低迁移紫外光固化油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于UV-LED油墨技术领域，具体涉及一种低迁移紫外光固化油墨及其制备方法。

背景技术

UV-LED胶印油墨是通过LED特殊波段紫外线辐射作用，依靠光引发剂吸收辐射后形成的自由基或者阳离子，引发单体和齐聚物发生聚合，交联和接枝反应，形成交联的立体网状结构的高分子聚合物而实现干燥固化的。大多数的UV-LED胶印油墨由环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸脂单体、光引发剂、填料、以及有机颜料所组成。由于UV-LED胶印油墨具有传统油性油墨无法比拟的优势，已越来越引起印刷行业的普遍重视，被广泛用于烟包、酒包、化妆品包装、药品包装、不干胶商标等多方领域，近些年也开始涉足食品包装行业。食品包装由于与人体直接接触，所以对环保要求比较高，特别是油墨可能引起的迁移，是使用者十分看重的问题。

食品包装材料一般在印刷前根据印刷设备的要求，分为卷筒纸或者经过裁切的单张纸。油墨迁移到食品中的路径，可能是以下两方面引起的：第一，印刷过程中，由于油墨表面的干燥不足或者未反应的引发剂残留，材料在收纸处UV油墨印刷面同材料背面直接接触，引发剂(或者其裂解物质)和单体有可能通过这个接触迁移到最终的包装食品中。第二，印刷过程中，UV油墨深层固化不足或者引发剂残留，其中的低分子量引发剂(或者其裂解物质)和单体极易穿透材料阻隔层，最终迁移到包装食品中。因此，提供一种低迁移紫外光固化油墨有利于在食品包装行业中推广应用。

发明内容

本发明为了解决现有UV-LED胶印油墨应用于食品包装材料印刷上时存在迁移现象的技术问题，提供一种低迁移且印刷性能良好的好的紫外光固化油墨。

本发明的另一个目的是提供低迁移紫外光固化油墨的制备方法。

低迁移紫外光固化油墨，按重量百分比计，包括以下组分：

本申请提供一种低迁移紫外光固化油墨，包括颜料18-20％、UV聚酯丙烯酸树脂37-40％、DAP-A8-10％、丙烯酸脂单体15-20％、光引发剂5-10％、分散剂1-2％、阻聚剂0.5-1％、填料5-10％，所制备的紫外光固化油墨具有低迁移特性，可以满足低迁移油墨需求，同时兼具优秀的印刷性能，应用于食品包装材料上可避免因为油墨迁移污染食品，进一步保证食品消费者的身体健康。

进一步地，所述UV聚酯丙烯酸树脂湛新公司型号为EB-811的四官能度的聚酯丙烯酸树脂，粘度为71850cps/60℃，酸值8mg·KOH/g，为低迁移预聚合物，具有良好的印刷性能和良好的固化效果，应用于塑料的高附着力，高光泽度，帮助颜料润湿，提高树脂体系对颜料的分散性能，与各种树脂、助剂、光引发剂都有很好的相容性，可提高油墨流动性，改善油墨流平，减少油墨迁移，适用于薄膜食品包装。

进一步地，所述DAP-A分子量：246，黏度(25℃)：9-13mPa·s。所述DAP-A采用日本大曹公司的聚邻苯二甲酸二烯丙酯预聚体功能性树脂，DAP-A树脂具有极好的尺寸稳定性、介电性能和可加工性，每个分子含有两个烯丙氧基基团，在室温下具有很好的稳定性，赋予油墨低迁移的特性，同时具有有优良的耐化学腐蚀性、耐热性能、不吸湿性，良好的抗飞墨性，改善印刷时“浸水”现象所引起的油墨乳化劣化造成迁移的现象，调整乳化程度，对酸、碱、有机溶剂有优越性，能提高紫外线的固化效率，有助于改善树脂的附着性、耐水性、增加光泽、提高流动性和调整树脂粘度等。

进一步地，丙烯酸单体采用长兴TMPTA(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)，沙多玛乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯SR454NS，这两种单体具有极好的干燥速度。TMPTA粘度为70-120cps/25℃，Tg为64℃，其为高活性的三官能丙烯酸酯单体，TMPTA具有三个双键含量高、固化速度快、粘度低、高沸点、低挥发性等特点，是一种极好的交联剂、固化剂，与SR454NS复配交联在组分中作为活性稀释剂，两者与聚酯丙烯酸酯齐聚物树脂润湿分散性好，可显著增强附着力和柔韧性能，降低迁移。

进一步地，所述光引发剂为4–(N,N–二甲氨基)苯甲酸乙酯(英力光引发剂EDAB)、光引发剂OMTX(英力公司产品)、1-[4-(4-苯甲酰苯基硫代)苯基]-2-甲苯磺酰基-2-甲基-1-丙酮(宁柏迪光引发剂1001M)中的任一种或组合，均为低迁移大分子类引发剂，传统UV-LED胶印油墨由于采用的引发剂多为819,907，ITX等，为小分子化的应发及因此固化后大多残留较多，很难应用于食品包装，本申请使用的光引发剂为大分子化的引发剂，光固化后没有副产物，热稳定性优良，储存稳定性好。

进一步地，所述分散剂为聚酯型多链体高分子聚合物分散剂，优选为路博润品牌的润湿分散剂24000，用于改善颜料分散，是聚酯型多链体高分子聚合物分散剂，对填料和颜料都表现出非常优异的研磨分散效果，具有非常好的展色和降粘效果。

进一步地，所述阻聚剂为对苯醌，作为聚合作用的抑制剂。

进一步地，所述填料为辽宁艾海滑石粉，加强抗渗性，提高薄膜的抗拉强度和延伸率，降低迁移。

进一步地，所述颜料为汽巴有机颜料红、巴斯夫联苯胺黄、富林特酞青蓝、卡博特无机炭黑中的一种或者多种。

一种低迁移紫外光固化油墨的制备方法，包括以下步骤：

(1)先将UV聚酯丙烯酸树脂、DAP-A，丙烯酸酯单体、阻聚剂、分散剂、光引发剂混合均匀，经高速搅拌机分散直到全部溶解，制备成半成品A；

(2)在半成品A的基础上加入颜料、填料，充分搅拌直到初步分散，制成半成品B；

(3)将半成品B在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨达到规定的细度，即得。

本发明相对于现有技术，有以下优点：

本申请提供一种低迁移紫外光固化油墨，包括颜料18-20％、UV聚酯丙烯酸树脂37-40％、DAP-A8-10％、丙烯酸脂单体15-20％、光引发剂5-10％、分散剂1-2％、阻聚剂0.5-1％、填料5-10％，所制备的紫外光固化油墨具有低迁移特性，可以满足低迁移油墨需求，同时兼具优秀的印刷性能，应用于食品包装材料上可避免因为油墨迁移污染食品，进一步保证食品消费者的身体健康。

本申请的低迁移紫外光固化油墨的制备方法，成本低、易合成，对现有紫外光固化油墨进行性能升级，制备得到低迁移且印刷性能优秀的油墨，符合低迁移性油墨需求，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例1-4说明本发明的具体技术方案：

实施例1-4的胶印油墨采用以下制备方法，包括以下步骤：

按表1重量百分比准备各原料，先将UV聚酯丙烯酸树脂、DAP-A，丙烯酸酯单体、阻聚剂、分散剂、光引发剂混合均匀，经高速搅拌机分散直到全部溶解，再加入颜料、填料，充分搅拌直到初步分散，再在三辊机上进行充分研磨，研磨至油墨为10微米以下细度，即得。

表1：实施例1～4中油墨的重量配比

实施例1-4所制得的油墨和对比例(市售UV-LED胶印油墨)分别进行油墨物性测试和迁移性测试实验，测试结果如表2所示：

迁移性测试实验采用如下方法：

试验仪器：龙鑫三辊机；展色仪(中山彩邦)：安捷伦1260高效液相色谱；安捷伦GC—MS；萃取池(定制)；便携式光泽仪(德国毕克一加特纳公司)。

试验方法：采用0.12CC量筒，满版展色得到印品。充分固化后，将印品裁切成10cm*15cm大小.放人萃取池进行迁移量测试。

食品包装内侧引发剂等有害物质迁移量测试方法，步骤如下：

准备迁移性测试样张，将测试上面这张印品的背面(无油墨层部分)----放入迁移性萃取池----通过GC—MS分析迁移性物质；

采取直接测试印刷面的方式来选择原材料和开发低迁移性产品，即印品正面而非背面。直接将裁切成约为10cmx15cm大小的样品固定在萃取池内，中间的空穴装入10％乙醇溶液。样品暴露在萃取液中的表面积为51cm

迁移率计算方法：

测定的迁移量是指51cm

按照此规定，我们在30mL萃取溶液中，加入对照物蒽d—l0标准液的量分别为：100ppb浓度——100ppb*79.05g*106/200ug/mL＝0.039525mL＝39.5uL；10ppb浓度——10ppb*79.05g*106/200ug/mL＝0.0039525mL＝3.95uL。通过与对照物比对，我们可以直接得出以ppb为单位的迁移量。根据不同物质迁移率的大小，我们也可以调整对照物的添加浓度。

表2实验测试结果：

由表2测试数据可知，本申请迁移率为1-2ppb，相较现有油墨具有很低的迁移率，同时兼具现有油墨的物理特性，本申请所制备的紫外光固化油墨具有低迁移特性，可以满足低迁移油墨需求，同时兼具优秀的印刷性能，应用于食品包装材料上可避免因为油墨迁移污染食品，进一步保证食品消费者的身体健康。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。