一种可见光固化无溶剂型环保油墨组合物的制作方法

日期:2019-06-17 01:33:51

本发明涉及一种光固化油墨组合物,具体涉及一种可见光固化无溶剂型环保油墨组合物。



背景技术:

随着大众环保意识的不断增强,诸多具有一定环境危害性的传统制造领域逐渐开始向环保生产方向转型。作为印刷行业必不可少的化学原料,油墨的安全使用受到了越来越多的关注。传统印刷中多采用溶剂型油墨,其中含有大量的挥发性有机成分,如苯、甲苯、二甲苯等,对环境具有相当的危害性,对制造者和使用者的健康有着极大威胁。因此,大力发展绿色环保型油墨,淘汰传统的溶剂型油墨,成为了行业发展的大势所趋和市场需求的必然结果。

为适应国内外对环保油墨的需求,多种环保型油墨,如醇溶油墨、水性油墨、胶印大豆油油墨等相继被研发出来,并取得了良好的预期。其中,光固化油墨作为一类极为重要的环保型油墨,它的最大优点之一是不含溶剂,大大消除了有机挥发成分对环境的污染。此外,光固化油墨还具有安全性高、体系粘度小、流变性好及稳定性优等特点,可广泛应用于食品、药品、织物及餐具等与人体相接触的印刷领域。而目前光固化油墨技术中,所使用固化光源为紫外光(UV),在安全性及制作成本上仍不尽如人意,限制了其应用范围。因此,开发新型光源下的光固化油墨,将其应用在实际印刷技术中,并增加油墨的印刷性能成为了一个亟待解决的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种新型的用于印刷的油墨组合物,该油墨组合物通过可见光固化,解决了现有技术中采用紫外光而存在的安全性问题,同时所述油墨组合物的光固化速度,耐磨性,硬度及附着力等方面能满足大多数印刷类型要求。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种光固化油墨组合物,所述油墨组合物包括以下重量份的组分:

其中,所述光引发剂为下述在可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光辐射下具有活性的化合物中的一种或多种:醌类化合物、茂钛类化合物、碘鎓盐类化合物、硫鎓盐类化合物和芳茂铁盐类化合物。

根据本发明,所述组合物中不含挥发性有机溶剂。

根据本发明,所述醌类化合物例如为樟脑醌(CQ)。

根据本发明,所述茂钛类化合物例如为氟化二苯基二茂钛(Irgacure 784)、双(五氟化苯基)二茂钛等。

根据本发明,所述碘鎓盐类化合物例如为三芳基碘鎓盐、二芳基碘鎓盐、烷基碘鎓盐等,优选二芳基碘鎓盐,更优选为4,4"-二甲基二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐等;所述硫鎓盐类化合物例如为三芳基硫鎓盐、二芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐等,优选三芳基硫鎓盐,更优选为3-硝基苯基二苯基硫六氟磷酸盐、4-氯苯基二苯基硫六氟磷酸盐。

根据本发明,所述芳茂铁盐类化合物例如为η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐(Irgacure 261)。

根据本发明,所述光引发剂为下述在可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光辐射下具有活性的化合物中的一种:醌类化合物、茂钛类化合物;或者为所述醌类化合物和所述茂钛类化合物中的一种与下述化合物中的一种或多种的任意比例的混合物:所述碘鎓盐类化合物、所述硫鎓盐类化合物和所述芳茂铁盐类化合物。

根据本发明,所述光引发剂的含量优选为0.05-2重量份,进一步优选为0.1-0.5重量份。

根据本发明,所述油墨组合物通过所述组分的混合得到。优选地,所述油墨组合物由所述组分混合得到。

本发明中,所述油墨组合物能够通过可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光进行高效光固化。具体而言,所述油墨组合物在可见光波段415nm-780nm的激光或单色可见光辐照下固化时间优选小于5秒,进一步优选小于等于2秒。

根据本发明,所述低聚物为不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅低聚物中的一种或多种。更优选地,所述低聚物为不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或环氧树脂中的一种或多种;进一步优选地,所述不饱和聚酯例如是甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),所述环氧丙烯酸酯例如是双酚A型环氧丙烯酸酯(如E-51),所述环氧树脂例如是酚醛型环氧树脂(如F-51)。

根据本发明,所述稀释性单体为(甲基)丙烯酸酯类化合物(如MMA、BA、IDA、LA、EHA、TMPTA、TMPTMA、PETA、四甘醇二丙烯酸酯TEGDA、聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA等)、乙烯基类化合物(如St、VA、NVP等)、乙烯基醚类化合物、环氧类化合物(如EPOX等)中的一种或多种。更优选地,所述稀释性单体为MMA、LA、TMPTA、TMPTMA、TEGDA、PEGDA、EPOX中的一种或多种。

进一步优选地,当所述可聚合单体仅包括低聚物时,所述低聚物为环氧丙烯酸酯,例如是双酚A型环氧丙烯酸酯;当所述可聚合单体同时包括低聚物和稀释性单体时,所述低聚物选自不饱和聚酯(如甲基丙烯酸缩水甘油酯)、环氧丙烯酸酯(如双酚A型环氧丙烯酸酯)、聚氨酯丙烯酸酯和环氧树脂(如酚醛型环氧树脂)中的一种或多种,所述稀释性单体选自(甲基)丙烯酸酯类化合物(如MMA、BA、IDA、LA、EHA、TMPTA、TMPTMA、PETA、TEGDA、PEGDA等)和环氧类化合物(如EPOX等)中的一种或多种;当所述可聚合单体仅包括稀释性单体时,所述稀释性单体为至少一种(甲基)丙烯酸酯类化合物(如MMA、BA、IDA、LA、EHA、TMPTA、TMPTMA、PETA等)、或至少一种(甲基)丙烯酸酯类化合物(如MMA、BA、IDA、LA、EHA、TMPTA、TMPTMA、PETA等)与至少一种环氧类化合物(如EPOX等)的混合物,例如为TMPTMA、或EPOX与TMPTA的混合物。

根据本发明,所述光引发剂助剂为仲胺类化合物(如二乙胺等)、叔胺类化合物(如三乙胺、N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯等)、仲醇类化合物、叔醇类化合物中的一种。优选地,所述光引发剂助剂为叔胺类化合物(如三乙胺、N,N-二甲氨基苯甲酸乙酯等)。优选地,当所述光引发剂包括樟脑醌时,所述光引发剂助剂的含量大于0重量份而小于等于5重量份,优选0.05-1重量份,更优选0.1-0.5重量份;当所述光引发剂不包括醌类化合物时,所述光引发剂助剂的含量为0-5重量份,优选0-1重量份,更优选0-0.5重量份。

根据本发明,所述颜料可为有机颜料、无机颜料、以及以上颜料两种及以上的混合物。所述有机颜料选自酞菁绿、酞菁蓝、偶氮颜料、重氮颜料、亚硝基颜料等,具体如颜料红53(Pigment Red 53)、颜料蓝15(Pigment Blue 15)或颜料黄13(Pigment Yellow 13)等。所述无机颜料选自镉黄、镉红、铬绿、铁蓝等。所述颜料可以为任何颜色,包括但不限于红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色,以及它们的混合色。优选地,所述颜料的含量为5-15重量份。

根据本发明,所述其他功能助剂包括无机填料(如碳酸钙(优选纳米碳酸钙)、硫酸钡、二氧化钛、蒙脱土、滑石粉等)、抗氧化剂、消泡剂(如乙醇、正丁醇、有机硅酯、矿物油等)、润湿剂(如卵磷脂、多氨基盐、多价羧酸盐等)、阻聚剂(如羟基苯甲醚、对苯二酚等)中的一种或多种。优选地,其他功能助剂为无机填料(如碳酸钙(优选纳米碳酸钙)、硫酸钡、二氧化钛、蒙脱土、滑石粉等)。

本发明的有益效果:

1、本发明创造性地首次提供了一种可通过415nm-780nm的激光或单色可见光固化的油墨组合物,通过选择特定的光引发剂,使得所述材料固化快,性能优异,完全适用于多种印刷类型的要求,避免了现有的油墨固化采用紫外光的安全性等诸多问题。

2、本发明的油墨组合物不含任何挥发性有机溶剂,污染物排放少,墨色鲜艳光亮,耐水、耐化学性能、附着力性能优异。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同方面的应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

将30重量份的双酚A型环氧丙烯酸酯(E-51),70重量份的甲基丙烯酸甲酯(MMA),0.1重量份的樟脑醌(CQ),0.1重量份的三乙胺,10重量份的颜料红53(Pigment Red 53),1重量份的纳米碳酸钙在常温环境中搅拌混合均匀,得到红色光固化油墨组合物;该油墨组合物可在440nm蓝色可见激光下固化;且所述油墨组合物不含挥发性有机溶剂,污染物排放少,墨色鲜艳光亮,耐水、耐化学性能、附着力性能优异。

实施例2

将100重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA),0.1重量份的氟化二苯基二茂钛,15重量份的颜料蓝15(Pigment Blue 15),1重量份的蒙脱土在常温环境中搅拌混合均匀,得到蓝色光固化油墨组合物;该油墨组合物可在415nm蓝色可见激光下固化;且所述油墨组合物不含挥发性有机溶剂,污染物排放少,墨色鲜艳光亮,耐水、耐化学性能、附着力性能优异。

实施例3

将50重量份的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA),50重量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA),0.1重量份的樟脑醌,0.25重量份的4,4"-二甲基二苯基碘鎓六氟磷酸盐,5重量份的颜料黄13(Pigment Yellow 13),3重量份的二氧化钛在常温环境中搅拌混合均匀,得到黄色光固化油墨组合物;该油墨组合物可在475nm蓝色可见激光下固化;且所述油墨组合物不含挥发性有机溶剂,污染物排放少,墨色鲜艳光亮,耐水、耐化学性能、附着力性能优异。

实施例4-9

采用与实施例1-3类似的方法配制本发明的油墨组合物,具体组成和配比见表1。

表1实施例4-9的油墨组合物的组成和含量

实施例4-9的油墨组合物具有与实施例1-3的油墨相近似的性能。



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