專利名稱：：一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬油墨及其制備領域，特別是涉及一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其制備方法。
背景技術：
：大型噴繪機用油墨按照其主要組分的不同，可分為三大類水性油墨，溶劑型油墨和紫外光固化油墨。水性油墨成本低、沒有污染，色彩鮮艷，但是因為水性油墨噴繪的畫面不易干燥和易被介質吸收，它要求噴繪介質有專門的涂層，主要應用于紙張以及各種纖維類(布)底材、有涂層的噴繪介質上。而溶劑型油墨中的溶劑一般能與底材直接融合，不要求介質覆有涂層，且其揮發(fā)速度快，滿足高速打印的要求。但溶劑型油墨最大的問題就是對環(huán)境不夠友好，因為油墨中可揮發(fā)有機物含量高，從長遠來看肯定會逐漸受到諸多限制。紫外光固化噴繪油墨，又稱UV噴繪油墨，它是在紫外光固化涂料和清漆的基礎上發(fā)展起來的，一般應用在數(shù)碼平板噴繪機上，適用于包括硬質板材、軟質材料、泡沫材料、PVC板、有機玻璃、木材、金屬薄板等底材。由于其具有很好的底材適應性和對環(huán)境的友好性(無任何化學揮發(fā)成分排出)，深受用戶的青睞。紫外光固化油墨是利用紫外線的輻射能量，使其中的光引發(fā)劑吸收紫外光的能量，受激發(fā)變?yōu)樽杂苫蜿栯x子，從而引發(fā)顏料單體的不飽和雙鍵發(fā)生聚合反應，形成體型聚合物結構，此墨水具有很好的憎水性和抗溶劑的性能，完全符合"3E原則"。所謂3E，即Energy,節(jié)省能源，不必對基材進行加熱，一般紫外光固化所需能量為熱固化的1/5;Ecology,生態(tài)環(huán)境保護，紫外光固化材料中不含或只含極少量溶劑，同時紫外固化所用能源為電能、不燃油或燃氣，無C02產(chǎn)生，故紫外光固化技術被譽為"綠色技術";Economy，經(jīng)濟，紫外光固化裝置緊湊，流水線生產(chǎn)，加工速度快，因而節(jié)省場地空間，勞動生產(chǎn)率高，紫外固化工藝保證膜層更薄，并有優(yōu)良的性能，從而減少原材料消耗，有利于降低經(jīng)濟成本。作為一種新型的環(huán)保型油墨，它具有節(jié)能、無溶劑排放、不污染環(huán)境、生產(chǎn)效率高、適用于對熱敏感的承印物、印品性能優(yōu)異、設備投資低等優(yōu)點，因而具有可持續(xù)發(fā)展的廣闊前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其制備方法，該油墨無揮發(fā)性溶劑、對環(huán)境污染小、能源消耗少、打印流暢性好、固化速率快、圖案色澤亮麗、打印底材適用性范圍廣，制備工藝簡單。本發(fā)明的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，按質量百分比組成為715%顏料色漿、115%預聚物、3075%顏料單體和320%光引發(fā)劑。所述的顏料色槳的品種包括9R870D、9Y750、9S727、9W892、9B898(PennColorlnc.)，UV-106R236、UV-106Y208、UV-106BL7072、UV-106BK250、UV-106W170、UV-880R236、UV-880Y208、UV-880BL7072、UV-880BK250、UV-880W170(杭州科望特種油墨有限公司)。4所述的預聚物選自Ebecryl811、Ebecryl830、Ebecryl1290、Ebecryl1810、Ebecryl1657、Ebecryl8800、Ebecryl8803(UCB公司)，6130B-80、6132、6145_100(長興公司)，CN292、CN704、CN816、CN929、CN953、CN966、CN980、CN983、CN985、CN944B-85、CN963A-80、(沙多瑪廣州化學有限公司)中的一種或幾種。所述的顏料單體選自二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEG匿)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP)、3-羥-2，2-二甲基-3-羥-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯(HPHPDA)、異冰片基甲基丙烯酸酯(IBOMA)、異冰片基丙烯酸酯(IBOA)、丙烯酸異辛酯(IOA)、N-乙烯基咔唑(NVC)、C8-C10丙烯酸酯(ODA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(PHEA)、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯(THFFA)、三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一種或幾種。所述的光引發(fā)劑選自1-羥基環(huán)己基苯基甲酮(Irgacure-184)、2-苯基芐-2-二甲基胺-l-(4-嗎啉芐苯基)丁酮(Irgacure-369)、2，2-二甲氧基-苯基甲酮(Irgacure-651)、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧化膦(Irgacure-819)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮(Irgacure-907)、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮(Irgacure-1173)、2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(TPO)、乙基_4(二甲基-氨基)苯甲酸酯(EDAB)、異丙基硫雜蒽酮(ITX)、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯(EDB)、對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯(EHA)、二苯甲酮(BP)中的一種或幾種。所述紅色油墨包括40.4g服870D顏料色漿、20gCN983預聚物、26.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、23.2g2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g異冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4gl_羥基環(huán)己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮和3.lg二苯甲酮。所述黃色油墨包括25.5g9Y750顏料色漿、32gCN944B-85預聚物、30.2g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN_乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8gl-羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、5.2g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯。所述藍色油墨包括38.6g9B898顏料色漿、4.7gEbecryl1290預聚物、31.7g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、40g異冰片基甲基丙烯酸酯、36.28丙烯酸異辛酯、2082-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基芐-2-二甲基胺-1-(4-嗎啉芐苯基)丁酮、9.3g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和12.lg對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯。所述黑色油墨包括38.6g9S727顏料色漿、31.8gEbecryl811預聚物、35.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g異冰片基丙烯酸酯、38.9gN_乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7gl-羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.Ig2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和4.Ig4-二甲氨基-苯甲酸乙酯。所述白色油墨包括32.7g9W892顏料色漿、29gCN963A-80預聚物、34g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g異冰片基丙烯酸酯、38.lgN-乙烯基咔唑、80.lg三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7gl-羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、5.2g2_羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮。本發(fā)明的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨的制備方法，包括在避光的條件下，按質量百分比組成，將715%所述顏料色漿、115%所述預聚物、3075%所述顏料單體和320%所述光引發(fā)劑混合，乳化30180min，均勻分散后，用孔徑為0.22ym的微孔濾膜過濾即得。本發(fā)明的油墨利用紫外線的輻射能量，使其中的光引發(fā)劑吸收能量，受激變?yōu)樽杂苫蜿栯x子，從而引發(fā)顏料單體中的不飽和雙鍵瞬間發(fā)生聚合反應。有益效果(1)可揮發(fā)物(VOC)幾乎為零，使得油墨環(huán)保。(2)在紫外光照射前一直保持液態(tài)，照射后瞬間固化。(3)由于瞬間固化，不再需要加熱器等高耗能設備。(4)無限高速打印滿足更高的生產(chǎn)量。(5)可噴繪高質量、高光澤的畫面。(6)無論是硬質底材還是軟質底材都可取得滿意的打印效果。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1紅色油墨的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化lh，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系后，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用紅色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力33.2mN/m(在24。C下由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.50cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑150nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨打印流暢性良好，固化速率快。實施例2黃色油墨的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系后，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用黃色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力32.8mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.25cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑135nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨打印流暢性良好，固化速率快。實施例3藍色油墨的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.5h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系后，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用藍色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力34.lmN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.36cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑126nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨打印流暢性良好，固化速率快。實施例4黑色油墨的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化2.0h，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系后，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用黑色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力30.9mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.65cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑139nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨打印流暢性良好，固化速率快。實施例5白色油墨的制備<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在避光條件下，按上述配方稱取各原料，用高速乳化機乳化1.Oh，使各成分充分混合，形成均勻的分散體系后，用孔徑為0.22m的微孔濾膜過濾，即得大型噴繪機用白色紫外光固化油墨。此油墨的物性指標如下表面張力32.6mN/m(在24。C下，由BZY-2全自動表面張力儀測定)，粘度8.28cP(在5(TC下，由R/S同軸圓柱流變儀測定)，顏料顆粒平均粒徑150nm(由馬爾文粒徑測試儀測定)，油墨打印流暢性良好，固化速率快。權利要求一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，按質量百分比組成，該油墨包括7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發(fā)劑。2.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述的顏料單體選自二乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、3-羥-2，2-二甲基-3-羥-2，2-二甲基丙酯二丙烯酸酯、異冰片基甲基丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、丙烯酸異辛酯、N-乙烯基咔唑、08-(:10丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種或幾種。3.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述的光引發(fā)劑選自l-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-苯基芐-2-二甲基胺-l-(4-嗎啉芐苯基)丁酮、2，2-二甲氧基-苯基甲酮、苯基雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、乙基_4(二甲基-氨基)苯甲酸酯、異丙基硫雜蒽酮、4-二甲氨基_苯甲酸乙酯、對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯、二苯甲酮中的一種或幾種。4.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述紅色油墨包括26.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、23.2g2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、52.3g異冰片基甲基丙烯酸酯、30.4gN-乙烯基咔唑、74.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、12.4gl_羥基環(huán)己基苯基甲酮、4.2g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、7.2g2-甲基_1_(4_甲硫基苯基)-2_嗎啉基-l-丙酮和3.lg二苯甲酮。5.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述黃色油墨包括30.2g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、16.5g二季戊四醇六丙烯酸酯、51.4gC8-C10丙烯酸酯、23.4gN-乙烯基咔唑、84.3g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.8gl-羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.6g2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、5.282-羥基-甲基苯基丙烷-l-酮和3.8g乙基-4(二甲基-氨基)苯甲酸酯。6.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述藍色油墨包括31.7g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、40g異冰片基甲基丙烯酸酯、36.2g丙烯酸異辛酯、2082-苯氧基乙基丙烯酸酯、50.8g三甲基丙烷三丙烯酸酯、15.4g2-苯基芐_2_二甲基胺-1-(4-嗎啉芐苯基)丁酮、9.3g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、10g2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和12.lg對位N，N-二甲氨基苯甲酸異辛酯。7.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述黑色油墨包括35.3g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、11.9gC8-C10丙烯酸酯、42.2g異冰片基丙烯酸酯、38.9gN-乙烯基咔唑、93.9g三甲基丙烷三丙烯酸酯、10.7gl_羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.6g2，2-二甲氧基-苯基甲酮、6.lg2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和4.lg4-二甲氨基-苯甲酸乙酯。8.根據(jù)權利要求1所述的一種大型噴繪機用紫外光固化油墨，其特征在于，所述白色油墨包括34g甲基丙烯酸四氫呋喃甲酯、7.2g2-苯氧基乙基丙烯酸酯、37g異冰片基丙烯酸酯、38.lgN-乙烯基咔唑、80.lg三甲基丙烷三丙烯酸酯、9.7gl-羥基環(huán)己基苯基甲酮、3.3g2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、5.2g2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮和2.9g二苯甲酮。9.一種大型噴繪機用紫外光固化油墨的制備方法，包括在避光的條件下，按質量百分比，將715%所述顏料色漿、115%所述預聚物、3075%所述顏料單體和320%所述光引發(fā)劑混合，乳化30180min，均勻分散后，用孔徑為0.22ym的微孔濾膜過濾即得。全文摘要一種大型噴繪機用紫外光固化油墨及其制備方法。按質量百分比組成，該油墨包括7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發(fā)劑。其制備方法包括在避光的條件下，按質量百分比組成，將7～15％顏料色漿、1～15％預聚物、30～75％顏料單體和3～20％光引發(fā)劑混合，乳化30～180min，均勻分散后，用孔徑為0.2～2μm的微孔濾膜過濾即得。該油墨無揮發(fā)性溶劑、對環(huán)境污染小、能源消耗少、打印流暢性好、固化速率快、圖案色澤亮麗、打印底材適用性范圍廣，制備工藝簡單。文檔編號C09D11/10GK101709181SQ20091019987公開日2010年5月19日申請日期2009年12月3日優(yōu)先權日2009年12月3日發(fā)明者李冬梅,李文彬,王夏琴申請人:上海英威噴墨科技有限公司