一种耐溶剂UV油墨及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:28:50
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体为一种耐溶剂UV油墨及其制备方法。
背景技术
耐溶剂性(solvent resistance)，是指高分子聚合物抵抗溶剂引起的溶胀、溶解、龟裂或形变的能力，耐溶剂性的大小是将高分子聚合物试片在一定条件下浸渍在溶剂中，经一段时间后由其质量变化率或机械性能变化来衡量，浸渍前后的质量变化或物理性能变化越小，其耐溶剂性越好，耐溶剂性的好坏能表示出高分子聚合物所具有的机械性能；而UV油墨是一种不用溶剂，干燥速度快，光泽好，色彩鲜艳，耐水、耐溶剂、耐磨性好的油墨，UV油墨已成为一种比较成熟的油墨技术，其污染物排放几乎为零，需注意的是UV油墨中的水性UV油墨是UV油墨领域研究的新方向，因为普通UV油墨中的预聚物粘度一般都很大，需加入活性稀释剂稀释，而使用的稀释剂丙烯酸酯类化合物具有不同程度的皮肤刺激和毒性，因此在研制低粘度预聚物和低毒性稀释剂的同时，另一个发展方向是研究水性UV油墨，即以水和乙醇作为稀释剂，水性UV油墨已研制成功，并在一些印刷企业中得到应用。
但是现有的水性UV油墨使用时也还存在一些不足，如耐水性相对较差，储存不稳定，硬度、附着力、耐老化等性能不够理想。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐溶剂UV油墨及其制备方法，解决了UV油墨耐水性相对较差储存不稳定的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐溶剂UV油墨，包括以下重量份的原料：不饱和聚酯树脂50-60份、硫醇-烯光树脂18-22份、颜料5-10份、消泡剂0.6-1.2份、流平剂0.8-1.4份、防霉杀菌剂0.5-1.1份、光引发剂2-4份、溶剂13-17份。
优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述流平剂为丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种，所述防霉杀菌剂为苯甲酸钠，所述光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯，所述溶剂为去离子水，所述颜料为水性红色颜料、水性黄色颜料、水性蓝色颜料中的一种或几种的混合物。
优选的，所述的一种耐溶剂UV油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份称取各组分：不饱和聚酯树脂50-60份、硫醇-烯光树脂18-22份、颜料5-10份、消泡剂0.6-1.2份、流平剂0.8-1.4份、防霉杀菌剂0.5-1.1份、光引发剂2-4份、溶剂13-17份；
S2、取S1步骤中所述的不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂，投入重量相当于不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂重量之和3倍的水中混合，加入光引发剂，900rpm-1000rpm转速下搅拌20min-25min后，过滤出料，得到混合物；
S3、将S2步骤中所得混合物与S1步骤中所述的颜料、溶剂搅拌均匀后研磨60min-80min，然后将S1步骤中所述的消泡剂、流平剂、防霉杀菌剂加入研磨料中，在55℃-70℃、250rpm-400rpm转速下分散4h-6h后，静置24h，即得所述耐溶剂UV油墨。
优选的，S1步骤中的所述不饱和聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
1)在装有搅拌器、温度计的氮封四口反应烧瓶中，加入摩尔比例为3:2:2.4的顺丁烯二酸酐、双环戊二烯和水，在80-120℃下反应，并保温1h；
2)继续加入二元醇，二元醇在150-200℃左右回流3h，控制温度在90-100℃后，加入阻聚剂，抽真空，直至树脂酸值达到20mgKOH/g；
3)降温至110-120℃，加入质量分数为35％的苯乙烯，充分搅拌后出料，得到所述不饱和聚酯树脂。
优选的，S1步骤中的所述硫醇-烯光树脂的制备方法包括以下步骤：
1)将含有2摩尔分数的烯丙基缩水甘油醚，溶于2L甲醇配成溶液，向溶液中加入0.08摩尔分数的氯化锂和2摩尔分数的二硫化碳，在30℃搅拌18小时，减压蒸馏除去甲醇，将其溶于二氯甲烷中，用40-60mL去离子水洗涤2次，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，旋转蒸发去除二氯甲烷，真空干燥得到中间产物；
2)向步骤1)的所述中间产物中，加入1摩尔分数的正丁胺、1,6-己二胺或苄胺，在30℃反应4小时，反应完毕，得到所需所述硫醇-烯光树脂。
(三)有益效果
本发明提供了一种耐溶剂UV油墨及其制备方法。具备以下有益效果：
本发明通过取不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂，加入光引发剂，搅拌过滤出料后，将颜料、溶剂搅拌均匀后研磨，将消泡剂、流平剂、防霉杀菌剂加入研磨料中分散静置，所得UV油墨具有高强度、热稳定、抗腐蚀、耐老化、耐溶剂等优良性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做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。
实施例一：
本发明实施例提供一种耐溶剂UV油墨，包括以下重量份的原料：不饱和聚酯树脂50份、硫醇-烯光树脂18份、颜料5份、消泡剂0.6份、流平剂0.8份、防霉杀菌剂0.5份、光引发剂2份、溶剂13份。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷，流平剂为丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种，防霉杀菌剂为苯甲酸钠，光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯，溶剂为去离子水，颜料为水性红色颜料、水性黄色颜料、水性蓝色颜料中的一种或几种的混合物。
不饱和聚酯树脂，是一种高分子聚合物材料，分子链是通过化学交联在一起，形成一个刚性的三维网络结构，在聚合过程中这种交联结构不能重复加工成型，具有优良的综合性能，包括高强度、耐热性好、电性能优良、抗腐蚀、耐老化、尺寸稳定性好等，可以在室温下固化，常压下成型，工艺性能灵活，耐溶剂；
硫醇-烯光树脂在光引发剂的存在下，在聚合时聚合物有体积收缩小，无氧阻聚，少量或者零光引发剂的使用等优点；
丙烯酸酯类流平剂不仅可以促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用；
消泡剂采用的聚二甲基硅氧烷是有机硅型消泡剂的主要成分，和普通油类相比，聚二甲基硅氧烷表面张力更小，既适用于水基起泡体系，又适用于油性起泡体系，聚二甲基硅氧烷活性高、溶解度低，其基本特征表现在化学性质稳定、使用范围广泛、挥发性低、无毒，且消泡能力比较突出等。
一种耐溶剂UV油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份称取各组分：不饱和聚酯树脂50份、硫醇-烯光树脂18份、颜料5份、消泡剂0.6份、流平剂0.8份、防霉杀菌剂0.5份、光引发剂2份、溶剂13份；
S2、取S1步骤中的不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂，投入重量相当于不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂重量之和3倍的水中混合，加入光引发剂，900rpm转速下搅拌20min后，过滤出料，得到混合物；
S3、将S2步骤中所得混合物与S1步骤中的颜料、溶剂搅拌均匀后研磨60min，然后将S1步骤中的消泡剂、流平剂、防霉杀菌剂加入研磨料中，在55℃、250rpm转速下分散6h后，静置24h，即得耐溶剂UV油墨。
S1步骤中的不饱和聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
1)在装有搅拌器、温度计的氮封四口反应烧瓶中，加入摩尔比例为3:2:2.4的顺丁烯二酸酐、双环戊二烯和水，在80℃下反应，并保温1h；
2)继续加入二元醇，二元醇在150℃左右回流3h，控制温度在90℃后，加入阻聚剂，抽真空，直至树脂酸值达到20mgKOH/g；
3)降温至110℃，加入质量分数为35％的苯乙烯，充分搅拌后出料，得到不饱和聚酯树脂。
不饱和聚酯树脂具有良好工艺性能，耐水、稀酸、稀碱的性能较好，使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
S1步骤中的硫醇-烯光树脂的制备方法包括以下步骤：
1)将含有2摩尔分数的烯丙基缩水甘油醚，溶于2L甲醇配成溶液，向溶液中加入0.08摩尔分数的氯化锂和2摩尔分数的二硫化碳，在30℃搅拌18小时，减压蒸馏除去甲醇，将其溶于二氯甲烷中，用40mL去离子水洗涤2次，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，旋转蒸发去除二氯甲烷，真空干燥得到中间产物；
2)向步骤1)的中间产物中，加入1摩尔分数的正丁胺、1,6-己二胺或苄胺，在30℃反应4小时，反应完毕，得到所需硫醇-烯光树脂。
硫醇-烯光树脂在聚合时聚合物有无氧阻聚，聚合收缩小，拉伸强度大，能够有效的延长材料的使用寿命。
实施例二：
本发明实施例提供一种耐溶剂UV油墨，包括以下重量份的原料：不饱和聚酯树脂60份、硫醇-烯光树脂22份、颜料10份、消泡剂1.2份、流平剂1.4份、防霉杀菌剂1.1份、光引发剂4份、溶剂17份。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷，流平剂为丙烯酸树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂中的一种，防霉杀菌剂为苯甲酸钠，光引发剂为苯甲酰甲酸甲酯，溶剂为去离子水，颜料为水性红色颜料、水性黄色颜料、水性蓝色颜料中的一种或几种的混合物。
一种耐溶剂UV油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份称取各组分：不饱和聚酯树脂60份、硫醇-烯光树脂22份、颜料10份、消泡剂1.2份、流平剂1.4份、防霉杀菌剂1.1份、光引发剂4份、溶剂17份；
S2、取S1步骤中的不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂，投入重量相当于不饱和聚酯树脂和硫醇-烯光树脂重量之和3倍的水中混合，加入光引发剂，1000rpm转速下搅拌25min后，过滤出料，得到混合物；
S3、将S2步骤中所得混合物与S1步骤中的颜料、溶剂搅拌均匀后研磨80min，然后将S1步骤中的消泡剂、流平剂、防霉杀菌剂加入研磨料中，在70℃、400rpm转速下分散4h后，静置24h，即得耐溶剂UV油墨。
S1步骤中的不饱和聚酯树脂的制备方法包括以下步骤：
1)在装有搅拌器、温度计的氮封四口反应烧瓶中，加入摩尔比例为3:2:2.4的顺丁烯二酸酐、双环戊二烯和水，在120℃下反应，并保温1h；
2)继续加入二元醇，二元醇在200℃左右回流3h，控制温度在100℃后，加入阻聚剂，抽真空，直至树脂酸值达到20mgKOH/g；
3)降温至120℃，加入质量分数为35％的苯乙烯，充分搅拌后出料，得到不饱和聚酯树脂。
不饱和聚酯树脂具有良好工艺性能，耐水、稀酸、稀碱的性能较好，使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能。
S1步骤中的硫醇-烯光树脂的制备方法包括以下步骤：
1)将含有2摩尔分数的烯丙基缩水甘油醚，溶于2L甲醇配成溶液，向溶液中加入0.08摩尔分数的氯化锂和2摩尔分数的二硫化碳，在30℃搅拌18小时，减压蒸馏除去甲醇，将其溶于二氯甲烷中，用60mL去离子水洗涤2次，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，旋转蒸发去除二氯甲烷，真空干燥得到中间产物；
2)向步骤1)的中间产物中，加入1摩尔分数的正丁胺、1,6-己二胺或苄胺，在30℃反应4小时，反应完毕，得到所需硫醇-烯光树脂。
硫醇-烯光树脂在聚合时聚合物有无氧阻聚，聚合收缩小，拉伸强度大，能够有效的延长材料的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。