一种凹印水性LED‑UV墨及其制备方法与流程

文档序号:12939660阅读:249来源:国知局

本发明属于印刷复制技术领域,涉及一种凹版印刷水性led-uv墨,本发明还涉及该凹版印刷水性led-uv墨的制备方法。



背景技术:

凹版印刷水性led-uv墨作为一种新型的、绿色环保型的凹版墨,具有节能无毒、对环境友好,印品性能优异等特点,受到行业领域的关注。随着凹版印刷技术的广泛应用,对于凹版墨质量等各方面有了更高的要求,市场上现有的凹版墨按载体的不同,主要分为水性、溶剂型、热熔型、能量固化型几种。水性凹版墨以水为载体,具有墨色稳定、着色力强、色彩饱和度高,对凹版头和耗材损害小、对人体及环境均无污染的优点,但是干燥速度慢,印品光泽度差;溶剂型凹版墨易挥发,对环境造成污染;热熔型凹版墨目前主要应用于纸板包装领域,有一定的局限性;能量固化型凹版墨没有挥发性有机物质、低耗能、快速固化,为凹版装置带来的最大优势是不会喷头固化,但是能量固化型凹版墨的柔韧性、黏结性较逊色于传统墨。水性led-uv凹版墨结合上述水性凹版墨和能量固化型凹版墨的全部优点,是凹版墨的新秀及应用趋势,因此,研发高质量的水性led-uv凹版墨具有重要的应用价值。

目前,凹版印刷水性led-uv墨仍处在研究阶段,我国还没有开发出性能优良的凹版印刷水性led-uv墨。国外的公司和学者已取得用于研发阶段的研究成果,但是进口的墨价格昂贵,阻碍我国凹版印刷行业及相关行业的发展。长期以来,凹版墨都是和打印设备配套使用,大多数设备生产厂家要求生产商在打印时使用原装墨,这也是造成我国凹版墨研究进展缓慢的原因。凹版印刷水性led-uv墨的发展发明技术可参阅:发明名称《不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物水性led-uv墨的制备方法》(申请号201110096328.4,公开号cn102153914a,公开日2011.08.17),发明名称《一种水性led-uv墨及其制备方法》(申请号201110139166.8,公开号cn102241914b,公开日2011.11.16),发明名称《一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性led-uv墨及其制备方法》(申请号2011103117194.4,公开号cn102382504a,公开日2012.03.21),发明名称《一种柔版印刷水性led-uv墨及其制备方法》(申请号201310178593.6,公开号cn103275551a,公开日2013.09.04),发明名称《一种羟基硅油改性的水性led-uv墨及其制备方法》(申请号201310588755.3,公开号cn103613993a,公开日2014.03.05),发明名称《一种水性led-uv墨的制备方法》(申请号201410484615.6,公开号cn104231729a,公开日2014.12.2)等专利。但上述技术均存在污染环境,不易清洗,生产效率低等缺点。

鉴于凹版印刷水性led-uv墨良好的市场前景,加强凹版印刷水性led-uv墨的研究,制备出满足市场需求的性能优良的凹版印刷水性led-uv墨产品,是未来印刷墨行业的一个发展方向。因此,发明一种性能优良、绿色环保的凹版印刷水性led-uv墨在凹版印刷墨领域具有现实意义。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种凹版印刷水性led-uv墨,解决了现有凹版印刷墨干燥速度慢、附着牢度低、稳定性差和环保性能不好的问题。

本发明的另一目的是提供上述凹版印刷水性led-uv墨的制备方法。

本发明所采用的技术方案是,一种凹版印刷水性led-uv墨,按质量百分比由以下原料组成:60%~70%的基料树脂,9%~12%的光引发剂,6%~8%的色料,1%~7%的助剂,1%~10%的稀释剂,以上各组分的质量百分比之和为100%。

本发明的特点还在于,所述助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光活化剂组成的混合物,助剂中各组分占总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%~2.3%、表面活性剂0.01%~0.1%、光稳定剂1%~8%、流平剂1%~1.5%和光活化剂4%~5%。

所述消泡剂是型号为os-5201或os-5202的消泡剂;所述表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种;所述流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷;所述光活化剂包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯和三异丙醇胺中的任意一种。

所述基料树脂是,按质量百分比,由45%~70%可led-uv固化的水性聚氨酯和30%~55%质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液组成的混合乳液。

所述光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、异丙基硫杂蕙酮以及卤代硫杂蕙酮中的任意一种,或是质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物,或者是质量比为3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

本发明所采用的另一技术方案,上述凹版印刷水性led-uv墨的制备方法,具体按以下步骤实施:

步骤1、制备聚乙烯醇溶液:

按质量百分比分别称取去离子水90%~95%,聚乙烯醇5%~10%,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入20℃~25℃冷水中使之充分溶胀、分散,并使挥发性物质逸出,然后升温到90℃~95℃加速搅拌,待聚乙烯醇完全溶解,保温2~2.5小时,得到质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

将聚丁二醇和二羟甲基丙酸加入反应器,在55℃~65℃下搅拌30min~40min至二羟甲基丙酸溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯,在75℃~85℃下反应2h~2.5h;加入三羟甲基丙烷使预聚物交联,在75℃~85℃反应3h~3.5h,制备得到聚氨酯聚合物;然后降温至40℃~50℃,缓慢加入丙酮和三乙胺,搅拌20min~30min;接着加入去离子水,在40℃~50℃下高速搅拌使其乳化分解;最后加入乙二胺,搅拌30min~40min,减压除去丙酮,得到水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇溶液搅拌混合30min~60min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液,即基料树脂;

步骤3、按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂70%~90%,光引发剂6%~8%,色料3%~6%,助剂7%~17%,稀释剂1%~10%,以上各组分的质量百分比之和为100%;其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂和光活化剂组成的混合物。

步骤4、步骤3中称取的基料树脂加入至反应容器中,控制温度为40℃~50℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5、将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合后,加入步骤4制备得到的混合溶液中,搅拌均匀,然后加入助剂,充分混合搅拌,即得到凹版印刷水性led-uv墨。

本发明的特点还在于,步骤2中各组分的比例按照质量百分比为:质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液30%~55%,异佛尔酮二异氰酸酯10%~20%,聚丁二醇15%~25%,二羟甲基丙酸1%~2%,三羟甲基丙烷2%~2.5%,三乙胺0.5%~0.8%,乙二胺0.2%~0.4%,二月桂酸二丁基锡0.5%~1%,丙酮3%~8%,去离子水8%~15%,以上各组分的质量百分比之和为100%。

步骤3中所述的光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、异丙基硫杂蕙酮以及卤代硫杂蕙酮中的任意一种或是质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物,或者是质量比为3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

所述色料为直接染料、活性染料和颜料中的任意一种,所述稀释剂为质量比为3:2的水和乙醇的混合物。

所述助剂中消泡剂是型号为os-5201或os-5202的消泡剂;所述表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种;所述光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种;所述流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷;所述光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯及三异丙醇胺中的任意一种。

所述助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%~2.3%、表面活性剂0.01%~0.1%、光稳定剂1%~8%、流平剂1%~1.5%和光活化剂4%~5%。

本发明的有益效果是,相对现有的凹版印刷水性led-uv墨,采用本发明凹版印刷水性led-uv墨进行凹版打印,墨固化速度快,固化温度低,印品干燥时间短且质量较好,墨头易清洗,能源消耗低;其次,本发明凹版印刷水性led-uv墨采用水与酒精的混合物作为稀释剂,在容易达到调节黏度目的的同时,不含voc,无刺激性和臭味,不污染环境。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种凹版印刷水性led-uv墨,按质量百分比由以下原料组成:60%~70%的基料树脂,9%~12%的光引发剂,6%~8%的色料,1%~7%的助剂,1%~10%的稀释剂,以上各组分的质量百分比之和为100%。其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光活化剂组成的混合物。

其中,所述助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光活化剂组成的混合物,助剂中各组分占总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%~2.3%、表面活性剂0.01%~0.1%、光稳定剂1%~8%、流平剂1%~1.5%和光活化剂4%~5%。

所述消泡剂是型号为os-5201或os-5202的消泡剂;所述表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种;所述流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷;所述光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯和三异丙醇胺中的任意一种。

所述基料树脂是,按质量百分比,由45%~70%可led-uv固化的水性聚氨酯和30%~55%质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液组成的混合乳液。

所述光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、异丙基硫杂蕙酮以及卤代硫杂蕙酮中的任意一种,或是质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物,或者是质量比为3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

本发明上述一种凹版印刷水性led-uv墨的制备方法,具体按以下步骤实施:

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水90%~95%,聚乙烯醇5%~10%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入20℃~25℃冷水中使之充分溶胀、分散,并使挥发性物质逸出,然后升温到90℃~95℃加速搅拌,待聚乙烯醇完全溶解,保温2~2.5小时,得到质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:步骤1制得的质量分数为5%~10%的聚乙烯醇溶液30%~55%,异佛尔酮二异氰酸酯10%~20%,聚丁二醇15%~25%,二羟甲基丙酸1%~2%,三羟甲基丙烷2%~2.5%,三乙胺0.5%~0.8%,乙二胺0.2%~0.4%,二月桂酸二丁基锡0.5%~1%,丙酮3%~8%,去离子水8%~15%,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在55℃~65℃下搅拌30min~40min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在75℃~85℃下反应2h~2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在75℃~85℃反应3h~3.5h,制备得到聚氨酯聚合物;然后降温至40℃~50℃,缓慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,并加入三乙胺(tea)中和ph值,搅拌20min~30min;接着加入去离子水,在40℃~50℃下高速搅拌使其乳化分解;最后加入乙二胺(eda),搅拌30min~40min,减压除去丙酮,得到水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和称取的步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min~60min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液,即基料树脂。

步骤3、按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂60%~80%,光引发剂0.3%~6%,色料6%~20%,助剂7%~19%,稀释剂2%~8%,以上各组分的质量百分比之和为100%。其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂和光活化剂组成的混合物。

其中光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或异丙基硫杂蕙酮以及卤代硫杂蕙酮中的任意一种或是质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物,或者是质量比为3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种,稀释剂为质量比为3:2的水和乙醇的混合物。

助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%~2.3%、表面活性剂0.01%~0.1%、光稳定剂1%~8%、流平剂1%~1.5%和光活化剂4%~5%。

助剂中消泡剂为矿物油及硬脂酸酯混合物(os-5201)或疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202);表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐或烷基磺酸盐中的任意一种;光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种;流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷;光活化剂包括三乙醇胺甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯及三异丙醇胺中的任意一种。

步骤4、将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,控制温度为40℃~50℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5、将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合后,加入步骤4制备得到的混合溶液中,搅拌均匀,然后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

基料树脂是凹版印刷水性led-uv墨的主要组成成分,它在墨中起着连接料的作用,决定印刷墨的流变性、黏度、干燥性、成膜性以及印刷性能等性质。

本发明所用的基料树脂是可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。该可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液光反应速度快、有利于色料分散、承印物范围广、具有良好的附着力,是水溶性树脂,绿色环保;其涂膜具有良好的机械性能及耐化学性,使本发明的墨稳定性显著提高。

光引发剂是一类能在紫外光区(250~420nm)或可见光区(400~800nm)吸收一定波长的能量产生自由基、阳离子等,从而引发单体聚合交联固化的化合物。它在墨体系中起着重要作用,影响着墨的干燥速度,适量的光引发剂可加快墨的固化速率并获得性能良好的墨。

在现有的水性led-uv油墨体系中,光引发剂在光固化过程中往往不是完全耗尽,未光解的部分会迁移到墨层表面,使墨层泛黄和老化,影响产品的质量;另一方面,一些引发剂和体系不相容或相容性不好,使水性led-uv油墨应用受到限制。选择本发明中光引发剂的种类并控制其重量百分比为9%~12%,能保证制备的水性led-uv油墨在光固化过程中,光引发剂引发预聚物完全反应,光固化速度快,相容性好。

消泡剂指对溶剂型(水性)墨中已形成的泡沫能起消除作用的助剂。在墨制备过程中会加入填充剂、干燥剂等含有助泡物的助剂,在印刷操作中易产生气泡。墨质地均匀才能保障印刷质量,而气泡则破坏了墨的均匀性。为改善印刷质量,本发明选择矿物油及硬脂酸酯混合物(os-5201)或疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202)为消泡剂,其具有与多种水性体系相容性好,快速消泡,抑泡持久,且不影响墨色相和黏度、无毒无污染的特点。

表面活性剂在墨体系中起润湿、渗透、润滑等作用,可调节墨的表面张力和出墨量,改善性能。本发明所用的表面活性剂为中性试剂,不但具有良好的润湿、渗透、润滑作用,且不易氧化,且能够与各种助剂复配,成本较低。

光稳定剂能够屏蔽或吸收紫外线的能量,具有猝灭单线态氧及将氢过氧物分解成非活性物质等功能,使高分子聚合物在光的辐射下,能排除或减缓光化学反应的可能性,阻止或者延迟光老化的过程。本发明所用的光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种,不但具有良好的光稳作用,同时其性能稳定,与其他助剂复配使用时,不会受到其他助剂的影响。

流平剂能促使墨在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的墨膜,有效的降低墨的表面张力,提高其流平性和均匀性。本发明所采用的流平剂,与本发明所采用的基料树脂具有良好的相容性,能够有效降低墨表面张力,控制表面流动的能力。

光活化剂在水性led-uv油墨体系中可协同提氢型光引发剂,达到加快水性led-uv墨的光固化速度的目的。本发明所用的光活化剂为三乙醇胺甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯及三异丙醇胺等。增强了光引发剂的引发性能,进一步提高了墨的光固化速率,且本身不参与化学反应,对墨性能没有负面影响。

稀释剂主要用于改变墨的黏度,选用水和乙醇以质量比3:2组成的混合物作为稀释剂,以代替传统的活性稀释剂,消除了传统稀释剂带来的环境污染问题,降低制备成本。

实施例1

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水95%,聚乙烯醇5%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至20℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到95℃加速溶解,并保温2小时,得到质量分数为5%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:步骤1制备的聚乙烯醇溶液(pva)45%,15%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),20%聚丁二醇(pbg),1.2%二羟甲基丙酸(dmpa),2%三羟甲基丙烷(tmp),0.6%三乙胺(tea),0.2%乙二胺(eda),0.5%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),5.5%丙酮,10%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在60℃下搅拌30min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在80℃下反应2h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在45℃下搅拌20min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌30min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂70%,光引发剂7.2%,色料6.5%,助剂6.2%,稀释剂10%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%、表面活性剂0.1%、光稳定剂1.7%、流平剂1.2%和光活化剂4.2%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为40℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂为2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)的混合物;直接染料使用c.i.直接蓝84;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂;光活化剂光活化剂为三乙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

实施例2

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水92%,聚乙烯醇8%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至25℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,而后升温到90℃左右加速溶解,并保温2.5小时,得到质量分数为8%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:55%步骤1制得的聚乙烯醇溶液(pva),12%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),16.5%聚丁二醇(pbg),1%二羟甲基丙酸(dmpa),2.1%三羟甲基丙烷(tmp),0.5%三乙胺(tea),0.2%乙二胺(eda),0.7%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),4%丙酮,8%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65℃下搅拌35min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在75℃下反应2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在50℃下搅拌25min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌35min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合50min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂68%,光引发剂7.4%,色料3.4%,助剂12.2%,稀释剂10%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.8%、表面活性剂0.05%、光稳定剂5%、流平剂1.2%和光活化剂4.15%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为50℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;直接染料使用c.i.活性黄15;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;流平剂使用改性聚硅氧烷;光活化剂为三异丙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

实施例3

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水90%,聚乙烯醇10%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至22℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到93℃加速溶解,并保温2.2小时,得到质量分数为10%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:33.7%步骤1制得的聚乙烯醇溶液(pva),18%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),23%聚丁二醇(pbg),1.5%二羟甲基丙酸(dmpa),2.3%三羟甲基丙烷(tmp),0.8%三乙胺(tea),0.3%乙二胺(eda),0.9%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),7%丙酮,12.5%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65℃下搅拌40min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在85℃下反应2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在50℃下搅拌30min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在50℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌40min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂68%,光引发剂7.5%,色料7%,助剂6.5%,稀释剂10%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.5%、表面活性剂0.08%、光稳定剂6.2%、流平剂1.32%和光活化剂4.4%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为45℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;直接染料使用c.i.活性紫5;消泡剂使用矿物油及硬脂酸酯混合物(os-5201);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂;光活化剂为甲基二乙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

实施例4

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水93%,聚乙烯醇7%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至24℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到95℃加速溶解,并保温2小时,得到质量分数为7%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:51.4%步骤1制得的聚乙烯醇溶液(pva),10%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),15%聚丁二醇(pbg),2%二羟甲基丙酸(dmpa),2%三羟甲基丙烷(tmp),0.6%三乙胺(tea),0.2%乙二胺(eda),0.8%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),3%丙酮,15%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65℃下搅拌30min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在85℃下反应2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在45℃下搅拌20min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌30min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂65%,光引发剂7.6%,色料6.5%,助剂5.9%,稀释剂9%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.5%、表面活性剂0.06%、光稳定剂2.7%、流平剂1.3%和光活化剂4.34%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为40℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂使用质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物;直接染料使用c.i.直接黑154;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯;流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂;光活化剂为三乙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

实施例5

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水91%,聚乙烯醇9%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至25℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到94℃加速溶解,并保温2.4小时,得到质量分数为9%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:30%步骤1制得的聚乙烯醇溶液(pva),20%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),25%聚丁二醇(pbg),1.8%二羟甲基丙酸(dmpa),2.5%三羟甲基丙烷(tmp),0.8%三乙胺(tea),0.4%乙二胺(eda),1%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),8%丙酮,10.5%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65℃下搅拌35min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在75℃下反应2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在50℃下搅拌25min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌35min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂59%,光引发剂6.8%,色料5%,助剂7.4%,稀释剂21.8%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.1%、表面活性剂0.05%、光稳定剂1.25%、流平剂1.0%和光活化剂4.0%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为50℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂使用质量比为2:1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)的混合物;染料使用黑墨粉;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(os-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;流平剂使用改性聚硅氧烷;光活化剂光活化剂为甲基二乙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

实施例6

步骤1、制备聚乙烯醇(pva)溶液:

按质量百分比分别称取去离子水95%,聚乙烯醇5%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至25℃冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到95℃加速溶解,并保温2小时,得到质量分数为5%的聚乙烯醇溶液。

步骤2、制备基料树脂:

按照质量百分比称取以下原料:40%步骤1制得的聚乙烯醇(pva),18%异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),19%聚丁二醇(pbg),1.4%二羟甲基丙酸(dmpa),2.2%三羟甲基丙烷(tmp),0.7%三乙胺(tea),0.3%乙二胺(eda),0.6%二月桂酸二丁基锡(dbtdl),4%丙酮,13.8%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。

将聚丁二醇(pbg)和二羟甲基丙酸(dmpa)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65℃下搅拌40min至二羟甲基丙酸(dmpa)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi),混合物在85℃下反应2.5h;加入三羟甲基丙烷(tmp)使预聚物交联,在80℃反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(tea)进行中和,在50℃下搅拌30min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45℃下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(eda),搅拌40min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。

将水性聚氨酯乳液和和步骤1制备得到的聚乙烯醇(pva)溶液搅拌混合30min,得到可led-uv固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。

步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂61%,光引发剂9.1%,色料6.5%,助剂6.4%,稀释剂10%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂1.2%、表面活性剂0.09%、光稳定剂6%、流平剂1.21%和光活化剂3.9%。

步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为45℃,缓慢加入光引发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。

步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的凹版印刷水性led-uv墨。

其中,光引发剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;活性染料c.i.活性黑5;消泡剂使用矿物油及硬脂酸酯混合物(os-5201);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂;光活化剂为三异丙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

本发明的凹版印刷水性led-uv墨无需加入单体稀释剂,所以安全无污染;在使用本发明的墨印刷时,无网点扩大,设备易清洗,对于实现环保、健康绿色印刷十分有力;本发明所用的基料树脂与光引发剂配合使用,相容性优异,光固化速度提高,使得本发明的凹版印刷水性led-uv墨干燥时间短,提高印刷效率,解决了现有凹版印刷墨干燥速度慢、附着牢度低、稳定性差和环保等问题。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明,凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等,均应视为本专利的保护范围。

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