一种UV固化及热固化的双固化水转印烫金底油

技术领域

本发明涉及一种既能够UV固化又能够热固化的双固化类型水转印烫金底油，属于印刷油墨技术领域。

背景技术

水转印技术是当前一种热门的转印技术，是利用水的压力作用将丝网印刷在转印纸上并干燥的图文披覆在物体表面，进行转移印刷的工艺技术，主要用于各类形状陶瓷，玻璃、金属等的转印，用以装饰和标识防伪等作用。水转印技术安全环保、简单易操作，适宜定制化产品，具备良好的市场前景。例如应用于定制化陶瓷和玻璃工艺品、定制包装防伪玻璃瓶等。

中国发明专利CN108219576A发布了一种LED固化水转印底涂光油及其制备方法，该专利中使用耐热酚醛环氧聚氨酯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸异冰片酯和羧甲基纤维素钠等之间的相互协调作用，可耐高温烫金，对玻璃附着好，但此专利没有后固化加强附着过程，实际耐性差，在酒精泡和水泡后附着会明显变差。

中国发明专利CN113502086A发布了一种LED固化及热固化的双固化水转印烫金底油及其制备方法和应用，该专利中使用聚酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体的LED固化体系，以及聚酯树脂和氨基树脂的热固化体系双体系制备而成，LED(395nm)下1秒固化，转印后180℃烘烤30min，能够明显提高对玻璃、陶瓷和金属的附着力以及高耐性。然而在实际生产过程中，为保证后热固化完全，可能采取烘烤30min以上到60min更长的热固化时间，影响应用端工效。另外，由于聚酯树脂常温下为固态，在不使用有机溶剂的前提下需用大量低粘活性稀释剂进行稀释，甚至加热溶解，导致增加生产工艺成本。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种UV固化及热固化的双固化水转印烫金底油，该双固化水转印烫金底油原料中的主树脂均为液态易于混合生产，热固化后具有较好的耐性、表面硬度以及基材附着力，同时对于固化温度和固化时间的要求较低，降低了应用端的能耗成本。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种UV固化及热固化的双固化水转印烫金底油，以重量份数计，包括以下组分：

聚酯丙烯酸酯35～70份，萜烯树脂5～30份，羟基丙烯酸酯2～15份，活性稀释剂5～50份，氨基树脂20～60份，强酸催化剂0.01～1份，光引发剂3～10份，触变剂1～5份，消泡剂0.1～2份，流平剂0.1～2份；

所述聚酯丙烯酸酯为二官能团聚酯丙烯酸酯和/或三官能团聚酯丙烯酸酯；

所述氨基树脂为无溶剂类型高度醚化氨基树脂；

所述活性稀释剂为单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯和三官能团丙烯酸酯中至少两种。

本发明中，所述二官能团聚酯丙烯酸酯选自长兴E524、E505、6355中的至少一种；所述三官能团聚酯丙烯酸酯选自长兴E504、6349、63571、63581、63596、63597中的至少一种。

本发明中，所述氨基树脂选自Allnex氨基树脂CYMEL 303LF、CYMEL308中的至少一种。

本发明中，所述强酸催化剂选自强酸氨基树脂催化剂Allnex CYCAT 4045。

本发明中，所述单官能团丙烯酸酯选自异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、四氢化糠基甲基丙烯酸酯、四氢呋喃基丙烯酸酯和双环戊基丙烯酸酯中的至少一种。

本发明中，所述二官能团丙烯酸酯选自三丙二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

本发明中，所述三官能团丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种。

本发明中，所述羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中至少一种。

本发明中，所述光引发剂选自1173、184、TPO和903中的至少一种。

本发明中，所述触变剂选自气相二氧化硅，优选汇富HL-200。

本发明中，所述消泡剂选自有机硅消泡剂，优选信越KS-66。

本发明中，所述流平剂选自非硅流平剂，优选BYK UV 3535。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明中所采用的主要树脂包括聚酯丙烯酸酯、萜烯树脂、羟基丙烯酸酯、活性稀释剂以及氨基树脂均为液态，易于混合生产。相对于现有技术中所采用的常温下为固态的聚酯树脂，本发明中无需使用大量稀释剂进行稀释，无需加热溶解，能够降低工艺成本。

2、本发明中通过将羟基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体先进行UV固化，形成含羟基、羧基的丙烯酸酯膜，然后在后续的热固化阶段再与氨基树脂反应，进而提高涂层对无孔基材如玻璃、陶瓷和金属上的附着力及耐性。聚酯丙烯酸酯中的三官聚酯树脂和三官丙烯酸酯单体交联密度较高，能够保证UV固化后涂膜有一定硬度和耐热性，从而使水转印过程流畅，高温烫金时不开裂。聚酯丙烯酸酯中的二官聚酯树脂柔韧性佳，对基材附着好，确保初期附着和后期热固化高温交联不开裂。

3、本发明中还使用了萜烯树脂，萜烯树脂增粘性佳，利于丝网印刷工艺顺利进行，更重要的是萜烯树脂作为热塑性树脂，可有效降低涂层因UV固化而导致的收缩和交联密度过高情况，进而提高涂层的附着力并降低涂层高温烘烤开裂情况发生。

4、本发明中采用了强酸氨基树脂催化剂，该催化剂搭配氨基树脂体系进行使用，可实现较低温度的烘烤条件，在150℃下烘烤30分钟热固化即能够实现较好的固化效果，相对于现有技术中180℃烘烤能够进一步降低能耗。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

实施例1

本实施例中按照以下步骤制备：

1.按配比将5份三官聚酯丙烯酸酯、45份二官聚酯丙烯酸酯、5份羟基丙烯酸酯、5份三官丙烯酸酯、12份二官丙烯酸酯、18份萜烯树脂、20份氨基树脂、0.6份催化剂、1.5份消泡剂和1份流平剂投入搅拌釜，在500～1000rpm转速下搅拌10min至混合均匀；

2.按配比投入3份气相二氧化硅，在500～1000rpm下混合10min后，提速至1500～2000rpm进行分散30min后调速回500～1000rpm；

3.按配比投入5份的混合光引发剂、5份单官丙烯酸酯，在500～1000rpm下搅拌10min至均匀；

4.将搅拌后物料使用三辊机研磨至细度5μm以下得到细腻粘稠淡黄流体即为UV热双固化水转印烫金底油。

本实施例中，氨基树脂选自Allnex氨基树脂CYMEL 303LF、CYMEL308中的一种(具体为CYMEL 303LF)。所述二官能团聚酯丙烯酸酯选自长兴E524、E505、6355中的至少一种(具体为长兴E524)。所述三官能团聚酯丙烯酸酯选自长兴E504、6349、63571、63581、63596、63597中的至少一种(具体为长兴E504)。所述强酸催化剂选自强酸氨基树脂催化剂AllnexCYCAT 4045。所述单官能团丙烯酸酯选自异冰片基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、四氢化糠基甲基丙烯酸酯、四氢呋喃基丙烯酸酯和双环戊基丙烯酸酯中的至少一种(具体为异冰片基丙烯酸酯)。所述二官能团丙烯酸酯选自三丙二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯中的至少一种(具体为三丙二醇二甲基丙烯酸酯)。所述三官能团丙烯酸酯选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一种(具体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)。所述羟基丙烯酸酯选自丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯中至少一种(具体为丙烯酸羟乙酯)。所述光引发剂选自1173、184、TPO和903中的至少一种(具体为1173和TPO)。所述触变剂选自气相二氧化硅汇富HL-200。所述消泡剂选自有机硅消泡剂信越KS-66。所述流平剂选自非硅流平剂BYK UV 3535。

实施例2～实施例10

按下表中实施例2～实施例10各组分配比投料，其他操作同实施例1。需要说明的是，实施例2～实施例10中各个组分的具体选择，例如二官能团聚酯丙烯酸酯、三官能团聚酯丙烯酸酯以及单官能团丙烯酸酯等等组分的具体种类选择与实施例1中并不一致，申请人按充分覆盖的原则进行选择，此处不再详细阐述。

对比例1

按上表中配比投料，不加入氨基树脂和催化剂，其他操作同实施例1；

对比例2

按上表中配比投料，不加入萜烯树脂和催化剂，其他操作同实施例1；

对比例3

配方同实施例2；

对比例4、对比例5

配方均为当前市售产品。

性能测试

将实施例1～实施例10，对比例1～对比例5均用200～300目丝网印刷在水转印纸中，统一经UV能量300-500mj/cm

其中，实施例1、实施例5、对比例3、对比例4采取150℃烘烤，其他实施例和对比例均采取180℃烘烤，烘烤后冷却室温，百格法测附着，并用指甲刮表面测是否易于将涂层刮掉，再将样片置于95％酒精泡2h后取出擦干表面酒精，再百格法测附着，其结果如下表所示。

结果分析：

1、由上实施例2和对比例1可见，无氨基树脂的后热固化，耐酒精性差，附着力差。这是由于在前期固化时将羟基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸酯单体先进行UV固化形成了含羟基、羧基的丙烯酸酯膜，然后在后续的热固化阶段再与氨基树脂反应进一步提高交联密度，进而提高涂层对无孔基材如玻璃、陶瓷和金属上的附着力及耐性。

2、由实施例2和对比例2可见，无萜烯树脂降低固化收缩和交联密度，高温烘烤时易出现涂层开裂情况。这是由于萜烯树脂作为热塑性树脂，可有效降低涂层因UV固化而导致的收缩和交联密度过高情况，进而提高涂层的附着力并降低涂层高温烘烤开裂情况发生。

3、由实施例1和对比例3可见，150℃烘烤条件下，无催化剂，氨基树脂难以反应，进而影响附着。这是由于实施例1采用了强酸氨基树脂催化剂，该催化剂搭配氨基树脂体系进行使用，可实现较低温度的烘烤条件，在150℃下烘烤30分钟热固化即能够实现较好的固化效果。

4、由实施例1和对比例4、5可见，本发明可150℃下后热固化达到市售产品180℃下后热固化效果，进而降低能耗提高工效，而市售产品在150℃烘烤下对底材无附着，不能降低能耗。