[發(fā)明專利]一種UV固化油墨及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310369414.7
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103483905A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 古云海;陳一;楊龍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東理想彩色印務(wù)有限公司
• 主分類號: C09D11/101
• 分類號: C09D11/101;C09D11/02
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 寧星耀;舒欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油墨及其制備方法，尤其是涉及一種UV固化油墨及其制備方法。

背景技術(shù)

聚氨酯丙烯酸酯（PUA）作為一種紫外光固化材料，具有固化速度快、能耗低、限制易揮發(fā)有機物質(zhì)的排放等特點，被廣泛應(yīng)用于印刷油墨領(lǐng)域。

近年來，隨著人們環(huán)保理念、職業(yè)健康和安全意識的增強，異氰酸酯的危害性引起社會各界極大的關(guān)注，相應(yīng)的法律法規(guī)要求也日益嚴(yán)格。如國家標(biāo)準(zhǔn)《GB?18581-2009室內(nèi)裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》中規(guī)定，室內(nèi)空間游離異氰酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)＜0.2%；世界衛(wèi)生組織嚴(yán)格規(guī)定異氰酸酯聚合物中游離單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須控制在0.5%以下。異氰酸酯本身由光氣制得，而光氣是高毒和高腐蝕性氣體，遇水分解放出氯化氫。經(jīng)吸入或與皮膚接觸，使人體中毒，對眼、鼻及喉嚨有強刺激性。即使微量也很危險，易引起肺水腫，以至缺氧窒息。因此，需嚴(yán)格控制反應(yīng)工藝參數(shù)，避免泄漏，以確保生產(chǎn)過程對人體和環(huán)境的安全性。

在上述背景下，從20世紀(jì)90年代開始，化學(xué)工程界重視非異氰酸酯聚氨酯材料(?NIPU?)的開發(fā)和應(yīng)用。非異氰酸酯聚氨酯材料是由環(huán)碳酸酯與胺等原料反應(yīng)，通過胺解開環(huán)反應(yīng)制備得到的。其研究涉及多個方面，如基礎(chǔ)原材料環(huán)碳酸酯單體、低聚物、多元胺的選擇與開發(fā)，反應(yīng)的動力學(xué)等。其中，美國Biotech公司在NIPU的研發(fā)中處于領(lǐng)先地位，在以色列已建立工業(yè)化生產(chǎn)基地。非異氰酸酯聚氨酯在制備過程中不使用高毒性和濕敏性的多異氰酸酯，且其分子結(jié)構(gòu)彌補了常規(guī)聚氨酯分子中的弱鍵結(jié)構(gòu)，因此，將其應(yīng)用于涂料作主要成膜物，將有很好的耐化學(xué)性能和力學(xué)性能。目前，NIPU已經(jīng)廣泛應(yīng)用于涂料領(lǐng)域，其作為一種新型環(huán)境友好型涂料，具有韌性好、耐油能力強、附著力高的特點，尤其是丙烯酸改性NIPU涂料綜合了NIPU涂料和丙烯酸涂料的優(yōu)點，可以滿足高級功能性涂料的要求，應(yīng)用前景極其廣闊。

?但目前為止，以非異氰酸酯型聚氨酯丙烯酸酯作為油墨連接料的UV固化油墨研究還較少，未見相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種以非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯作為油墨連接料的的UV固化油墨及其制備方法。該UV固化油墨不含多異氰酸官能團，具有環(huán)保性，可快速光固化，且具有良好的光澤，優(yōu)異附著力，力學(xué)性能和耐油性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種UV固化油墨，包括以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的組分：非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯低聚物?32%-42%（優(yōu)選36%-40%），環(huán)氧丙烯酸酯低聚物?16%-24%（優(yōu)選18%-23%），活性稀釋劑18%-32%（優(yōu)選20%-25%），光引發(fā)劑3%-6%，納米二氧化硅2%-4%，助劑1%-2%，顏料6%-12%（優(yōu)選7%-10%）。

進一步，所述非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯低聚物是通過環(huán)碳酸酯與多元胺開環(huán)反應(yīng)生成端基具有醇基團的聚氨酯寡聚合物后，與丙烯酸酐或其衍生物進行酯化反應(yīng)引入丙烯酸基團而得到的，具體制備過程為：

按碳酸乙烯酯:1，6-乙二胺:催化劑醋酸鋅的質(zhì)量比為100:3-5:0.5-1.0的比例，將碳酸乙烯酯、1，6-乙二胺、催化劑醋酸鋅加入容器中，在溫度175℃-185℃、轉(zhuǎn)速150r/min-200r/min下攪拌反應(yīng)5.5h-6.5h，期間每1.8h-2.2h進行一次減壓抽真空已去除小分子，反應(yīng)完畢后冷卻得到產(chǎn)物A，即端基帶羥基的聚氨酯寡聚物；

將產(chǎn)物A與丙烯酸酐于105℃-115℃下反應(yīng)4.5h-5.5h，其中產(chǎn)物A與丙烯酸酐的質(zhì)量比為1:0.20-0.45，冷卻后得到最終產(chǎn)物非異氰酸酯聚氨酯丙烯酸酯低聚物，所述低聚物重均分子量為15000-25000。

進一步，所述環(huán)氧丙烯酸酯低聚物是由環(huán)氧樹脂（如E-51環(huán)氧樹脂、E-44環(huán)氧樹脂）與丙烯酸或丙烯酸衍生物（如甲基丙烯酸、乙基丙烯酸）反應(yīng)生成的共聚物，具體制備過程為：

將環(huán)氧樹脂加入四口燒瓶中，加熱至80℃-90℃，采用恒壓滴液漏斗滴加丙烯酸、N,N–二甲基苯胺、對苯二酚的混合液，滴加完畢后升溫至95℃-105℃保溫反應(yīng)25min-35min，然后升溫至110℃-120℃，實時測量體系酸值，當(dāng)酸值低于5mgKOH/g時，冷卻反應(yīng)液至75℃-82℃，加入三丙二醇二丙烯酸酯，靜置至室溫后出料，即成；

所述混合液中丙烯酸、N,N–二甲基苯胺、對苯二酚的質(zhì)量比為100:0.5-1.0:0.1-0.5，所述環(huán)氧樹脂與丙烯酸的質(zhì)量比為100:18-27，所述三丙二醇二丙烯酸酯的質(zhì)量為丙烯酸與環(huán)氧樹脂質(zhì)量總和的8%-14%；