一种丝网印刷用UV折光油墨的制备方法与流程

一种丝网印刷用uv折光油墨的制备方法
[0001]
本申请为分案申请，原申请的申请号为2017100729848，申请日为2017年02月10号，发明专利名称为：一种丝网印刷用uv折光油墨及其制备方法。
技术领域
[0002]
本发明属于印刷领域，具体涉及一种丝网印刷用uv折光油墨的制备方法。


背景技术：

[0003]
uv油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能力的紫外光将油墨连接料中的单体聚合成聚合物，以使油墨成膜并干燥的油墨。由于uv油墨具有不含挥发性溶剂、无臭味、无刺激、固化速度快，固化膜坚韧、耐溶剂等特点而广泛用于印刷领域中。uv油墨种类繁杂，常用的包括uv冰花油墨、uv发泡油墨、uv水晶油墨、uv膨胀油墨、uv金属油墨、uv折光油墨、uv皱纹油墨、uv香味油墨、uv弹性油墨等，其中uv折光油墨是近年来高档印刷领域的研究重点。
[0004]
uv折光油墨主要用于折光印刷，其使用范围包括各类金银卡纸、pei薄膜、pvc基材等镜面承印材料，可生产高档包装盒、装饰画、高档标牌等。uv折光油墨经紫外光固化后具有强烈的折光效果。uv折光油墨采用经过特殊制作的网版，在各类金银卡纸及镜面纸张加上进行施工，经uv光照固化后，油墨成膜后具有明显的折光效果，以致装饰图文更加耀眼并产生动感，鲜艳夺目，栩栩动人，让包装外观更加光彩夺目。
[0005]
cn101560348b公开了一种紫外光固化胶印油墨及制备方法，是由多官能度聚酯丙烯酸树脂或多官能度氯化聚酯丙烯酸酯(25.0～50.0％)、环氧丙烯酸酯齐聚物(0.0～15.0％)、多官能聚氨酯丙烯酸酯(0.0～20.0％)、双官能度或多官能度丙烯酸单体(0.0～15.0％)、研磨树脂(0.0～20.0％)、纳米二氧化硅改进的多醚丙烯酸酯(2.0～10.0％)、附着力促进剂(0.0～5.0％)、光引发剂(3.0～5.0％)、阻聚剂(0.1～2.0％)、填料(0.0～10.0％)、颜料或染料(16.0～55.0％)和助剂(0.2～5.0％)制成。然而该紫外光固化胶印油墨成分复杂，同时制备过程也复杂，难以简单地控制。
[0006]
cn101851466b公开了一种抗静电耐磨uv涂料及其制备方法，属于材料领域。所述的抗静电耐磨uv涂料的质量百分比组成为：多官能聚氨酯丙烯酸酯5％-35％；环氧丙烯酸酯15％-45％；活性稀释剂10％-40％；光引发剂2％-12％；其它助剂0.5％-3％；纳米导电凹凸棒粉5％-25％；硅烷偶联剂0.05-0.5％。然而该抗静电耐磨uv涂料主要用于解决静电问题。
[0007]
然而，现有的市售uv折光油墨的粘度过低，通常为1000-2000cps/25℃，以致在印刷时流平过快不能满足印刷漆膜呈现立体感的效果，因此，有必要开发一种粘度适当以致流平慢且印刷效果好的折光油墨。


技术实现要素：

[0008]
鉴于上述问题，本发明发明人对现有uv折光油墨进行大量研究和分析，开发出一
种丝网印刷用uv折光油墨，该折光油墨粘度高，范围在18000-32000cps/25℃之间，流平慢，印刷适应性好。
[0009]
为了实现上述目的，本发明提供一种丝网印刷用uv折光油墨的制备方法，包括以下重量份的组分：
[0010][0011]
其中，所述紫外光固化树脂由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成，且所述环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯的质量比为1:0.5-1，所述环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.010-0.025当量/100g，所述环氧丙烯酸树脂的重均分子量为450-1800；
[0012]
所述制备方法包括以下步骤：
[0013]
(1)按比例将紫外光固化树脂、活性稀释剂、光引发剂、填料和助剂混合并搅拌均匀；
[0014]
(2)将步骤(1)获得的混合物进行研磨至混合物的细度≤5μm，即得。
[0015]
本发明uv折光油墨通过调整紫外光固化树脂中的环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯的比例和量，对配方进行优化设计，以使本发明uv折光油墨具有粘度高，流平慢和印刷适应性好的效果。另外，本发明uv折光油墨搭配300-420目的丝网印刷成膜后，漆膜光泽度达到90％以上，从不同角度和位置观察印刷面时，能给人一种真实的感觉，而且其塑造出来的图案随不同的欣赏位置在变动且富有层次感。
[0016]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯的质量比为1:0.6-0.8，更优选1:0.6或1:0.5。
[0017]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.010-0.025当量/100g，如果所述环氧丙烯酸树脂的环氧值过高，则本发明uv折光油墨固化速度变慢，形成的膜韧性差容易爆墨，如果所述环氧丙烯酸树脂的环氧值过低，则本发明uv折光油墨。
[0018]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述环氧丙烯酸树脂的重均分子量为450-1800，优选500-1500，更优选500-800，如果分子量过高，则本发明uv折光油墨粘度过高，如果分子量过高，则本发明uv折光油墨粘度过低，流平过快，以致印刷面无法呈现好的立体感效果。
[0019]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为8000-12000，其分子量范围的选择理由与所述环氧丙烯酸树脂的分子量范围的选择理由一致。
[0020]
所述环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯具有较好的固化速率，耐化学性和硬度。
[0021]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述活性稀释剂为本领域常规活性稀释剂，优选丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯(npg2poda)和乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmp3eota)中的一种或多种。
[0022]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述光引发剂为常规光引发剂，优选二苯甲酮(bp)、1-羟基-环已基-苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(tpo)中的一种或多种。
[0023]
更优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述光引发剂由二苯甲酮(bp)、1-羟基-环已基-苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(tpo)组成，且二苯甲酮(bp)、1-羟基-环已基-苯基甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯(tpo)的重量比为(3-8)：(2-5):1，优选(4-7)：(3-4):1。通过调节引发剂的量，控制紫外光固化树脂的固化速率，以致印刷成品效果更立体，更幻动，即在印刷图案在不同的欣赏位置具有不同的效果。
[0024]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述填料为气相二氧化硅。
[0025]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述助剂为本领域常用的助剂，如消泡剂和触变剂。
[0026]
更优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述消泡剂为本领域中常用的消泡剂，如德谦企业股份有限公司的defom5400、defom5400和荷兰埃夫卡(efka)助剂公司的efka-2022、德国毕克(byk)化学公司的byk-050、byk-051、byk-052和/或byk-055。
[0027]
更优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述触变剂为本领域中常用的触变剂，如德国毕克(byk)化学公司的byk-410、byk-d410、byk-411、byk-e411、byk-420、byk-d420、byk-425、byk-428、byk-430、byk-431、byk-r605和/或byk-r606。
[0028]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述uv折光油墨的混合物的细度≤5μm。
[0029]
优选地，在上述丝网印刷用uv折光油墨中，所述uv折光油墨的粘度为18000-32000cps/25℃，更优选20000-32000cps/25℃，最优选25000-32000cps/25℃，高于目前市售的uv折光油墨的粘度，从而使其流平慢，以致印刷成品具有更强的立体感。
[0030]
优选地，在上述制备方法中，所述步骤(2)获得的本发明丝网印刷用uv折光油墨的粘度为18000-32000cps/25℃。
[0031]
优选地，在上述制备方法中，所述步骤(2)中研磨所用的仪器为三辊机。
[0032]
在本发明中，所获得的丝网印刷用uv折光油墨为水晶啫喱状。
[0033]
本发明制备方法简单易操作，同时条件易控制，能够实现大规模工业化生产。
[0034]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：
[0035]
(1)本发明丝网印刷用uv折光油墨调整紫外光固化树脂中的环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯的量和比例，使所述uv折光油墨的粘度高于市售的折光油墨，并且结合环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯固化速度快的优点，以致所印刷成品立体感强，亮度高，本发明丝网印刷用uv折光油墨成膜后的折射率在1.355-1.525之间，可见具有较强的折光效果；
[0036]
(2)本发明丝网印刷用uv折光油墨制备工艺简单，操作方便，成本低且可实现连续生产，能够大规模工业化生产。
具体实施方式
[0037]
为了使本发明的目的及优点更加简洁明了，本发明将用以下具体实施例进行阐明，但本发明绝非仅限于这些实施例。以下实施例仅为本发明较优选的实施例，且仅用于阐述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的实质和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0038]
在本发明中，所述环氧丙烯酸树脂的环氧值是通过盐酸-丙酮法进行测定所得的值，细度是按照gb/t1724-1979规定的涂料细度测定法进行测定的。
[0039]
制备实施例
[0040]
制备实施例1
[0041]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.015当量/100g，重均分子量为720，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为9000且二者的质量比为1:0.5。然后加入3kg光引发剂二苯甲酮bp、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得本发明uv折光油墨，其为水晶啫喱状。
[0042]
制备实施例2
[0043]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.020当量/100g，重均分子量为660，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为10000且二者的质量比为1:1。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得本发明uv折光油墨，其为水晶啫喱状。
[0044]
制备实施例3
[0045]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.025当量/100g，重均分子量为620，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为12000且二者的质量比为1:0.6。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得本发明uv折光油墨，其为水晶啫喱状。
[0046]
制备实施例4
[0047]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda和10kg乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯tmp3eota加入到75kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.025当量/100g，重均分子量为620，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为12000量比为1:0.6。然后加入8kg光引发剂(其由4kg二苯甲酮bp、3kg1-羟基-环已基-苯基甲酮和1kg2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯tpo组成)、6kg气相二氧化硅填料、1.5kg消泡剂byk-052和1.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均
匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得本发明uv折光油墨，其为水晶啫喱状。
[0048]
制备实施例5
[0049]
将25kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到65kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.025当量/100g，重均分子量为620，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为12000且二者的质量比为1:0.6。然后加入6kg光引发剂(其由3.5kg二苯甲酮bp、2kg1-羟基-环已基-苯基甲酮和10.5g2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯tpo组成)、5kg气相二氧化硅填料、1kg消泡剂byk-052和1kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得本发明uvuv折光油墨，其为水晶啫喱状。
[0050]
对比实施例
[0051]
对比实施例1
[0052]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.015当量/100g，重均分子量为720，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为9000且二者的质量比为1:0.3。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得uv折光油墨。
[0053]
对比实施例2
[0054]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg由环氧丙烯酸树脂和多官能聚氨酯丙烯酸酯组成的混合树脂中，其中所述混合树脂中的环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.015当量/100g，重均分子量为720，多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为9000且二者的质量比为1:1.5。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得uv折光油墨。
[0055]
对比实施例3
[0056]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg环氧丙烯酸树脂中，其中所述环氧丙烯酸树脂的环氧值为0.015当量/100g，重均分子量为720。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得uv折光油墨。
[0057]
对比实施例4
[0058]
将15kg丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯npg2poda加入到35kg多官能聚氨酯丙烯酸酯中，其中所述多官能聚氨酯丙烯酸酯的重均分子量为9000。然后加入3kg光引发剂(其由2kg二苯甲酮bp和1kg1-羟基-环已基-苯基甲酮组成)、2kg气相二氧化硅填料、0.5kg消泡剂byk-052和0.5kg触变剂byk-410，之后充分搅拌均匀。随后将混合用三辊机研磨至混合物的细度为4μm，即得uv折光油墨。
[0059]
测试实施例
[0060]
将制备实施例1-5制备的uv折光油墨、对比实施例1-4制备的uv折光油墨及市售uv
折光油墨通过350目的丝网印刷于具有设计好的折光纹理的金卡纸表面，在2千瓦的紫外光固化仪上固化，得到膜层。测定折光油墨和固化膜层的性能，结果示于下表1中，其中各性能测试的测试标准及方法如下：
[0061]
粘度：按照gb/t1723-1993规定的涂料粘度测定方法进行测定；
[0062]
附着力：按照gb/t9286-1998规定的百格法进行测定，单位为级，即划100个1mm
×
1mm的正方形格，然后用美国3m公司生产的型号为600的透明胶带揭起，根据计算脱落的小方格数目进行化级；
[0063]
硬度：按照gb/t6739-2006中规定的铅笔硬度的测试方法进行测试；
[0064]
光泽度：按照gb/t1743-1979规定的漆膜光泽度测定法进行测定；
[0065]
折光效果：通过折光率进行表征，折射率是按照gb/t6488-2008规定的液体化工产品折光率的测定方法进行测定。
[0066]
表1uv折光油墨的性能
[0067][0068]
由上表可知，本发明制备实施例1-5，特别是制备实施例3-5制备的uv折光油墨的粘度明显高于对比实施例1-4和市售的uv折光油墨，固化速率明显加快，以致印刷制成品具有较强的立体感，且从不同的角度去观察银卡纸可看到不同的效果。此外，本发明制备实施例1-5制备的uv折光油墨的附着力、硬度、光泽度均优于对比实施例1-2制备的uv折光油墨和市售uv折光油墨，同时折光效果强烈。可见，本发明的uv折光油墨配方合理。
[0069]
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

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