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油墨及其制备方法和固化方法与流程

2021-08-20 20:20:00 来源:中国专利 TAG:固化 应用于 高分子 油墨 制备方法

本申请属于高分子材料加工技术领域,尤其涉及一种应用于电池表面的油墨及其制备方法和固化方法。



背景技术:

随着智能手机、笔记本等智能设备广泛应用,其电池的安全可靠性倍受关注,电池从生产、组装到应用的全流程安全信息记录将为之提供保障。因此,实时信息记录手段的需求愈加迫切,以赋予每一块电池独一无二的“身份信息”。目前该“身份信息”是通过在电池表面印刷相关信息、图标等内容来记录,印刷方式主要以移印和丝印为主。由于移印和丝印采用模板印刷的原因,在模板上赋予“身份信息”的图形无法实时变更,无法实现印刷到每一块电池表面的信息差异化。此外,传统移印和丝印技术采用溶剂型油墨,vocs(挥发性有机物)排放量大,对操作员工和环境安全带来了极大的挑战。因此,低能耗、智能化和图形可瞬时定制化的数码印刷技术开始受到青睐。

数码印刷技术采用uv固化油墨实现快速固化,然而,传统uv固化油墨虽具有良好的硬度、耐溶剂性能、耐热性能等,但固化后难以无损清除,无法实现电池的可逆数码印刷,无法实现快速返修。一旦出现印刷错误将报废整个电池,给生产带来了极大的物料损失,即在油墨附着力与无损清除之间存在较大的矛盾。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本申请旨在提供一种油墨以解决在电池表面固化后难以返修的问题。

另,还有必要提供油墨的制备方法和固化方法。

本申请一实施方式的技术方案是:一种油墨,按重量份计,包括如下组分:颜料5份~10份、分散剂1份~5份、光引发剂5份~8份、单官活性单体10份~15份、多官活性单体25份~40份、丙烯酸酯树脂20份~35份、偶联剂2份~5份、消泡剂0.1份~1份、流平剂0.1份~1份。

颜料的主要作用是提供油墨的遮盖力。单官活性单体和多官活性单体的主要作用是降低油墨的粘度,使得油墨可以通过数码打印的方式成型,调节单官活性单体和多官活性单体之间的比例,可调整油墨的粘度,同时提高交联密度,提升油墨性能;单官活性单体和多官活性单体可调节油墨在基材上的润湿和渗透性能,提高油墨在基材上的附着力;单官活性单体和多官活性单体选择适合的组分和配比,可使油墨在固化过程中产生更多的自由基,从而提高油墨的固化速度。丙烯酸酯树脂能够光固化,在固化成型后,提供一定的交联密度,使得油墨能够具备良好的耐磨和耐汗渍性能。流平剂和消泡剂可以帮助油墨提供良好的表面效果。偶联剂的作用是增加交联密度,防止附着力测试局部掉粉。

一种实施方式中,油墨包括按重量份计的如下组分:颜料7份~8份、分散剂1份~3份、光引发剂5份~7份、单官活性单体10份~13份、多官活性单体30份~35份、丙烯酸酯树脂23份~35份、偶联剂3份~4份、消泡剂0.1份~0.5份、流平剂0.1份~0.5份。

一种实施方式中,光引发剂包括自由基光引发剂和阳离子光引发剂中的至少一种。通过自由基光引发剂和阳离子光引发剂复配的方式,既能使油墨很好地适配多波段光源,又能使油墨快速表干,进而实现深层固化。并且,加入不同的光引发剂及调整配比,可解决因为颜料含量太高导致的油墨固化不完全。

一种实施方式中,自由基光引发剂包括1-羟基环已基苯基甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、2,4-二乙基硫杂蒽酮和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的至少一种。

一种实施方式中,阳离子光引发剂包括双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛、硫鎓六氟锑酸盐、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐中的至少一种。

一种实施方式中,单官活性单体包括丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、n-乙烯基吡咯烷酮、n,n-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯和四氢呋喃丙烯酸酯中的至少一种。

一种实施方式中,多官活性单体包括1,6-己二醇丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种。

一种实施方式中,丙烯酸酯树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚醚丙烯酸树脂中的至少两种。

一种实施方式中,丙烯酸酯树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂,聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂的官能度均为2~5。

聚氨酯丙烯酸树脂具有良好的物理性能,在油墨固化成型后能够提供良好的耐摩擦和耐汗渍性能。聚酯丙烯酸树脂具有良好的润湿分散作用,能够很好地分散油墨中的颜料,同时可避免过多添加分散剂,影响整体的交联密度,从而改变油墨的整体性能。另外,聚酯丙烯酸树脂具有良好附着力,但耐溶剂性能不佳,在油墨固化成型后,返修时溶剂能够轻易擦除所述聚酯丙烯酸树脂,降低返修难度和时间。调整聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂的含量,即可使油墨同时具备高附着力、高耐磨擦和轻松返修的性能。

一种实施方式中,丙烯酸酯树脂的聚合度为200~500,丙烯酸酯树脂的粘度小于2000cps。

一种实施方式中,颜料包括钛白粉、锌白粉、锌钡白、炭黑、石墨、铁黑和苯胺黑中的至少一种,颜料的粒径范围为100nm至500nm。

一种实施方式中,分散剂包括有机硅类润湿分散剂和丙烯酸改性有机硅类分散剂中的至少一种,有机硅类润湿分散剂包括bykjet-9133、bykjet-9142、bykjet-9151、bykjet-9152、disperbyk-167、disperbyk-190、disperbyk-191和disperbyk-2200中的至少一种。

本申请还提供一种上述油墨的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

将颜料、分散剂、丙烯酸酯树脂和部分单官活性单体加入反应容器内,先以300r/min-500r/min的转速搅拌10min-15min,再将转速提升至800r/min-1000r/min,搅拌25min-30min,分散均匀后制备成色浆;

将所述色浆研磨至细度≤5μm;

将光引发剂加入反应容器内,以300r/min-500r/min的转速搅拌10min-15min使所述光引发剂全部溶解;将研磨后的色浆、剩余单官活性单体、多官活性单体、偶联剂、消泡剂和流平剂依次投入反应容器内,以800r/min-1000r/min的转速搅拌1h-2h,搅拌均匀后过滤包装,即获得所述油墨。

本申请还提供一种上述油墨的固化方法,所述固化方法包括如下步骤:

初步固化:使用第一uv-led灯照射油墨使所述油墨达到表干,所述第一uv-led灯发射的波长为395nm,固化能量为1000mj/cm2,功率为500mw/cm2

深度固化:使用第二uv-led灯照射经过初步固化的油墨,所述第二uv-led灯发射的混合波长为365nm/395nm/405nm,固化能量为8000mj/cm2-12000mj/cm2,功率为2000mw/cm2-2500mw/cm2

本申请提供的uv-led数码喷印油墨,对比传统的热烘型移印和丝印油墨,采用uv-led固化的方式,比热烘型油墨能耗低、速度快,能有效的节省电力成本和人力成本;同时避免了vocs的产生和排放,安全环保;并且在开盖后避光处理,存储时间能够达到一周左右,大幅度增加了油墨的储存时间,减少了废油墨的产生。对比普通uv油墨,通过不同引发剂的配比,可解决因为颜料含量过高而导致的uv固化不完全的问题;同时采用混合波长的led光源,配合光引发剂解决不同深度油墨固化的问题;并且在配方中添加少量的阳离子引发剂,进一步降低底部不能完全固化的问题,实现湿膜的表面和底部一起固化,提高油墨的使用性能;通过平衡丙烯酸酯树脂的成分和含量,可同时实现油墨附着力、高耐磨擦和轻松返修的目的。

具体实施方式

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请实施例。

本申请提供一种油墨,按重量份计,包括如下组分:颜料5份~10份、分散剂1份~5份、光引发剂5份~8份、单官活性单体10份~15份、多官活性单体25份~40份、丙烯酸酯树脂20份~35份、偶联剂2份~5份、消泡剂0.1份~1份、流平剂0.1份~1份。

颜料的主要作用是提供油墨的遮盖力。单官活性单体和多官活性单体的主要作用是降低油墨的粘度,使得油墨可以通过数码打印的方式成型,调节单官活性单体和多官活性单体之间的比例,可调整油墨的粘度,同时提高交联密度,提升油墨性能;同时可调节油墨在基材上的润湿和渗透性能,提高油墨在基材上的附着力;单官活性单体和多官活性单体选择适合的组分和配比,可使油墨在固化过程中产生更多的自由基,从而提高油墨的固化速度。丙烯酸酯树脂能够光固化,在固化成型后,提供一定的交联密度,使得油墨能够具备良好的耐磨和耐汗渍性能。流平剂和消泡剂可以帮助油墨提供良好的表面效果。偶联剂的作用是增加交联密度,防止附着力测试局部掉粉。

进一步地,油墨包括按重量份计的如下组分:颜料7份~8份、分散剂1份~3份、光引发剂5份~7份、单官活性单体10份~13份、多官活性单体30份~35份、丙烯酸酯树脂23份~35份、偶联剂3份~4份、消泡剂0.1份~0.5份、流平剂0.1份~0.5份。

一些实施方式中,光引发剂包括自由基光引发剂和阳离子光引发剂中的至少一种。通过自由基光引发剂和阳离子光引发剂复配的方式,既能使油墨很好地适配多波段光源,又能使油墨快速表干,进而实现深层固化。并且,加入不同的光引发剂及调整配比,可解决因为颜料含量太高导致的油墨固化不完全。

进一步地,自由基光引发剂包括1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮(光引发剂369)、2-异丙基硫杂蒽酮(itx)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(光引发剂907)、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(tpo)、2,4-二乙基硫杂蒽酮(detx)和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)中的至少一种。

进一步地,阳离子光引发剂包括双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(光引发剂784)、硫鎓六氟锑酸盐(光引发剂320)、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐(光引发剂uni-6992)和η6-异丙苯茂铁六氟磷酸盐(光引发剂261)中的至少一种。

一些实施方式中,单官活性单体包括丙烯酸月桂酯(la)、丙烯酸异冰片酯(iboa)、甲基丙烯酸异冰片酯(iboma)、n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)、丙烯酰吗啉(acmo)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(phea)、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(oppea)和四氢呋喃丙烯酸酯(thfa)中的至少一种。

一些实施方式中,多官活性单体包括1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、二丙二醇二丙烯酸酯(dpgda)、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯(mpdda)、季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta)和二季戊四醇六丙烯酸酯(dpha)中的至少一种。

一些实施方式中,丙烯酸酯树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂和聚醚丙烯酸树脂中的至少两种。

进一步地,丙烯酸酯树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂,聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂的官能度均为2~5。

进一步的,聚氨酯丙烯酸树脂包括三官聚氨酯丙烯酸树脂,聚酯丙烯酸树脂包括双官聚酯丙烯酸树脂,聚醚丙烯酸树脂包括双官聚醚丙烯酸树脂。

聚氨酯丙烯酸树脂具有良好的物理性能,在油墨固化成型后能够提供良好的耐摩擦和耐汗渍性能。聚酯丙烯酸树脂具有良好的润湿分散作用,能够很好地分散油墨中的颜料,同时可避免过多添加分散剂,影响整体的交联密度,从而改变油墨的整体性能。另外,聚酯丙烯酸树脂具有良好附着力,但耐溶剂性能不佳,在油墨固化成型后,返修时溶剂能够轻易擦除所述聚酯丙烯酸树脂,降低返修难度和时间。调整聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸树脂的含量,即可使油墨同时具备高附着力、高耐磨擦和轻松返修的性能。

一些实施方式中,丙烯酸酯树脂的聚合度为200~500,丙烯酸酯树脂的粘度小于2000cps。

一些实施方式中,颜料包括钛白粉、锌白粉(氧化锌)、锌钡白、炭黑、石墨、铁黑和苯胺黑中的至少一种,颜料的粒径范围为100nm至500nm。优选的,颜料为钛白粉或炭黑。进一步地,钛白粉优选为为金红石型钛白粉,金红石型钛白粉不会吸收紫外光,不会影响uv固化程度。更优选的,钛白粉在生产和研磨过程中用油性分散剂处理,可降低钛白粉粉体的吸油量,从而降低对油墨粘度的影响。

一些实施方式中,分散剂包括有机硅类润湿分散剂和丙烯酸改性有机硅类分散剂中的至少一种。进一步地,有机硅类润湿分散剂包括bykjet-9133(byk公司生产,化学组成为高分子量聚合物的烷基胺盐)、bykjet-9142(byk公司生产,化学组成为含颜料亲和基团的聚合物)、bykjet-9151(byk公司生产,化学组成为含颜料亲和基团的结构化共聚物)、bykjet-9152(byk公司生产,化学组成为含颜料亲和基团的共聚物)、disperbyk-167(byk公司生产,化学组成为含有颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液,不含芳烃)、disperbyk-190(byk公司生产,化学组成为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液)、disperbyk-191(byk公司生产,化学组成为含有颜料亲和基团的共聚物)和disperbyk-2200(byk公司生产,化学组成为含有颜料亲和基团的高分子量共聚物)中的至少一种。

一些实施方式中,油墨的粘度为6cps至30cps。在此范围内,油墨具有良好的流动性,能够在压电喷头下顺利喷出,实现良好的喷印效果。粘度过高就会降低油墨的流动性,而导致喷印过程中出现漏墨/缺墨的情况;粘度过低则会导致导墨管内油墨出现回流产生气泡,从而导致外观缺陷和堵塞喷头的情况。

一些实施方式中,油墨的粒径d50范围为200nm至1200nm,d90的范围为500nm至2000nm。粒径过大,会导致墨滴增大,不能通过喷头缝隙,从而出现漏墨/堵头的问题;粒径过小则会出现墨滴变小,在喷墨的过程中出现飞墨,导致外观不良、打印精度降低的情况。

一些实施方式中,油墨的表面张力为22mn/m至28mn/m。油墨表面张力过低,导致油墨润湿性能良好,会出现浸润喷头内部组件的情况。此时降低喷头孔径,会导致漏墨/堵头的问题,同时也会出现墨水润湿压电组件的情况,导致喷头损坏;如果表面张力过高,会导致墨滴增大,不能通过喷头缝隙,从而出现漏墨/堵头的问题。

进一步地,偶联剂优选乙烯基封端硅烷偶联剂,流平剂优选有机硅体系流平剂,消泡剂优选有机硅消泡剂和聚醚类消泡剂。

本申请还提供一种上述油墨的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

将颜料、分散剂、丙烯酸酯树脂和部分单官活性单体加入反应容器(例如,反应釜)内,先以300r/min-500r/min的转速搅拌10min-15min,再将转速提升至800r/min-1000r/min,搅拌25min-30min,分散均匀后制备成色浆;

将所述色浆研磨至细度≤5μm;

将光引发剂加入反应容器(例如,反应釜)内,以300r/min-500r/min的转速搅拌10min-15min使所述光引发剂全部溶解;将研磨后的色浆、剩余单官活性单体、多官活性单体、偶联剂、消泡剂和流平剂依次投入反应容器(例如,反应釜)内,以800r/min-1000r/min的转速搅拌1h-2h,搅拌均匀后过滤包装,即获得所述油墨。

本申请还提供一种上述油墨的固化方法,所述固化方法包括如下步骤:

初步固化:使用第一uv-led灯照射油墨使所述油墨达到表干,所述第一uv-led灯发射的波长为395nm,固化能量为1000mj/cm2,功率为500mw/cm2

深度固化:使用第二uv-led灯照射经过初步固化的油墨,所述第二uv-led灯发射的混合波长为365nm/395nm/405nm,固化能量为8000mj/cm2-12000mj/cm2,功率为2000mw/cm2-2500mw/cm2

将油墨应用于电池表面(主要应用于铝塑膜表面)作标识用,具体实施过程如下:

清洗:用风枪对电池表面进行清洗以去除表面可能存在的灰尘;

等离子轰击:通过等离子处理,将打印前电池表面的铝塑膜的表面张力提高(从34mn/m-38mn/m提高至44mn/m-46mn/m),使得油墨在电池表面流平效果更好;

喷墨打印:将设定好的图案通过喷墨的方式打印到铝塑膜表面,打印喷头可选用kj4a-rh等;

初步固化:用低能量的第一uv-led灯照射使油墨达到表干,第一uv-led灯发射的波长为395nm,固化能量为1000mj/cm2,功率为500mw/cm2

外观检测:采用自动光学检测(aoi)设备对打印外观进行检测,将电池印刷不良的产品识别出来,初固阶段因为固化不完全,返工相对容易,可以大幅降低返修时间;

深度固化:使用高能量的第二uv-led灯照射油墨,使油墨能够达到附着力和耐磨要求,第二uv-led灯发射的混合波长为365nm/395nm/405nm,固化能量为8000mj/cm2-12000mj/cm2,功率为2000mw/cm2-2500mw/cm2

外观检测:采用自动光学检测(aoi)设备对打印外观进行检测,合格产品进行包装保存;不合格产品则进行人工检测,人工检测合格后包装保存,若人工检测不合格,则人工返修。

以下将结合具体实施例和对比例对本申请作进一步说明。

实施例1

步骤1:按重量份计,将7.5份钛白粉、3.4份disperbyk-2200、15份双官聚酯丙烯酸树脂、10份三官聚氨酯丙烯酸树脂、5份双官聚醚丙烯酸树脂和5份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、1.5份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、0.8份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、0.2份双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(光引发剂784)、3.5份丙烯酰吗啉(acmo)、5份丙烯酸异冰片酯(iboa)、10份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、12份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、5份四甲基丙二胺(tmpda)、3份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

实施例2

步骤1:按重量份计,将5.3份炭黑、3.4份disperbyk-190、17份双官聚酯丙烯酸树脂、8份三官聚氨酯丙烯酸树脂、5份环氧丙烯酸树脂和3.5份丙烯酰吗啉(acmo)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、2份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、1份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮(光引发剂itx)、11份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、12份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、16份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、2.5份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

实施例3

步骤1:按重量份计,将3.3份炭黑、2份石墨、3.4份disperbyk-190、17份双官聚酯丙烯酸树脂、12份三官聚氨酯丙烯酸树脂和6份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、2份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、1份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、0.5份双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(光引发剂784)、8份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、12份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、16份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、2.5份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

实施例4

步骤1:按重量份计,将5份钛白粉、1.5份锌白粉、2.7份disperbyk-2200、15份双官聚酯丙烯酸树脂、13份三官聚氨酯丙烯酸树脂和5份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、1.8份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、1.2份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、0.2份双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(光引发剂784)、8份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、6份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、6份四甲基丙二胺(tmpda)、14份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、3份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

对比例1

步骤1:按重量份计,将6.5份钛白粉、2.7份disperbyk-2200、15份双官聚酯丙烯酸树脂、13份三官聚氨酯丙烯酸树脂和5份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、2.5份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、8份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、6份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、6份四甲基丙二胺(tmpda)、14份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、3份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

对比例2

步骤1:按重量份计,将6.5份钛白粉、2.7份disperbyk-2200、30份双官聚酯丙烯酸树脂和5份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、1.8份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、1.2份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、8份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、6份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、6份四甲基丙二胺(tmpda)、14份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、3份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

对比例3

步骤1:按重量份计,将6.5份钛白粉、2.7份disperbyk-2200、30份三官聚氨酯丙烯酸树脂和5份n,n-二甲基丙烯酰胺(dmaa)依次投入反应釜内,使用高速分散机将其分散均匀,300r/min的转速搅拌10min,然后将转速提至1000r/min,搅拌时间为25min,分散均匀后制备成色浆;

步骤2:将步骤1制备的色浆用三辊机研磨至细度≤5μm;

步骤3:将2.5份1-羟基环已基苯基甲酮(光引发剂184)、1.8份二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷(光引发剂tpo)、1.2份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光引发剂819)、0.2份双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛(光引发剂784)、8份n-乙烯基吡咯烷酮(nvp)、6份1,6-己二醇丙烯酸酯(hdda)、6份四甲基丙二胺(tmpda)、14份季戊四醇三丙烯酸酯(pet3a)、3份偶联剂、0.2份消泡剂、0.3份流平剂依次投入反应釜内,使用高速分散机将引发剂全部溶解,搅拌速度为500r/min,搅拌时间为15min,然后将色膏和其他组分分别投入到反应釜内,1000r/min搅拌1.5h,搅拌均匀用0.5μm滤芯过滤,即可获得uv-led数码喷印油墨。

对比例4

对比例4中的油墨为东莞市墨佳汇打印耗材实力工厂生产的bk黑色喷墨打印油墨。

上述各实施例和对比例中油墨各成分的选择和含量请见表1。

表1

按照下列方法测试油墨和打印固化好的油墨图层性能。

参考gb/t10247-2008用andsv-10正弦波振动粘度计测量油墨粘度。

参考gb/t22237-2008用欧林sigma-710测试油墨的表面张力。

参考gb/t33328-2016用雷磁dds-307a测试油墨的电导率。

参考国标gb/t23769-2009用雷磁phsj-3f测试油墨的ph值。

参考gb/t29022-2012用马尔文mastersizer3000测试油墨的粒度。

参考qb/t2309-2010用深圳北特nm-025测试油墨耐橡皮擦性能,负重为500g,30个循环后不掉墨即为合格(pass)。

油墨是否固化完全的测试方法:固化后静置1h,做切片分析,用棉签擦拭切面,看棉签上是否会粘有油墨,如果粘有油墨说明固化不完全。

附着力测试:用3m600胶带测试油墨固化后的附着力,测试方法是将3m胶带贴在油墨上,用手将胶带的空气排干净后,以90°将胶带迅速拉起,循环5次,胶带上无明显油墨残留即为合格(pass)。

耐汗渍测试:用深圳北特nm-025测试,用无尘布包裹好测试头,然后将ph值分别为4.7、6.8、8.8的三种仿真汗渍浸润后,负重500g,42r/min的速度下,摩擦20个循环后不掉墨即为合格(pass)。

返修性能测试:用返修溶剂(乙醇和丙酮的混合溶液)将无尘布润湿,然后轻轻擦拭油墨层,彻底将油墨擦拭干净的时间即为返修时间,同时观察返修后是否会损伤铝塑膜表面。

测试结果请见表2。

表2

从表1和表2可以看出,对比例1中的油墨由于光引发剂的含量不足而不能固化完全;对比例2中的油墨由于缺少聚氨酯丙烯酸树脂而未能通过耐摩擦测试和耐汗渍测试;对比例3中的油墨由于缺少聚酯丙烯酸树脂而使得返修时间较长且损伤了铝塑膜表面;对比例4中的市售油墨在深层固化、耐汗渍、返修时间和返修效果等方面表现不佳。而本申请实施例1-4中的油墨能够兼顾深层固化、高附着力、耐摩擦、耐汗渍和易返修的各项性能需求。

本申请提供的uv-led数码喷印油墨,对比传统的热烘型移印和丝印油墨,采用uv-led固化的方式,比热烘型油墨能耗低、速度快,能有效的节省电力成本和人力成本;同时避免了vocs的产生和排放,安全环保;并且在开盖后避光处理,存储时间能够达到一周左右,大幅度增加了油墨的储存时间,减少了废油墨的产生。对比普通uv油墨,通过不同引发剂的配比,可解决因为颜料含量过高而导致的uv固化不完全的问题;同时采用混合波长的led光源,配合光引发剂解决不同深度油墨固化的问题;并且在配方中添加少量的阳离子引发剂,进一步降低底部不能完全固化的问题,实现湿膜的表面和底部一起固化,提高油墨的使用性能;通过平衡丙烯酸酯树脂的成分和含量,可同时实现油墨附着力、高耐磨擦和轻松返修的目的。

以上说明是本申请一些具体实施方式,但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这些实施方式。对本领域的普通技术人员来说,根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变,都应该属于本申请的保护范围。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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