一种耐黄变耐磨UV光油及其制备方法与流程

一种耐黄变耐磨uv光油及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及b05d3/06技术领域，更具体涉及一种耐黄变耐磨uv光油及其制备方法。


背景技术：

2.uv光油是一种无色或微黄色、透明或半透明的油墨。常用于涂覆在基材表面，经一定波长的紫外光照射下从液体迅速转变为固体成膜，其固化干燥速度快，因此生产效率高。并且由于其膜层坚固，能够增加光泽、保护印刷表面，提高印刷品耐摩擦、耐化学品、耐水性能，很好地保护印刷品图文色泽。上光后能使印刷品表面非常光亮、平滑、折光效果好，使图文产生强烈的立体感，图文色彩更加鲜艳，印刷品具有高档感。并且uv光油含溶剂很少，固化干燥过程中，无毒性及可燃性气体挥发，不污染环境。
3.但在实际使用过程中，可以发现uv光油涂布在bopp膜上会有黄变现象，原因是由于uv光油中某些成分与空气发生反应导致变黄，以及存在引发剂自身的不稳定性随着紫外光辐射分解产生副产物，大大降低耐黄性。而涂层的黄变严重影响了产品的美观性，影响了无色uv光油的推广。cn201911329272通过预聚体、自由基光引发剂、丙烯酸系单体和助剂得到一种uv光油，该uv光油涂布在bopp膜具有黄变明显的问题，同时耐磨性有待提高。
4.为解决这一问题，本发明，针对以上技术上的缺点研发出简单有效的低黄变uv光油，其成本较低，生产简单，十分容易工业化。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种耐黄变耐磨uv光油，按重量份计，制备原料包括1.5-6份光引发剂、25-40份丙烯酸酯单体、25-50份双键低聚物、28-47份溶剂、0.2-1份聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
6.在一种实施方式中，所述耐黄变耐磨uv光油，按重量份计，制备原料包括3份光引发剂、27-30份丙烯酸酯单体、37份溶剂、29.7-32.7份双键低聚物、0.3份聚醚改性聚二甲基硅氧烷。
7.在一种实施方式中，所述光引发剂为二苯甲酮和/或1-羟基环已基苯基酮。
8.优选的，所述二苯甲酮和1-羟基环已基苯基酮的重量比为1：(1-3)，优选为1:2。
9.在一种实施方式中，所述丙烯酸酯单体的官能度为2-3，优选为2。
10.优选的，所述丙烯酸酯单体为二丙二醇二丙烯酸酯。
11.申请人在实验中发现，申请人使用粘度为30000-40000mpa.s的聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯虽然对bopp薄膜的附着力提高，然而在制备uv光油时加工性差，uv光油的均匀性差，申请人意外的发现，当丙烯酸酯单体为官能度为2的丙烯酸酯单体，尤其是二丙二醇二丙烯酸酯时，显著提高了uv光油的均匀性，申请人认为可能的原因是对称结构的二丙二醇二丙烯酸酯使得聚酯丙烯酸酯分子之间和聚氨酯丙烯酸酯分子之间，或者聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯分子之间的氢键作用力或者折叠能力降低，增大了大分子之间的间
距，利于后续的加工性。
12.此外，本技术中采用二官能度的丙烯酸酯单体，不仅降低了辐射剂量，在220v辐照下即可达到较好的成膜耐磨性。
13.在一种实施方式中，所述双键低聚物选自聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸改性有机硅树脂中一种或多种。
14.优选的，所述聚酯丙烯酸酯在25℃的粘度为25000-40000mpa.s，更优选为30000-40000mpa.s。
15.优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
16.优选的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的官能度为7-10，优选为9。
17.优选的，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的牌号为ebecryl 8602，购自安康湛新。
18.优选的，聚酯丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的重量比为1：(0.75-2.5)，更优选为为1：(1.7-1.9)。
19.优选的，所述双键低聚物还包括丙烯酸改性有机硅树脂，与聚酯丙烯酸酯的重量比为1：(1-10)，优选为1：(1.3-1.6)。
20.优选的，所述丙烯酸改性有机硅树脂根据gb1725测得的固含量为45-55wt％，优选为49-51wt％。
21.本技术中固含量的条件为150℃，2h。
22.优选的，所述丙烯酸改性有机硅树脂的粘度为15-40s。
23.本技术中丙烯酸改性有机硅树脂的粘度测试标准为gb1723，条件为涂-4杯，25℃。
24.申请人在实验中发现，当uv光油作用于bopp薄膜时，可能由于该bopp薄膜高的刚性导致固化膜的附着力较低，使用性差，申请人意外的发现，当双键低聚物包括聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯，尤其是聚酯丙烯酸酯的粘度为30000-40000mpa.s，聚氨酯丙烯酸酯为官能度为9的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯，且二者的重量比为1：(0.75-2.5)，特别是1：(1.7-1.9)时，此时对bopp薄膜的附着力显著提高，申请人认为可能的原因是该粘度的聚酯丙烯酸酯和特定官能度的脂肪族丙烯酸酯在交联后增加了得到的交联大分子链段的运动性以及展开能力，固化后与bopp薄膜的作用力增强，避免了因为bopp薄膜的刚性导致固化膜附着力降低的问题。
25.此外，申请人意外的发现，在此条件下与特定粘度和固含量的丙烯酸改性有机硅树脂共同作用下，还能提高固化膜的光泽度和丰满度，与现有技术中增加柔韧分子链段在一定程度上提高附着力相比具有显著的优势，可能是该条件下得到的密集的网络结构中杂支链规整性提高，有效降低了固化膜的表面粗糙度。同时申请人意外的发现，三种特定的低聚物有效提高了固化膜的耐化学品性、耐热和耐水性。
26.在一种实施方式中，所述溶剂选自二甲苯、醋酸丁酯、异丙醇中一种或多种。
27.优选的，所述二甲苯、醋酸丁酯、异丙醇的重量比为(6-35)：(0.5-8)：1，更优选为15:2.5:1。
28.申请人意外的发现，当溶剂为重量比为(6-35)：(0.5-8)：1的二甲苯、醋酸丁酯和异丙醇时，可以解决本技术中uv光油在高低温时溶液结块的问题。
29.优选的，所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷的牌号为byk346，购自毕克公司。
30.申请人在实验中意外的发现，当使用牌号为byk346的聚醚改性聚二甲基硅氧烷
时，可以显著降低本技术中由于较高的搅拌速率导致的泡沫性的问题。
31.然而申请人发现，byk346的使用在涂膜时滑爽性较byk307、byk差，申请人意外的发现，本技术中重量比为(6-35)：(0.5-8)：1的二甲苯、醋酸丁酯和异丙醇以及特定含量的二丙二醇二丙烯酸酯可以避免byk346带来的爽滑性差的问题。
32.本发明第二个方面提供了一种所述耐黄变耐磨uv光油的制备方法，包括：将光引发剂、丙烯酸酯单体、低聚物、溶剂和聚醚改性聚二甲基硅氧烷依次加入容器中，搅拌至无引发剂颗粒且均匀后，过滤，即得。
33.在一种实施方式中，所述搅拌的时间高于30min。
34.优选的，搅拌的温度为25-55℃。
35.在一种实施方式中，本技术中得到的uv光油在25℃的粘度为20-40cps。
36.本技术第三个方面提供了一种耐黄变耐磨uv光油在bopp膜涂布中的应用。
37.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
38.(1)本技术中采用重量比为1：(1-3)的二苯甲酮和1-羟基环已基苯基酮作为光引发剂使得得到的uv光油粒径均一，产品的透明性好，且该原料易得，价格低廉，显著降低了成本，提高了经济效益。
39.(2)本技术中使用二丙二醇二丙烯酸酯解决了粘度为30000-40000mpa.s的聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯带来的加工性差，uv光油差的问题，此外二丙二醇二丙烯酸酯，不仅降低了辐射剂量，在220v辐照下即可达到较好的成膜耐磨性。
40.(3)本技术中粘度为30000-40000mpa.s的聚酯丙烯酸酯和官能度为9的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯能够相互促进，显著提高了bopp薄膜的附着力，同时在丙烯酸改性有机硅树脂的作用下，提高了固化膜的光泽度和丰满度。
41.(4)当溶剂为重量比为(6-35)：(0.5-8)：1的二甲苯、醋酸丁酯和异丙醇时，可以解决本技术中uv光油在高低温时溶液结块的问题，显著提高了uv光油的环境耐受性，同时提高了涂膜的平整性。
42.(5)本技术牌号为byk346的聚醚改性聚二甲基硅氧烷时，可以显著降低本技术中由于较高的搅拌速率导致的泡沫性的问题，同时重量比为(6-35)：(0.5-8)：1的二甲苯、醋酸丁酯和异丙醇以及特定含量的二丙二醇二丙烯酸酯可以避免byk346带来的爽滑性差的问题。
43.(6)此外，本技术中各个制备原料能够相互配合协调，得到的耐黄变耐磨uv光油综合性能高，成本较低，生产简单，十分容易工业化，且本技术中丙烯酸改性有机硅树脂使得固化膜具有良好的耐化学品性和较高的机械强度，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯显著提高uv光油的耐黄变性能，防止光油变色，聚酯丙烯酸酯和脂肪族聚氨酯丙烯酸酯复配在提高附着力的基础上，减少了固化体积收缩而引起的附着力变差的问题。此外，聚醚改性聚二甲基硅氧烷的加入，降低了体系的表面张力，不仅促进了流平，增进底材的润湿性，防止缩孔，具有一定的增进滑爽性和光泽度，同时对于光油的消泡也起到改善作用。
具体实施方式
44.以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
45.实施例
46.实施例1
47.一种耐黄变耐磨uv光油，按重量份计，制备原料如下：
48.二苯甲酮1份，1-羟基环已基苯基酮2份，二丙二醇二丙烯酸酯30份，聚酯丙烯酸酯9份，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯15份，丙烯酸改性有机硅树脂5.7份，醋酸丁酯5份，异丙醇2份，二甲苯30份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.3份。
49.所述聚酯丙烯酸酯的牌号为sfd-3202，购自苏州森菲达公司，在25℃的粘度为30000-40000mpa.s。
50.所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯的牌号为ebecryl 8602，购自安康湛新，官能度为9。
51.所述丙烯酸改性有机硅树脂的牌号为sh024，购自湖北新四海化工股份有限公司，固含量为48-51wt％。
52.所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷的牌号为byk346，购自毕克公司。
53.耐黄变耐磨uv光油的制备方法具体如下：
54.在避免日光和紫外光照射下，缓慢将二苯甲酮、1-羟基环已基苯基酮、二丙二醇二丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸改性有机硅树脂、醋酸丁酯、异丙醇、二甲苯、聚醚改性聚二甲基硅氧烷依次加入搅拌缸中，保持温度在30℃，搅拌速度为每分钟500转，搅拌至无引发剂颗粒且均匀后冷却、过滤放料，得到无色或淡黄色透明的uv光油产品。
55.实施例2
56.一种耐黄变耐磨uv光油，按重量份计，制备原料如下：
57.二苯甲酮1份，1-羟基环已基苯基酮2份，二丙二醇二丙烯酸酯27份，聚酯丙烯酸酯9份，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯17份，丙烯酸改性有机硅树脂6.7份，醋酸丁酯5份，异丙醇2份，二甲苯30份，聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.3份。
58.聚酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸改性有机硅树脂同实施例1。
59.耐黄变耐磨uv光油的制备方法同实施例1。
60.实施例3
61.一种耐黄变耐磨uv光油，同实施例1，不同之处在于，无脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。
62.耐黄变耐磨uv光油的制备方法同实施例1。
63.性能评估
64.分别将实施例1-3得到的uv光油涂覆在bopp膜上，经220v汞灯紫外光照射下进行固化，固化时间为2分钟，测试固化膜的外观丰满度、耐磨性、耐黄变性。
65.丰满度：在光线明朗的地方，观察固化膜：有立体感，光亮，像镜子般平整为丰满度记为优秀；立体感不强，流平一般，丰满度记为合格；固化膜起皱，光泽不强，有点失光的，丰满度记为差。
66.耐磨性：使用taber耐磨机，60r/min转速，当出现刮痕时记录转数。
67.耐黄变：将涂膜样品剪出相同面积大小，放到紫外线老化试验箱内，连续光照10h，使用色差仪对比光照前后色差。
68.光泽度：使用光泽度仪，校准后将仪器测试口贴合被测物体表面，多次测量求平均值。
69.表1
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