010。上述以发光二极管为发光源的光固化油墨，优选以如下方法制得
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以重量份计，将8份的染料或颜料与12份的分散剂利用胶体磨充分研磨至胶体粒径为200-500nm后，与预聚物45份、稀释剂20份、光引发剂10份、金属离子化合物0. 5份、 光稳定剂4. 5份在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨。其中所述永固红优选永固红FRR，所述永固黄优选联苯胺黄GP. Y. 12，所述酞菁蓝优选 CibaGLVO0所述丙烯酸型分散剂优选含胺猫固基WinSperse 3010。所述预聚物优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。所述光引发剂中红色优选ciba的引发剂Irgacurel 173，黄色优选ciba的引发剂IrgaCurel84，蓝色优选ciba的引发剂Irgacurel84,黑色优选ciba的引发剂 Irgacure369。所述金属离子化合物优选钴、锰、锌的环烷酸盐，最优选环烷酸钴。本发明采用了光引发剂与金属离子共促固化机制。虽然光引发能力相对变弱，但光引发剂在LED光照射下仍可产生自由基，并引发原料中的预聚物和稀释剂的链式聚合。 金属离子加入后，可促进原料中的预聚物和稀释剂的链式聚合。金属离子促进聚合的原因可能与其催化过氧化物的形成与分解、从而引致自由基的产生有关。本发明方法所制得的LED光固化油墨在使用过程中污染小、固化快、放热少、不易导致所处理的物料变形或损伤，具有广阔的应用前景。
具体实施例方式下列实施例是对本发明作进一步说明，但本发明不仅限于此，其中所述重量份单位以千克计。实施例1 发光二极管(LED)光固化油墨将8重量份永固红FRR与12重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至 200-500nm后，与45重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与20重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与10重量份光引发剂1173与0. 5重量份环烷酸钴与4. 5重量份光稳定剂1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得红色LED光固化油墨。实施例2 发光二极管(LED)光固化油墨将8重量份联苯胺黄GP. Y. 12与12重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至200-500nm后，与45重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与20重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与10重量份光引发剂184与0. 5重量份环烷酸钴与5重量份光稳定剂 1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得黄色LED光固化油墨。实施例3 发光二极管(LED)光固化油墨将8重量份酞菁蓝与12重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至 200-500nm后，与45重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与20重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与10重量份光引发剂184与0. 5重量份环烷酸钴与4. 5重量份光稳定剂1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得蓝色LED光固化油墨。实施例4 发光二极管(LED)光固化油墨
将8重量份热裂黑与12重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至 200-500nm后，与45重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与20重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与10重量份光引发剂369与0. 5重量份环烷酸钴与4. 5重量份光稳定剂1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得黑色LED光固化油墨。实施例5 发光二极管(LED)光固化油墨将3重量份永固红FRR与5重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至 200-500nm后，与16重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与7重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与4重量份光引发剂1173与0. 2重量份环烷酸钴与2. 5重量份光稳定剂1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得红色LED光固化油墨。实施例6 发光二极管(LED)光固化油墨将20重量份联苯胺黄GP. Y. 12与30重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至200-500nm后，与80重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与30重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与20重量份光引发剂184与5重量份环烷酸钴与20重量份光稳定剂 1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得黄色LED光固化油墨。实施例7 发光二极管(LED)光固化油墨将15重量份热裂黑与23重量份分散剂WinSperse 3010充分研磨胶体粒径至 200-500nm后，与70重量份预聚物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯与沈重量份稀释剂甲基丙烯酸异辛酯与15重量份光引发剂369与1重量份环烷酸钴与8重量份光稳定剂1010在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，黑色包装桶灌装，即得黑色LED光固化油墨。
权利要求
1.一种以发光二极管为发光源的光固化油墨，由如下方法制得以重量份计，将1-20份的染料或颜料与1-30份的分散剂充分研磨至胶体粒径为 IOO-IOOOnm后，与预聚物1_80份、稀释剂1_30份、光引发剂1_20份、金属离子化合物 0. 1-10份、光稳定剂1-20份在常温条件下混合均勻，再用300-400目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨；其中上述染料或颜料为永固红、永固黄、酞菁蓝或热裂黑；上述分散剂为丙烯酸型分散剂；上述预聚物为聚丙二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；上述稀释剂为甲基丙烯酸异辛酯；上述光引发剂为光引发剂184、光引发剂369或光引发剂1173 ；上述金属离子化合物为钴、锰或锌的羧酸盐；上述光稳定剂为光稳定剂1010。
2.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是以重量份计，将8份的染料或颜料与12份的分散剂利用胶体磨充分研磨至胶体粒径为 200-500nm后，与预聚物45份、稀释剂20份、光引发剂10份、金属离子化合物0. 5份、光稳定剂4. 5份在常温条件下混合均勻，再用360目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨。
3.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述永固红选永固红FRR，所述永固黄选联苯胺黄GP. Y. 12，所述酞菁蓝选cilia GLVO。
4.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述丙烯酸型分散剂选含胺猫固基WinSperse 3010。
5.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述预聚物选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
6.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述光引发剂中红色选ciba的引发剂Irgacurell73，黄色选ciba的引发剂Irgacurel84，蓝色选ciba 的引发剂Irgacurel84，黑色选ciba的引发剂Irgacure369。
7.如权利要求1所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述金属离子化合物选钴、锰、锌的环烷酸盐。
8.如权利要求7所述以发光二极管为发光源的光固化油墨，其特征是所述金属离子化合物为环烷酸钴。
全文摘要
本发明公开了一种以发光二极管为发光源的光固化油墨，是以重量份计，将1-20份的染料或颜料与1-30份的分散剂充分研磨至胶体粒径为100-1000nm后，与预聚物1-80份、稀释剂1-30份、光引发剂1-20份、金属离子化合物0.1-10份、光稳定剂1-20份在常温条件下混合均匀，再用300-400目滤网过滤制得。本发明方法所制得的LED光固化油墨在使用过程中污染小、固化快、放热少、不易导致所处理的物料变形或损伤，具有广阔的应用前景。
文档编号C09D11/10GK102382517SQ20111036505
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者张立敬, 景晓静 申请人:济南阿波罗油墨有限公司