一种辐射固化墨水及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种辐射固化墨水及应用，本发明专利技术的辐射固化墨水包括以下重量百分比的组分：50％～80％的不饱和单体、2％～20％的预聚物、2％～15％的颜料、1％～10％的光引发剂、0.5％～20％的丙烯酸酯基硅烷的聚合物及其对应的水解物、适量的水和添加剂；所述丙烯酸酯基硅烷的聚合物包括丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物。本发明专利技术的辐射固化墨水中的丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物及其对应的水解物、不饱和单体、预聚物可以在基材表面与基材表面形成稳定的化学键，具有很好的表面附着力，不脱落。不脱落。

【技术实现步骤摘要】
一种辐射固化墨水及应用


[0001]本专利技术涉及打印油墨领域，具体涉及一种辐射固化墨水及应用。

技术介绍

[0002]随着印刷包装行业短版化、个性化的发展及大幅面喷绘广告的兴起，数码喷墨印刷技术获得了广泛应用。与传统的水性墨水和溶剂型墨水不同，紫外光固化墨水是一种新型环保墨水。
[0003]在紫外光的作用下，墨水体系中的光引发剂能够发生光化学反应并产生活性基团，从而引发墨水体系中单体和预聚物的交联聚合，使墨水体系在极短时间内由液态涂层变成固态涂层。现有的紫外光固化墨水在所用基材上的附着力一般不强，不仅仅由于墨水本身在聚合过程中有较明显的体积收缩而倾向于脱离基材表面，还由于墨水本身和基材间的相互作用力不强，特别是在无孔的无机材料如玻璃上。国内外一般采用对基材先进行预处理(涂上预涂层以提高对基材的附着力)，然后印制图案，最后喷涂保护层的方法来增加墨水在基材上的附着力。这个过程复杂，成本高，且大多数都使用溶剂型的不环保涂料。
[0004]目前针对玻璃基材上喷墨打印紫外光固化墨水的研究较多。为解决玻璃基材上紫外光固化膜附着牢度的问题，现有技术公开了如下三个方法：在喷墨前先涂布增强附着力的树脂；或在光固化后再进一步热固化；或对玻璃本身进行改性。Lecolle F.等人在专利WO2010/115858中公开了一种增强紫外光固化喷墨墨水在玻璃基材上的附着力的方法，即在固化膜与玻璃基材之间添加附着力层和玻璃层，其中附着力层内含环氧树脂、三聚氰胺树脂等，而玻璃层则是一些金属氧化物的组合物。Matsusawa M.等人在专利JP2009078531A中公开了在玻璃上添加含苯甲酮、肉桂酸以及氧化钛、氧化锌等氧化物固化层，这种固化层有利于提高紫外光固化墨水的附着力。Grant A.等人在专利WO2009/118507中公开了将紫外光固化墨水在玻璃基材上光固化后再进行热固化。热固化是指在一定温度下(如100到400摄氏度)进行焙烤，使墨水固化更完全，以达到增强附着力的目的。然而这些现有的方法操作过程复杂，工艺上不方便。
[0005]中国专利CN102492330A公开了一种相对简单环保的方法来增强紫外光固化墨水在玻璃基材上的附着力，即在墨水中直接添加一种附着力促进剂，克服了上面所述的相对复杂又不环保的技术不足。所述的墨水除了包括常用的紫外光固化墨水组份如颜料、不饱和单体、预聚物、光引发剂以外，还包括一种附着力促进剂。该附着力促进剂为具有R(CH2)
n
SiX3结构通式的硅烷偶联剂，其中R为乙烯基、胺基、环氧基、甲基丙烯酰氧基或巯基，X为甲氧基或乙氧基，n为0、1、2和3。特别合适的促进剂包括3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和3-胺基丙基三甲氧基硅烷，用量占整个墨水的重量比从约0.2到约2％。但是，该专利技术的UV光固化喷墨墨水的应用范围较小，而且附着力有待提升。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种辐射固化墨水及应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种辐射固化墨水，所述辐射固化墨水包括以下重量百分比的组分：50％～80％的不饱和单体、2％～20％的预聚物、2～15％的颜料、1％～10％的光引发剂、0.5％～20％的丙烯酸酯基硅烷的聚合物及其对应的水解物、适量的水和添加剂；
[0008]所述丙烯酸酯基硅烷的聚合物包括丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物；
[0009]丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物的结构如下式所示：
[0010][0011]其中，R1是氢或C1～C10的烷基；R2是氢或C1～C10的烷基；R3是卤素或C1～C10的烷基；x是1到8的整数；n为2到50的整数；2/99≤n/m≤99/2。
[0012]上述的辐射固化墨水中含有丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物及其对应的水解物，提升了辐射固化墨水在基材上的附着力。丙烯酸酯基硅烷低聚物或丙烯酸酯基硅烷共聚物中的多个烷氧基硅烷官能团可以水解生成硅烷醇基，硅烷醇基和基材如玻璃表面形成硅氧键，从而将墨水的有机组份和基材的无机材料通过化学键紧密连接在一起，增强了墨水在基材上的附着力。同时，丙烯酸酯基硅烷低聚物或共聚物中的多个丙烯酸酯官能团可以和墨水的其它有机组份所含的丙烯酸酯在紫外光或电子束辐射下共聚，既通过碳碳化学键和墨水的其它组份连接，又同时通过硅氧化学键和基材表面连接，更进一步增强了墨水在基材上的附着力。上述的辐射固化墨水中的丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物先和水混合并充分水解，再和墨水的其它组份混合，以达到更好的附着力增强的效果。水的量根据丙烯酸酯基硅烷的低聚物或共聚物中烷氧基的量而决定，水/烷氧基的摩尔比为1/1到2/1，进一步地，水/烷氧基的摩尔比为1.1/1到1.5/1。
[0013]优选地，所述丙烯酸酯基硅烷的聚合物水解物的结构式如下式所示；
[0014][0015]优选地，所述的不饱和单体为2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、异辛基丙烯酸酯、环丙烯酸三羟甲基丙烷、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧化-1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五/六丙烯酸酯、丙氧基化多官能团丙烯酸酯中的至少一种。
[0016]上述的辐射固化墨水中含有上述不饱和单体，不饱和单体可参与光固化反应，从而影响墨水的光固化速度以及固化膜的化学性质和物理性能。研究表明，丙烯酸酯官能团越多，反应速度越快，但墨水的黏度也越大。单官能度单体一般占所有单体的一半以上，不仅可以确保墨水的黏度适中，而且由于单官能度单体中碳碳双键含量低，固化时体积收缩小，因此有助于提高在基材上的附着力。少量添加高官能度单体可以加快固化速度和提高固化膜的附着力、耐水性等物理性能。
[0017]优选地，所述预聚物为低聚环氧丙烯酸酯、低聚丙烯酸酯、低聚聚氨酯丙烯酸酯、低聚聚酯丙烯酸酯、低聚聚醚丙烯酸酯、以及低聚乙烯基丙烯酸酯体系中的至少一种。
[0018]上述的辐射固化墨水中的预聚物中，低聚丙烯酸酯反应活性较高，具有极好的耐黄变能力，且对各类基材都有较好的附着力。低聚聚氨酯丙烯酸酯，特别是低聚脂肪族聚氨酯丙烯酸酯分子中有氨酯键，能够在高分子链间形成各种氢键，也能增加其对基材的附着力。
[0019]优选地，所述低聚聚氨酯丙烯酸酯为25℃下黏度小于或等于600厘泊的超支化低聚聚酯丙烯酸酯。
[0020]上述辐射固化墨水中的低聚聚氨酯丙烯酸酯可以控制墨水黏度适中，例如Sartomer公司生产的CN2302、CN2301、CN23本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辐射固化墨水，其特征在于，所述辐射固化墨水包括以下重量百分比的组分：50％～80％的不饱和单体、2％～20％的预聚物、2％～15％的颜料、1％～10％的光引发剂、0.5％～20％的丙烯酸酯基硅烷的聚合物及其对应的水解物、适量的水和添加剂；所述丙烯酸酯基硅烷的聚合物包括丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物；丙烯酸酯基硅烷的低聚物或丙烯酸酯基硅烷的共聚物的结构如下式所示：其中，R1是氢或C1～C10的烷基；R2是氢或C1～C10的烷基；R3是卤素或C1～C10的烷基；x是1到8的整数；n为2到50的整数；2/99≤n/m≤99/2。2.根据权利要求1所述的辐射固化墨水，其特征在于，所述丙烯酸酯基硅烷的聚合物水解物的结构式如下式所示；3.根据权利要求1所述的辐射固化墨水，其特征在于，所述的不饱和单体为2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、异辛基丙烯酸酯、环丙烯酸三羟甲基丙烷、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯、丙烯酸四氢糠酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧化-1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五/六丙烯酸酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锦楼，
申请(专利权)人：广州麦普实业有限公司，
类型：发明
国别省市：