?UV固化喷墨墨水是近几年市场需求快速增长的产品,它的应用伸手可及,我们天天看到的室外大幅彩色喷绘广告,高速彩印以及人民币的印刷油墨等都有采用UV固化墨水。
? 这里的所谓UV喷墨墨水,其实不含水,只是粘度很低,象水一样粘度的UV感光固化油墨。
? 本人精通有机化学,也精通UV光化学,因此超级储能导电材料的合成中也大量应用UV光化学合成技术。相对而言,同样应用UV光化学技术,开发UV固化喷墨墨水的技术难度要小很多。
?要做到100%无挥发的UV固化喷墨墨水有以下几部分组成:
(1)低粘度感光丙烯酸树脂:??? 20~30%
(2)甲基丙烯酸稀释活性单体:? 相比丙烯酸活性稀释单体储存更稳定长久。
(3)光引发剂??? 国内已经大量生产,如TPO,能高速固化。
(4)抗氧阻单体
(5)活性颜料浆:?用特殊活性单体配伍稀释,将分散剂和颜料一起研磨的色浆。首选采用N-乙烯基吡咯烷酮做研磨溶剂,性质稳定,聚合收缩率很小。
?其中,低粘度感光丙烯酸树脂的合成是最关键的技术。国内现在商品供应的那些丙烯酸齐聚物,性能不稳定,难以做出稳定良好的喷墨墨水。主要的问题如下:
(1)粘度变化很大:?
(2)烯键含量不均匀,聚合固化速度差异太大。
(3)储存不稳定,储存寿命太短,在添加颜料以后,丙烯酸酯键储存中很容易聚合。
UV固化喷墨墨水或高速彩印油墨是一个很大的市场,国内长期被大日本油墨等企业的进口品占领。按国内喷绘UV固化墨水市场情况:
?UV固化彩色墨水单价:?? 50~200万元/吨
?国内年用量:?????????? ≥1500吨/年???
这是一个≥10亿元以上不断增长的产品市场,随着单价的逐步降低,用量还会大幅增长。按照低粘度感光丙烯酸树脂占配方量30%wt计算,需求量≥400吨/年。
? 按照UV固化墨水的使用要求来研发墨水配方,需要满足如下的性能:
(1)固化速度:?? 0.2~1.0s,解决氧气阻聚
(2)附着力????? 比较容易解决
(3)柔韧性:??? 在柔性布料上不会剥落,柔韧性较好
(4)收缩率: ?由于固化墨层很薄,UV固化时的收缩应力影响不大
(5)不变色:? 不能使用含有TDI制备的聚氨酯活性树脂,太阳暴晒就会变色。?
(6)良好耐候性:? 雨水冲洗浸泡和阳光暴晒在5~6月内不会剥落褪色。因此避免使用含醚键的活性稀释单体和低粘度感光丙烯酸树脂,醚键在室外3~4月暴晒就会断裂导致褪色剥落。
(7)粘度:? 10~30mPa*s? 非常容易喷雾打印,配方中不能含有氨酯键,因为氨酯键粘度超级大,即使大量活性单体稀释也难以降到如此低粘度。
(8)气味低: 不能使用低沸点的活性稀释剂。
? UV固化墨水的技术核心是合成一种分子量在1000~1500的低粘度感光丙烯酸树脂,达到如下的性能:
? 含量:?????? 100%
? 粘度:?????? 2000~3000mPa*s
? 固化收缩率:?≤10%
? 主体结构:? 不含醚键,氨酯键
这种低粘度感光丙烯酸树脂的合成,类似我以前研发合成的超高固体份羟基丙烯酸树脂,将羟基接上甲基丙烯酸酯基就可以l。详细可以见我的博客:
1:有机合成的更高境界4
2:《涂料工业》 2000,12
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