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您当前的位置： 一种塑料热固阻燃油墨及其制备方法和用途与流程
2021-02-02 18:02:36|
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起点商标网 本发明涉及油墨
技术领域：
，尤其涉及一种塑料热固阻燃油墨及其制备方法和用途。
背景技术：
：随着人类文明和科学技术的不断发展，大量的生活制品由铁制品换成了塑料制品，但塑料制品往往易燃，燃烧过程中往往会产生对人体有害成分的气体、烟尘等，因此，塑料制品在加工过程中必然使用阻燃油墨进行印刷，但在注塑过程中添加的阻燃剂会破坏涂层与基材的附着，使后续使用出现很大的问题，而且基材在注塑时添加阻燃剂，阻燃剂在注塑的高温下会分解，释放对环境造成巨大污染的环境不友好物质，并且塑料注塑工艺受添加剂的影响，会导致最终产品性能劣化。因此，有必要研发一种新的阻燃油墨，除了具有高效阻燃性，还需要与基材相容性好、附着力佳，并且对环境污染小。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种性能优良的塑料热固阻燃油墨，具有高效阻燃性，且与基材相容性好、附着力佳，对环境污染小。本发明还提供塑料热固阻燃油墨的制备方法。为达到上述目的，本发明提供一种塑料热固阻燃油墨，包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10～40份、溶剂10～40份、分散剂1～3份、炭黑5～15份、硫酸钡5～20份、滑石粉0～10份、阻燃剂10～50份、流平剂0.1～0.5份、消泡剂0.5～1.5份以及异氰酸酯固化剂5～20份；其中，所述阻燃剂为科莱恩的op1240和/或美国雅宝的cp-2000。进一步优选的，所述阻燃剂含量在40％～45％。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10份、溶剂23.8份、分散剂2份、炭黑6份、硫酸钡5份、滑石粉2份、阻燃剂40份、流平剂0.2份、消泡剂1份以及异氰酸酯固化剂10份。进一步优选的，所述饱和聚酯树脂为赢创德固赛的l206和/或韩国sk的es-300。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨参数为：粘度≥15000mpa.s/25℃。进一步优选的，所述流平剂为byk-333，所述消泡剂为byk-1790，所述分散剂为byk-163。一种塑料热固阻燃油墨的制备方法，用于制备上述塑料热固阻燃油墨，包括以下步骤：称取聚酯树脂10～40份，分散剂1～3份，炭黑5～15份，硫酸钡5～20份，滑石粉0～10份，阻燃剂10～50份，流平剂0.1～0.5份，消泡剂0.5～1.5份；依次将聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂边搅拌边加入容器中，搅拌均匀后研磨至细度≤5μm，冷却至室温后添加称好的流平剂、消泡剂及异氰酸酯固化剂，搅拌均匀即得所述塑料热固阻燃油墨。一种塑料热固阻燃油墨的用途，所述塑料热固阻燃油墨用于对塑料材料的阻燃保护，其使用方法包括在塑料基材表面印刷多层油墨层，每一层油墨层印刷完成后均需干燥，干燥条件均为：温度70～100℃，时间3～20min，干燥后再进行下一层的印刷。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨固化条件为温度90℃固化90min。进一步优选的，所述油墨层有5层，其中，最靠近塑料基材的3层油墨层中的所述树脂为韩国skes-300、所述阻燃剂为科莱恩的op1240，远离塑料基材的2层油墨层中的所述树脂为赢创德固赛l206、所述阻燃剂为美国雅宝的cp-2000。本发明的有益效果是：本发明选择高耐性高强度的聚酯树脂以赋予所得的塑料热固阻燃油墨高附着力和高耐化学性能，在不影响油墨本体性能的基础上，通过添加优异阻燃剂和结合3c产品特性，优化使用工艺结构，从而达到抑制燃烧及有害烟尘的形成，提高塑料材料的阻燃能力，降低火灾的发生，减少因起火对人的伤害，进而减少因起火而导致的经济损失，降低塑料在燃烧时，有害气体和烟尘的产生，保护环境和人体健康。本塑料热固阻燃油墨中阻燃剂在高温条件下会产生磷酸，碳化油墨中主体树脂，形成碳化层，以及释放不可燃气体，与碳化层结合，形成密集的碳泡，从而在着火点和塑料基材之间形成隔离层，隔离塑料基材与氧气的接触以及释放不可燃气体降低塑料基材表面温度，增加塑料燃烧的难度。通过填料的合理搭配、阻燃剂及聚酯树脂类别及范围的确定、助剂的合理选择及使用工艺的设计，保证达到墨膜性能和阻燃性的最佳平衡，使获得的塑料热固阻燃油墨具有高效阻燃性，且与基材相容性好、附着力佳，对环境污染小。具体实施方式下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供一种塑料热固阻燃油墨，包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10～40份、溶剂10～40份、分散剂1～3份、炭黑5～15份、硫酸钡5～20份、滑石粉0～10份、阻燃剂10～50份、流平剂0.1～0.5份、消泡剂0.5～1.5份。所述流平剂为byk-333，所述消泡剂为byk-1790，所述分散剂为byk-163。1)配方选择试验表1各实施例配方。以上各实施例均按照以下步骤制备塑料热固阻燃油墨：称取配方量的聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂、流平剂、消泡剂；依次将聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂边搅拌边加入容器中，搅拌均匀后研磨至细度≤5μm，冷却至室温后添加称好的流平剂、消泡剂和异氰酸酯固化剂，搅拌均匀即得所述塑料热固阻燃油墨。对以上实施例所得的所述塑料热固阻燃油墨进行性能测试，所得性能结果数据如表2所示。阻燃性测试：针焰测试；取电池盖一端夹住，油墨面朝下，使其保持水平；将针调至45°，然后移动针至测试位置，测量针与测试样的间距等于12mm；将针复位调至垂直，点火，测量火焰高度h＝15mm；将针调至45°，设置施加火焰时间后开始测试，施加火焰到设置时间，停止施加火焰。结束后，试样不可产生孔洞。表2各实施例的性能参数对照表附着力用*b标识，5b表示100％无脱落；0b表示全脱落。柔韧性用*t标识，1t表示最软；*t数字越大表示硬度越高。阻燃性用*s(时间秒)标识，*s数字越大，说明阻燃效果越好。由表1结合表2可知，实施例4的组分比例10份skes-300、23.8份溶剂ip、2份byk-163、6份ma100、5份sachtlebenmicro、2份htp05、40份cp-2000、0.2份byk-333、1份byk-1790及10份bayer3390制得的塑料热固阻燃油墨性能最好。2)树脂选择试验以韩国sk供应的es-120、es-410、es-300，赢创德固赛供应的l206，日本东洋坊供应的vylon296、vylon885、vylon560为聚酯树脂在实施例4的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，选择不同树脂所得塑料热固阻燃油墨的性能参数如表3所示。表3不同树脂选择所得性能参数对照表附着力用*b标识，5b表示100％无脱落；0b表示全脱落。柔韧性用*t标识，1t表示最软；数字越大表示硬度越高。阻燃性用*s(时间秒)标识，数字越大，说明阻燃效果越好。根据实验结果，赢创德固赛l206和韩国skes-300综合性能较好，以赢创德固赛l206和韩国skes-300做单独或搭配使用。3)阻燃剂种类选择试验以阻燃剂科莱恩的op1240、日本轻金属株式会社的bf-013、中科阻燃新材料有限公司的氢氧化镁、中科阻燃新材料有限公司的fr-102、东莞三威化工有限公司的op-100、东莞市道尔化工有限公司的doher7000及美国雅宝的cp-2000在实施例1的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，各阻燃剂所得塑料热固阻燃油墨性能参数如表4所示。表4阻燃剂选择试验性能参数对照表判定标准：阻燃性：*s数字越高，阻燃性越好；油墨粘度：*mpa.s/25℃数字越低，油墨固含越高，voc越低。综合测试结果，科莱恩op1240和美国雅宝cp-2000较好，以阻燃剂op-1240合成油墨为1～2层，提供柔韧性；以阻燃剂cp-2000合成油墨为盖底层，提供硬度和耐温能力。4)阻燃剂比例选择试验以阻燃剂美国雅宝cp-2000不同比例在实施例4的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，各比例阻燃剂所得塑料热固阻燃油墨性能参数如表4所示。表5阻燃剂比例选择试验性能参数对照表综合测试结果，阻燃剂比例在40～45％较好。5)使用工艺选择试验以5层油墨层为例，塑料热固阻燃油墨配方如表6所示。各工艺方案如表7所示，各工艺方案所得性能测试结果如表8所示。表6塑料热固阻燃油墨配方油墨1油墨2l20610％es-30010％赢创ip23.8％23.8％byk1632％2％三菱ma1006％6％op124040％cp200040％滑石粉2％2％硫酸钡5％5％byk3330.2％0.2％byk17901％1％bayer339010％10％表7各工艺方案方案a方案b方案c方案d方案e方案f印刷第1层油墨2油墨1油墨1油墨1油墨1油墨1印刷第2层油墨2油墨2油墨1油墨1油墨1油墨1印刷第3层油墨2油墨2油墨2油墨1油墨1油墨1印刷第4层油墨2油墨2油墨2油墨2油墨1油墨1印刷第5层油墨2油墨2油墨2油墨2油墨2油墨1表7各工艺方案所得性能测试结果综合测试结果，方案d较好。所述塑料热固阻燃油墨用于对塑料材料的阻燃保护，使用时先在塑料基材表面印刷第一层油墨层，后在温度70～100℃下干燥3～20min，再在第一层油墨层印刷第二层油墨层，后再在温度70～100℃下干燥3～20min，循环上述印刷再干燥的方法，根据需要印刷多层油墨层，最后在70～100℃下干燥1～1.5h。由以上测试结果可知，聚酯树脂10份、溶剂23.8份、分散剂2份、炭黑6份、硫酸钡5份、滑石粉2份、阻燃剂40份、流平剂0.2份、消泡剂1份及异氰酸酯固化剂10份制得的塑料热固阻燃油墨性能最好。其中，树脂选用l206和es-300、阻燃剂选用科莱恩op1240和美国雅宝cp-2000较好，使用时工艺以使用树脂韩国skes-300和阻燃剂科莱恩op1240得到的塑料热固阻燃油墨为底层提供柔韧性，以使用树脂赢创德固赛l206和美国雅宝cp-2000做阻燃剂得到的塑料热固阻燃油墨作为盖底层，提供硬度和耐温能力，得到复合塑料热固阻燃油墨具有较好的综合性能。本塑料热固阻燃油墨中阻燃剂在高温条件下会产生磷酸，碳化油墨中主体树脂，形成碳化层，以及释放不可燃气体，与碳化层结合，形成密集的碳泡，从而在着火点和塑料基材之间形成隔离层，隔离塑料基材与氧气的接触以及释放不可燃气体降低塑料基材表面温度，增加塑料燃烧的难度。以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页1 2 3
技术领域：
，尤其涉及一种塑料热固阻燃油墨及其制备方法和用途。
背景技术：
：随着人类文明和科学技术的不断发展，大量的生活制品由铁制品换成了塑料制品，但塑料制品往往易燃，燃烧过程中往往会产生对人体有害成分的气体、烟尘等，因此，塑料制品在加工过程中必然使用阻燃油墨进行印刷，但在注塑过程中添加的阻燃剂会破坏涂层与基材的附着，使后续使用出现很大的问题，而且基材在注塑时添加阻燃剂，阻燃剂在注塑的高温下会分解，释放对环境造成巨大污染的环境不友好物质，并且塑料注塑工艺受添加剂的影响，会导致最终产品性能劣化。因此，有必要研发一种新的阻燃油墨，除了具有高效阻燃性，还需要与基材相容性好、附着力佳，并且对环境污染小。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种性能优良的塑料热固阻燃油墨，具有高效阻燃性，且与基材相容性好、附着力佳，对环境污染小。本发明还提供塑料热固阻燃油墨的制备方法。为达到上述目的，本发明提供一种塑料热固阻燃油墨，包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10～40份、溶剂10～40份、分散剂1～3份、炭黑5～15份、硫酸钡5～20份、滑石粉0～10份、阻燃剂10～50份、流平剂0.1～0.5份、消泡剂0.5～1.5份以及异氰酸酯固化剂5～20份；其中，所述阻燃剂为科莱恩的op1240和/或美国雅宝的cp-2000。进一步优选的，所述阻燃剂含量在40％～45％。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10份、溶剂23.8份、分散剂2份、炭黑6份、硫酸钡5份、滑石粉2份、阻燃剂40份、流平剂0.2份、消泡剂1份以及异氰酸酯固化剂10份。进一步优选的，所述饱和聚酯树脂为赢创德固赛的l206和/或韩国sk的es-300。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨参数为：粘度≥15000mpa.s/25℃。进一步优选的，所述流平剂为byk-333，所述消泡剂为byk-1790，所述分散剂为byk-163。一种塑料热固阻燃油墨的制备方法，用于制备上述塑料热固阻燃油墨，包括以下步骤：称取聚酯树脂10～40份，分散剂1～3份，炭黑5～15份，硫酸钡5～20份，滑石粉0～10份，阻燃剂10～50份，流平剂0.1～0.5份，消泡剂0.5～1.5份；依次将聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂边搅拌边加入容器中，搅拌均匀后研磨至细度≤5μm，冷却至室温后添加称好的流平剂、消泡剂及异氰酸酯固化剂，搅拌均匀即得所述塑料热固阻燃油墨。一种塑料热固阻燃油墨的用途，所述塑料热固阻燃油墨用于对塑料材料的阻燃保护，其使用方法包括在塑料基材表面印刷多层油墨层，每一层油墨层印刷完成后均需干燥，干燥条件均为：温度70～100℃，时间3～20min，干燥后再进行下一层的印刷。进一步优选的，所述塑料热固阻燃油墨固化条件为温度90℃固化90min。进一步优选的，所述油墨层有5层，其中，最靠近塑料基材的3层油墨层中的所述树脂为韩国skes-300、所述阻燃剂为科莱恩的op1240，远离塑料基材的2层油墨层中的所述树脂为赢创德固赛l206、所述阻燃剂为美国雅宝的cp-2000。本发明的有益效果是：本发明选择高耐性高强度的聚酯树脂以赋予所得的塑料热固阻燃油墨高附着力和高耐化学性能，在不影响油墨本体性能的基础上，通过添加优异阻燃剂和结合3c产品特性，优化使用工艺结构，从而达到抑制燃烧及有害烟尘的形成，提高塑料材料的阻燃能力，降低火灾的发生，减少因起火对人的伤害，进而减少因起火而导致的经济损失，降低塑料在燃烧时，有害气体和烟尘的产生，保护环境和人体健康。本塑料热固阻燃油墨中阻燃剂在高温条件下会产生磷酸，碳化油墨中主体树脂，形成碳化层，以及释放不可燃气体，与碳化层结合，形成密集的碳泡，从而在着火点和塑料基材之间形成隔离层，隔离塑料基材与氧气的接触以及释放不可燃气体降低塑料基材表面温度，增加塑料燃烧的难度。通过填料的合理搭配、阻燃剂及聚酯树脂类别及范围的确定、助剂的合理选择及使用工艺的设计，保证达到墨膜性能和阻燃性的最佳平衡，使获得的塑料热固阻燃油墨具有高效阻燃性，且与基材相容性好、附着力佳，对环境污染小。具体实施方式下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供一种塑料热固阻燃油墨，包括以下重量百分比的原料：聚酯树脂10～40份、溶剂10～40份、分散剂1～3份、炭黑5～15份、硫酸钡5～20份、滑石粉0～10份、阻燃剂10～50份、流平剂0.1～0.5份、消泡剂0.5～1.5份。所述流平剂为byk-333，所述消泡剂为byk-1790，所述分散剂为byk-163。1)配方选择试验表1各实施例配方。以上各实施例均按照以下步骤制备塑料热固阻燃油墨：称取配方量的聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂、流平剂、消泡剂；依次将聚酯树脂、分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉、阻燃剂边搅拌边加入容器中，搅拌均匀后研磨至细度≤5μm，冷却至室温后添加称好的流平剂、消泡剂和异氰酸酯固化剂，搅拌均匀即得所述塑料热固阻燃油墨。对以上实施例所得的所述塑料热固阻燃油墨进行性能测试，所得性能结果数据如表2所示。阻燃性测试：针焰测试；取电池盖一端夹住，油墨面朝下，使其保持水平；将针调至45°，然后移动针至测试位置，测量针与测试样的间距等于12mm；将针复位调至垂直，点火，测量火焰高度h＝15mm；将针调至45°，设置施加火焰时间后开始测试，施加火焰到设置时间，停止施加火焰。结束后，试样不可产生孔洞。表2各实施例的性能参数对照表附着力用*b标识，5b表示100％无脱落；0b表示全脱落。柔韧性用*t标识，1t表示最软；*t数字越大表示硬度越高。阻燃性用*s(时间秒)标识，*s数字越大，说明阻燃效果越好。由表1结合表2可知，实施例4的组分比例10份skes-300、23.8份溶剂ip、2份byk-163、6份ma100、5份sachtlebenmicro、2份htp05、40份cp-2000、0.2份byk-333、1份byk-1790及10份bayer3390制得的塑料热固阻燃油墨性能最好。2)树脂选择试验以韩国sk供应的es-120、es-410、es-300，赢创德固赛供应的l206，日本东洋坊供应的vylon296、vylon885、vylon560为聚酯树脂在实施例4的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，选择不同树脂所得塑料热固阻燃油墨的性能参数如表3所示。表3不同树脂选择所得性能参数对照表附着力用*b标识，5b表示100％无脱落；0b表示全脱落。柔韧性用*t标识，1t表示最软；数字越大表示硬度越高。阻燃性用*s(时间秒)标识，数字越大，说明阻燃效果越好。根据实验结果，赢创德固赛l206和韩国skes-300综合性能较好，以赢创德固赛l206和韩国skes-300做单独或搭配使用。3)阻燃剂种类选择试验以阻燃剂科莱恩的op1240、日本轻金属株式会社的bf-013、中科阻燃新材料有限公司的氢氧化镁、中科阻燃新材料有限公司的fr-102、东莞三威化工有限公司的op-100、东莞市道尔化工有限公司的doher7000及美国雅宝的cp-2000在实施例1的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，各阻燃剂所得塑料热固阻燃油墨性能参数如表4所示。表4阻燃剂选择试验性能参数对照表判定标准：阻燃性：*s数字越高，阻燃性越好；油墨粘度：*mpa.s/25℃数字越低，油墨固含越高，voc越低。综合测试结果，科莱恩op1240和美国雅宝cp-2000较好，以阻燃剂op-1240合成油墨为1～2层，提供柔韧性；以阻燃剂cp-2000合成油墨为盖底层，提供硬度和耐温能力。4)阻燃剂比例选择试验以阻燃剂美国雅宝cp-2000不同比例在实施例4的条件下制得塑料热固阻燃油墨，并进行性能测试，各比例阻燃剂所得塑料热固阻燃油墨性能参数如表4所示。表5阻燃剂比例选择试验性能参数对照表综合测试结果，阻燃剂比例在40～45％较好。5)使用工艺选择试验以5层油墨层为例，塑料热固阻燃油墨配方如表6所示。各工艺方案如表7所示，各工艺方案所得性能测试结果如表8所示。表6塑料热固阻燃油墨配方油墨1油墨2l20610％es-30010％赢创ip23.8％23.8％byk1632％2％三菱ma1006％6％op124040％cp200040％滑石粉2％2％硫酸钡5％5％byk3330.2％0.2％byk17901％1％bayer339010％10％表7各工艺方案方案a方案b方案c方案d方案e方案f印刷第1层油墨2油墨1油墨1油墨1油墨1油墨1印刷第2层油墨2油墨2油墨1油墨1油墨1油墨1印刷第3层油墨2油墨2油墨2油墨1油墨1油墨1印刷第4层油墨2油墨2油墨2油墨2油墨1油墨1印刷第5层油墨2油墨2油墨2油墨2油墨2油墨1表7各工艺方案所得性能测试结果综合测试结果，方案d较好。所述塑料热固阻燃油墨用于对塑料材料的阻燃保护，使用时先在塑料基材表面印刷第一层油墨层，后在温度70～100℃下干燥3～20min，再在第一层油墨层印刷第二层油墨层，后再在温度70～100℃下干燥3～20min，循环上述印刷再干燥的方法，根据需要印刷多层油墨层，最后在70～100℃下干燥1～1.5h。由以上测试结果可知，聚酯树脂10份、溶剂23.8份、分散剂2份、炭黑6份、硫酸钡5份、滑石粉2份、阻燃剂40份、流平剂0.2份、消泡剂1份及异氰酸酯固化剂10份制得的塑料热固阻燃油墨性能最好。其中，树脂选用l206和es-300、阻燃剂选用科莱恩op1240和美国雅宝cp-2000较好，使用时工艺以使用树脂韩国skes-300和阻燃剂科莱恩op1240得到的塑料热固阻燃油墨为底层提供柔韧性，以使用树脂赢创德固赛l206和美国雅宝cp-2000做阻燃剂得到的塑料热固阻燃油墨作为盖底层，提供硬度和耐温能力，得到复合塑料热固阻燃油墨具有较好的综合性能。本塑料热固阻燃油墨中阻燃剂在高温条件下会产生磷酸，碳化油墨中主体树脂，形成碳化层，以及释放不可燃气体，与碳化层结合，形成密集的碳泡，从而在着火点和塑料基材之间形成隔离层，隔离塑料基材与氧气的接触以及释放不可燃气体降低塑料基材表面温度，增加塑料燃烧的难度。以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页1 2 3
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