紫外光固化油墨用光引发剂及其制法和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种紫外光固化油墨用光引发剂及其制法和应用，该光引发剂包括自由基型光引发剂40‑55重量份、阳离子型光引发剂5‑10重量份和光敏剂5‑10重量份；所述自由基型光引发剂包括2,4,6‑三甲基苯甲酰基‑二苯氧化膦，双(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)‑苯基氧化膦，2‑异丙基硫杂蒽酮和2‑甲基‑2‑(4‑吗啉基)‑1‑[4‑(甲硫基)苯基]‑1‑丙酮；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和η6‑异丙苯茂铁六氟磷酸盐。所述光引发剂具备良好的光引发效率，能改善LED光下的引发效率问题，且成本较低，具有广阔的应用前景。

Photoinitiator for UV curable ink, process for producing the same and use thereof

The invention relates to a UV curable ink photoinitiator and preparation method and application thereof, including the photoinitiator radical photoinitiator 40 55 weight portions, cationic photoinitiator 5 10 weight and 5 to 10 parts by weight of photosensitizer; the radical photoinitiator including 2,4,6 three methyl benzoyl two phenyl phosphine oxide, double (2,4,6 three methyl benzoyl) phenyl phosphine oxide, 2 isopropylthioxanthone and 2 methyl 2 (4 morpholinyl) 1 [4 (Jia Liuji) phenyl] 1 acetone; the cation photoinitiator including mixed three aryl six fluophosphate sulfonium salt and ETA 6 cumene ferrocene six phosphate fluoride. The photoinitiator has good photoinitiator efficiency, can improve the initiation efficiency under LED light, and has low cost and wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
紫外光固化油墨用光引发剂及其制法和应用
本专利技术涉及紫外光固化油墨领域，主要涉及一种安全环保的冷场紫外光固化(LED-UV光固化)引发剂，具体涉及一种紫外光固化油墨用光引发剂及其制法和应用。
技术介绍
UV印刷是目前世界范围内应用最为广泛的印刷方式，它以低伤害、低成本、高质量、高效率和易操作等优点占据了大份额的印刷市场，是增长速度最快的一种印刷方式，它与水性油墨并列成为印刷油墨工业及相关行业的新型环保材料。相较于水性油墨，UV油墨在干燥性方面更具优势，它的干燥机理与其他油墨的溶剂挥发干燥与承印物渗透干燥机理不同，UV油墨的干燥原理是利用紫外光照射，使油墨中光敏材料(光敏引发剂)分子分解形成高活化原子或原子团，引发油墨中树脂含有的不饱和键断裂通过自由基聚合发生一系列的链式反应，最终完成分子的交联、聚合、固化和干燥的目的。因为UV油墨的干燥机理和常用油墨相异，其中不存在产生VOCs的溶剂，也不会有VOCs排入到大气中，因此UV油墨在占据有大份额市场的UV印刷中得到广泛发展和应用。随着环保要求日益严格，新一代的UV光固化技术——冷场紫外光固化(LED-UV)备受关注，LED的发光光谱中不含红外线成份，具有发热少的优点，对一些不耐热产品其应用正在扩大，解决了传统的UV紫外光高压水银灯和金属卤素灯等光源不安全以及能源消耗大等一系列问题。LED-UV干燥系统的开发及应用也进一步增强了UV印刷系统对环境的友好性，其在UV印刷油墨中的广泛应用对经济活动、环境保护、人体健康等问题无疑具有重大影响。虽然LED-UV固化干燥系统具备节能、环保、安全、使用周期长等优点，同时也存在一些有待改进之处，其中的关键技术之一是LED-UV光引发剂的选择的问题，光引发剂是光固化体系的关键组分，关系到体系在光辐射时能否引发预聚物和活性稀释剂发生交联聚合反应，它与料颜和光源的匹配对油墨的光固化速率有着重要影响。因此，LED-UV光引发剂的引发效率与环保问题是目前阻碍LED-UV光固化发展的症结所在，传统光引发剂存在产生致癌性芳香烃化合物苯、黄变、难闻气味等问题；而且，市场上存在的适用于LED光引发剂成本高，导致LED油墨涂料成本上涨，不符合企业的发展需求；最重要的是，传统的紫外光谱峰值位于365nm和380nm附近，光能量集中分布在254-430nm范围内，是连续分布的光谱线图，所以能够对现存的UV油墨(固化光照波长为200-450nm的油墨)具备不同程度的穿透性，保证了UV油墨不同颜色体系的固化效率，满足高速印刷的需求。但是LED固化基于元件中半导体材料对光谱宽度的限制，单个光谱能量超强，但波长分布极狭窄，只有395nm的LED固化具备普适性现实意义，所以，开发适用于395nm的LED光固化波段的光引发剂是目前LED-UV光固化领域的关键所在。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：传统光引发剂存在产生致癌性芳香烃化合物苯、黄变、难闻气味、引发效率低等问题，需提供一种引发效率高，环境友好的组合型LED-UV光固化引发剂。本专利技术采用自由基型和阳离子型光引发剂机械共混，优化混合配比，制备适合于LED光固化波段固化的光引发剂。即将选用自由基型光引发剂作为基料碾碎，并在高速搅拌下均匀混合；然后添加以适量的阳离子型光引发剂作为辅料，以其固化反应不易中止，“后固化”能力强的特性，使传统的自由基光引发剂在LED光下的引发效率提高。同时添加适合的光敏剂作为吸光材料，进一步改善混合光引发剂对LED光的敏感性和吸收性能，制备适合于395nm的LED光固化的光引发剂。本专利技术以自由基型的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦(TPO)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(819)、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)、η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐的混合物作为光引发剂的基料，以阳离子型的混合型三芳基六氟磷酸硫盐(UVI-6992)与η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐(261)为光引发剂的辅料，起到改性剂作用，添加到光引发剂的基料中，最后添加乙酰丙酮钴作为光敏剂，通过机械搅拌均匀混合于光引发剂中，制备得到光引发效率高、适合于LED光引发的高性能引发剂。并将光引发剂添加到聚丙烯酸甲酯的混合单体中，通过乳液聚合的方法，添加乳化剂与溶剂，使其在LED紫外光下发生反应，检测其效果。具体来说，针对现有技术的不足，本专利技术提供了如下技术方案：一种紫外光固化油墨用光引发剂，其特征在于，包括自由基型光引发剂40-55重量份、阳离子型光引发剂5-10重量份和光敏剂5-10重量份；所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦，2-异丙基硫杂蒽酮和2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐。优选的，上述光引发剂中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦10-22重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦5-12重量份，2-异丙基硫杂蒽酮5-12重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐5-18重量份。优选的，上述光引发剂中，所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐2-8重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐2-8重量份。优选的，上述光引发剂中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦16-20重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦8-10重量份，2-异丙基硫杂蒽酮8-10重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐8-15重量份。优选的，上述光引发剂中，所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐3-5重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐3-5重量份。优选的，上述光引发剂中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦20重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦10重量份，2-异丙基硫杂蒽酮8重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐8重量份；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐5重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐3重量份。优选的，上述光引发剂中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦16重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦8重量份，2-异丙基硫杂蒽酮10重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐12重量份；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐3重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐5重量份。优选的，上述光引发剂中，所述光敏剂为乙酰丙酮钴。本专利技术还提供上述光引发剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦，2-异丙基硫杂蒽酮和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐在2-4℃下混合；(2)依次加入混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐，在2-4℃下混合；(3)加入光敏剂混合后得到所述光引发剂。优选的，上述制备方法中，所述步骤(3)之后还包括将光引发剂球磨的过程。优选的，上述制备方法中，步骤(1)的混合时间为0.5-1.5h，步骤(2)的混合时间为20-40min。本专利技术还提供一种紫外光固化油墨，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外光固化油墨用光引发剂，其特征在于，包括自由基型光引发剂40‑55重量份、阳离子型光引发剂5‑10重量份和光敏剂5‑10重量份；所述自由基型光引发剂包括2,4,6‑三甲基苯甲酰基‑二苯氧化膦，双(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)‑苯基氧化膦，2‑异丙基硫杂蒽酮和2‑甲基‑2‑(4‑吗啉基)‑1‑[4‑(甲硫基)苯基]‑1‑丙酮；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和η6‑异丙苯茂铁六氟磷酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光固化油墨用光引发剂，其特征在于，包括自由基型光引发剂40-55重量份、阳离子型光引发剂5-10重量份和光敏剂5-10重量份；所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦，2-异丙基硫杂蒽酮和2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮；所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐。2.根据权利要求1所述的光引发剂，其中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦10-22重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦5-12重量份，2-异丙基硫杂蒽酮5-12重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐5-18重量份。3.根据权利要求1或2所述的光引发剂，其中，所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐2-8重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐2-8重量份。4.根据权利要求1-3任一项所述的光引发剂，其中，所述自由基型光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯氧化膦16-20重量份，双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦8-10重量份，2-异丙基硫杂蒽酮8-10重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐8-15重量份。5.根据权利要求1-4任一项所述的光引发剂，其中，所述阳离子型光引发剂包括混合型三芳基六氟磷酸硫鎓盐3-5重量份和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐3-5重量份。6.根据权利要求1-5任一项所述的光引发剂，其中，所述自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦杰明，方长青，周星，蒋祥瑜，庄坤，张涛，
申请(专利权)人：蚌埠金黄山凹版印刷有限公司，西安理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34