一種柔版印刷水性UV油墨的研發(fā)

任燁 劉昕

在綠色之風(fēng)盛行的今天，綠色環(huán)保油墨作為印刷工業(yè)必不可少的一部分，已成為綠色印刷的重要研究方面。隨著國(guó)內(nèi)制版水平的不斷提高和價(jià)格的不斷降低，柔性版印刷的綜合成本將大幅度降低，其低投入、高產(chǎn)出的特點(diǎn)將吸引越來越多的標(biāo)簽生產(chǎn)廠家。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，柔性版印刷將是包裝印刷尤其是標(biāo)簽印刷的首選。隨著標(biāo)簽在商品上的廣泛應(yīng)用，標(biāo)簽印刷業(yè)得到了飛速的發(fā)展。但目前對(duì)于標(biāo)簽印刷油墨的了解遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于對(duì)標(biāo)簽材質(zhì)、印刷方式等方面的了解，因此標(biāo)簽印刷油墨領(lǐng)域的研究探索意義重大。針對(duì)目前柔版UV油墨的腐蝕性、墨層厚度大、單體稀釋劑有毒以及柔版水性油墨干燥速度慢、網(wǎng)點(diǎn)還原和印品光澤度差、耐溶劑性差等缺點(diǎn)研制出了這種用于標(biāo)簽印刷領(lǐng)域的綠色柔版水性UV油墨。

水性UV油墨利用紫外光固化技術(shù)，以水和乙醇作為稀釋劑，結(jié)合了水性油墨和UV油墨的優(yōu)點(diǎn)，但是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于水性UV油墨的研究還不是很多。本文筆者采用三步聚合法，得到可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯，其綜合了水性聚氨酯及丙烯酸酯的優(yōu)異性能，且無需使用活性單體稀釋劑，結(jié)合高效的光引發(fā)劑，顏料、稀釋劑和助劑配制得到干燥速度快、印刷效率高、穩(wěn)定性好、耐溶劑性好和環(huán)保無毒綜合性能優(yōu)異的柔版水性UV油墨，是一種實(shí)現(xiàn)綠色印刷的綠色材料。

基本組成

綠色柔版水性UV油墨，按重量百分比，由以下組分組成：40%～80%的基料樹脂，0.5%～8%的光引發(fā)劑，6%～20%的色料，7%～22%助劑，0%～7%稀釋劑。

以上各組分的重量百分比之和為100%，其中助劑為消泡劑、流平劑、光增感劑、潤(rùn)濕分散劑、光穩(wěn)定劑；色料為直接染料、活性染料或顏料；基料樹脂是可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引發(fā)劑為2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦（TPO）、2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-嗎啉-1-丙酮（907光引發(fā)劑）、1-羥基苯基環(huán)己酮（184光引發(fā)劑）、4265光引發(fā)劑的一種或是TPO和184以重量比3∶1組成的混合物，或者是907和4625以重量比2∶1組成的混合物。

助劑中各組分占柔版水性UV油墨總重量百分比為：0.1%～1%的消泡劑、0.05%～1.5%的流平劑、0.2%～4%的光增感劑、0.2%～1%的阻聚劑、1%～9%的潤(rùn)濕分散劑和1%～8%的光穩(wěn)定劑。

助劑中消泡劑為消泡劑BYK-021和BYK-094；流平劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK-333、聚丙烯酸酯BYK-350；光增感劑為三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚劑為對(duì)苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；潤(rùn)濕分散劑為聚丙烯酸鹽或聚乙二醇型多元醇；光穩(wěn)定劑為雙（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或uv-9或uv-531；稀釋劑為水和乙醇的重量比為3∶2的混合物。

制備方法

1.基料樹脂可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制備

①將聚四氫呋喃二元醇加入燒瓶中，進(jìn)行真空脫水，脫水完成之后進(jìn)行冷卻；向燒瓶中緩慢加入異佛爾酮二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，合成端異氰酸根的預(yù)聚物，保持溫度為60℃～70℃，反應(yīng)時(shí)間110～130分鐘；然后向燒瓶中依次加入二羥甲基丙酸、聚乙二醇、三羥甲基丙烷進(jìn)行恒溫反應(yīng)，得到-NCO封端預(yù)聚體；

②向燒瓶中再加入季戊四醇三丙烯酸酯進(jìn)行封端反應(yīng)；

③向燒瓶中加入三乙胺進(jìn)行中和反應(yīng)；最后向燒瓶中加入去離子水進(jìn)行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料樹脂。

2.柔版印刷水性UV油墨的制備

在反應(yīng)溫度為60℃～70℃溫度下，將可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯倒入反應(yīng)容器中，緩慢加入光引發(fā)劑，待光引發(fā)劑完全溶解后，加入用稀釋劑與色料的混合溶液，最后加入助劑，攪拌15分鐘，即可得到柔版印刷水性UV油墨。

特點(diǎn)及應(yīng)用

其主要特點(diǎn)為：

①此發(fā)明柔版水性UV油墨無需加入活性單體，稀釋劑用水和乙醇代替，對(duì)環(huán)境安全無污染；且在使用本發(fā)明的油墨印刷時(shí)，無網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大，設(shè)備容易清洗，對(duì)實(shí)現(xiàn)環(huán)保、健康的綠色印刷十分有利。

②此發(fā)明的基料樹脂與光引發(fā)劑配合使用，相溶性優(yōu)異，光固化速度高，所制備的柔版印刷水性UV油墨干燥時(shí)間短，提高了印刷效率，解決了現(xiàn)有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶劑性差、穩(wěn)定性差的問題。

這種綠色柔版水性UV油墨黏度低，在柔韌性、耐磨性、耐水性及耐溶劑性及附著力方面性能優(yōu)異，適用于包裝印刷尤其是標(biāo)簽印刷。