一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及UV油墨领域，本发明专利技术公开了一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法：步骤1:称取天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体50‑70份，双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷4‑8份，光引发剂2‑6份，纤维素气凝胶2‑8份，颜料5‑15份，消泡剂1‑3份，水10‑16份；步骤2:将天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶、水混合制得连接料溶液，然后加热搅拌均匀；步骤3:向连接料溶液中添加剩余组份，加热搅拌，制得低毒害UV固化油墨组合物。本发明专利技术制得的UV固化油墨组合物，具有出色的耐磨性，较低的粘度的同时，还具有低毒害、和抗菌的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及UV油墨领域，特别地，涉及一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法。
技术介绍
紫外光固化(UV)油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使油墨成膜和干燥的油墨。利用不同紫外光谱，可产生不同能量，将不同油墨连结料中的单体聚合成聚合物，所以UV油墨的色膜具有良好的机械和化学性能。UV油墨的主要优点有：干燥速度快，耗能少；光泽好，色彩鲜艳；耐水、耐溶剂性能好。UV油墨中光引发剂是一种易受光激发的化合物，在吸收光照后激发成自由基，能量转移给感光性分子或光交联剂，使UV墨发生光固化反应。UV墨已成为一种较成熟的油墨技术，其污染物排放几乎为零。除此之外，UV墨还有如不易糊版，网点清晰，墨色鲜艳光亮，耐化学性能优异，用量省等优点。随着UV固化油墨的应用领域逐渐扩大，特别是在食品包装、医药包装领域，人们对于UV固化油墨的环保无害性能以及其他功能特性(例如抗菌性等)也有了新的要求。但是在目前的UV固化油墨中，采用的连接料对人体仍具有一定的刺激性和毒性，因此有必要研发一种采用天然材料的、低毒害的UV固化油墨。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低毒害、耐磨性好、粘度低、且具有抗菌功能UV固化油墨组合物。为了实现上述目的，本专利技术的具体技术方案为：一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法，步骤如下：步骤1:称取以下重量份的组份：天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体50-70份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷4-8份，光引发剂2-6份，纤维素气凝胶2-8份，颜料5-15份，消泡剂1-3份，水10-16份。步骤2:将步骤1中天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶、水添加容器中混合均匀制得连接料溶液，然后加热至35-55℃并搅拌均匀。步骤3:向连接料溶液中添加剩余组份，在30-40℃、800-2000r/min的条件下搅拌1-2h，细度控制在5-10微米，制得低毒害UV固化油墨组合物。在本专利技术的UV固化油墨组合物中，天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体作为主要的紫外光固化连接料成分，不仅固化速度快，成膜性好，与承印物结合力好，而且其采用天然材料合成，低毒害，对人体刺激小，绿色环保。双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷具有较低的分子量，能够降低UV油墨的粘度，同时其也含有(甲基)丙烯酸酯基，从而也具有紫外光固化功能，在紫外光固化时能够参与固化反应，增加成膜物的交联度，提高成膜物的耐磨性。纤维素气凝胶具有质轻、比表面积大的特点，与天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体复配后能够作为UV油墨的辅助连接料，进一步加快油墨的干燥速度和提高油墨成膜物的耐磨性、韧性。本专利技术的UV固化油墨采用水作为溶剂，不含挥发的有机溶剂，较为环保。在油墨组合物的制备过程中，先将天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶与水混合，使得物料分散均匀，并使纤维素气凝胶充分分散并被包裹。然后将连接料溶液与其他组份进行混合搅拌，控制油墨组合物的细度，使其具有较好的分散性、流平性和合适的粘度。进一步地，所述天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体由以下方法制得：a、取木质素并将其添加到80-120倍质量的苯酚中，加热至170-180℃，搅拌反应40-50min，反应前30min匀速滴加完木质素质量150-170倍的质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，反应后用缓冲溶液调节pH至中性，然后自然冷却至55-60℃，加入苯酚质量0.8-1.2倍的糠醛、苯酚质量0.2-0.3倍的天然多元醇，保温条件下，继续搅拌反应80-100min，制得天然聚醚多元醇；所述天然多元醇为木糖醇或麦芽糖醇；b、在氮气氛围下，将天然聚醚多元醇、聚己内酯二醇、二异氰酸酯、催化剂混合，在50-55℃、150-170r/min的条件下搅拌反应2-3h，得到聚氨酯液；其中，天然聚醚多元醇、聚己内酯二醇、二异氰酸酯的摩尔比为1:0.2-0.4:3-4:0.004-0.006，催化剂质量为其余物质总质量的0.08-0.12％。c、向聚氨酯液中加入二羟甲基丙酸、丙酮，在60-70℃下反应2-3h；接着继续添加丙烯酸-2-羟基乙酯，升温至70-80℃反应1-2h；其中，二羟甲基丙酸质量为聚氨酯液的4-8％，丙酮的质量为聚氨酯液的10-18％，丙烯酸-2-羟基乙酯的质量为天然聚醚多元醇的2-3倍。d、将溶液降温至45-50℃，向溶液中分批添加三乙胺反应，搅拌反应，直至溶液pH为6.5-7.5；最后真空分馏出丙酮后，制得天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体。上述方法制得的天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体，采用天然的提取的木质素、天然多元醇等作为原料，毒害小，绿色环保。进一步地，所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺或辛酸亚锡。进一步地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-对羟基醚基苯基丙酮中的至少一种。进一步地，所述纤维素气凝胶的由以下方法制得：取木材并通过粉碎机制得粒度为100-300目的木粉，将木粉加入到质量浓度为4-6％的碱液中并在抽真空环境下进行加热疏解，温度为140-180℃，时间为3-5h；然后进行过滤，将疏解后的木粉添加到质量浓度为60-70％的醇溶液中，常压下加热至沸腾并维持1.5-2.5h；过滤掉液体后，将不溶物放入打浆机中进行打浆，打浆后用水洗净，干燥后制得纤维素，备用；其中木粉与碱液的重量比为1:6-8；疏解后的木粉与醇溶液的重量比为1:10-20。将壳聚糖溶于水中制得质量浓度为3-5％的壳聚糖溶液，接着向壳聚糖溶液中添加质量为壳聚糖0.5-1倍的硝酸银，分散均匀后，滴加酸液使壳聚糖溶液的pH值控制在3-5，转移黑暗环境中，在45-55℃下加热4h，然后进行离心处理，得到不溶物，洗净并干燥后，将不溶物溶于碱液中，向碱液中添加质量为不溶物1-3％的还原剂，调节pH至7-8，然后进行搅拌，再次离心处理并干燥后制得载银壳聚糖，将载银壳聚糖溶于水制得质量浓度为4-6％的悬浮液，向悬浮液中添加质量为载银壳聚糖2-4倍的埃洛石纳米管，经过水浴振荡后，常温下静置12-24h，离心处理后，将固体分离物洗净并干燥后制得载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物。将备用的纤维素溶于离子液体中制得质量浓度为3-5％的纤维素溶液，向纤维素液中添加质量为纤维素40-60％的载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物，进行搅拌分散，然后将纤维素液放入制冷装置中进行冻结，冻结20-30h后取出，流水解冻，制得纤维素水凝胶液，用过量的无水醇对纤维素水凝胶液进行溶剂置换，制得纤维素醇凝胶液；最后进行真空干燥并研磨后，制得纤维素气凝胶。上述方法制得的纤维素气凝胶与常规的纤维素气凝胶不同，其为纤维素与载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物的复合材料，载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物同时赋予了纤维素气凝胶出色的抗菌性和耐磨性。在载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物的制备过程中，先使壳聚糖负载上银，然后将壳聚糖与埃洛石纳米管复合，当载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物与纤维素混合后，载银壳聚糖-埃洛石纳米管复合物能够提高气凝胶的强度。此外，上述方法制得的纤维素，其具有较好的交联性，能够与互相交联，从而稳定性较好，比表面积大。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是步骤如下：步骤1:称取以下重量份的组份：天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体50‑70份，双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷4‑8份，光引发剂2‑6份，纤维素气凝胶2‑8份，颜料5‑15份，消泡剂1‑3份，水10‑16份；步骤2:将步骤1中天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、双[2‑(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶、水添加容器中混合均匀制得连接料溶液，然后加热至35‑55℃并搅拌均匀；步骤3:向连接料溶液中添加剩余组份，在30‑40℃、800‑2000r/min的条件下搅拌1‑2h，细度控制在5‑10微米，制得低毒害UV固化油墨组合物。

【技术特征摘要】
1.一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是步骤如下：步骤1:称取以下重量份的组份：天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体50-70份，双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷4-8份，光引发剂2-6份，纤维素气凝胶2-8份，颜料5-15份，消泡剂1-3份，水10-16份；步骤2:将步骤1中天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体、双[2-(甲基丙烯酰氧基)乙氧基]二甲基硅烷、纤维素气凝胶、水添加容器中混合均匀制得连接料溶液，然后加热至35-55℃并搅拌均匀；步骤3:向连接料溶液中添加剩余组份，在30-40℃、800-2000r/min的条件下搅拌1-2h，细度控制在5-10微米，制得低毒害UV固化油墨组合物。2.根据权利要求1所述的一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：所述天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体由以下方法制得：a、取木质素并将其添加到80-120倍质量的苯酚中，加热至170-180℃，搅拌反应40-50min，反应前30min匀速滴加完木质素质量150-170倍的质量浓度为10％的氢氧化钠溶液，反应后用缓冲溶液调节pH至中性，然后自然冷却至55-60℃，加入苯酚质量0.8-1.2倍的糠醛、苯酚质量0.2-0.3倍的天然多元醇，保温条件下，继续搅拌反应80-100min，制得天然聚醚多元醇；所述天然多元醇为木糖醇或麦芽糖醇；b、在氮气氛围下，将天然聚醚多元醇、聚己内酯二醇、二异氰酸酯、催化剂混合，在50-55℃、150-170r/min的条件下搅拌反应2-3h，得到聚氨酯液；其中，天然聚醚多元醇、聚己内酯二醇、二异氰酸酯的摩尔比为1:0.2-0.4:3-4:0.004-0.006，催化剂质量为其余物质总质量的0.08-0.12％；c、向聚氨酯液中加入二羟甲基丙酸、丙酮，在60-70℃下反应2-3h；接着继续添加丙烯酸-2-羟基乙酯，升温至70-80℃反应1-2h；其中，二羟甲基丙酸质量为聚氨酯液的4-8％，丙酮的质量为聚氨酯液的10-18％，丙烯酸-2-羟基乙酯的质量为天然聚醚多元醇的2-3倍；d、将溶液降温至45-50℃，向溶液中分批添加三乙胺反应，搅拌反应，直至溶液pH为6.5-7.5；最后真空分馏出丙酮后，制得天然水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体。3.根据权利要求2所述的一种低毒害UV固化油墨组合物的制备方法，其特征是：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈年康，
申请(专利权)人：陈年康，
类型：发明
国别省市：浙江;33