組成UV油墨的成份及其作用

發(fā)布日期：2020-04-11 作者：點(diǎn)擊：

組成UV油墨的成份及其作用

UV油墨的主要成分是聚合性預(yù)聚物、感光性單體、光引發(fā)劑、輔助成分是著色顏料、填料、添加劑（流平劑、阻聚劑）等。

聚合性預(yù)聚物

聚合性預(yù)聚物是決定UV光油涂層性能的重要成分，是UV油墨中的最基本成分，是成膜物質(zhì)，性能對固化過程和固化后墨膜的性質(zhì)起著重要作用。一般根據(jù)骨架結(jié)構(gòu)來分類。骨架結(jié)構(gòu)影響涂層硬度、耐摩擦性、附著性、耐光性、耐化學(xué)品性和耐水性等。

預(yù)聚物從結(jié)構(gòu)上看，齊聚物都為含有“C＝C”不飽和雙鍵的低分子樹脂，如含有丙烯酸?；?、甲基丙稀酰基、乙烯基、烯丙基等等。主要有環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚酯丙烯酸酯樹脂、聚醚丙烯酸樹脂、聚丙烯酸丙酯、不飽和聚酯樹脂等幾種樹脂類型。而在同樣的條件下，光固化速度丙烯?；羁?，故齊聚物大都為丙烯酸樹脂。

感光性單體（活性稀釋劑）

UV油墨和UV光油在涂布時(shí)需要有適應(yīng)涂布機(jī)的粘度，一般是通過添加20％～80％的單體來降低預(yù)聚物的粘度，同時(shí)單體自身發(fā)生聚合，成為固化膜的一部分。

活性稀釋劑也叫交聯(lián)單體，是一種功能性單體，其在油墨中的作用是調(diào)節(jié)油墨的粘度、固化速度和固化膜性能?；钚韵♂寗┙Y(jié)構(gòu)上也含“C＝C”不飽和雙鍵，可以是丙烯?；?、甲基丙稀?；⒁蚁┗拖┍?。鑒于丙烯酰基光固速度最快，因此目前使用的活性稀釋劑大多是丙烯酸酯類單體。由于含有丙烯酰基的數(shù)量不同，可分為單官能團(tuán)、雙官能團(tuán)三類，各類官能團(tuán)活性稀釋劑的釋放效果和固化速度都不同。一般來說，官能度愈多，固化速度愈快，但稀釋效果愈差。

傳統(tǒng)的活性稀釋劑，如苯乙烯、第一代丙烯酸酯單體等，他們的毒性很強(qiáng)，有些丙烯酸酯類單體對皮膚有很強(qiáng)烈的刺激作用。為了減少活性稀釋劑對皮膚的刺激性，通常有兩種方法：一是采用環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷和已酯開環(huán)聚合增加單體分子量；二是改變單體酯基結(jié)構(gòu)；還有一種就是改變以前使用醇酯化方法。在采用醇加成到丙烯?；?，使多官能度單體皮膚刺激性大大降低，如新戊二醇二丙烯酸酯采用酯化合成時(shí)，PH值（皮膚刺激性指數(shù)）為4.96，而采用加成法合成時(shí)，PH值降為0.3。

最近，開發(fā)出了一些性能很好的單體，如：烷氧基丙烯酸酯、碳酸單丙烯酸酯、咪唑基單丙烯酸酯、環(huán)碳酸酯單丙烯酸酯、環(huán)氧硅酮單體、硅酮類丙烯酸酯以及乙烯基醚類單體等。選擇單體時(shí)，要遵循以下原則：

a、粘度低，稀釋效果好；

b、固化快；

c、在材料上有良好的附著性；

d、對皮膚刺激性小，毒性??；

e、在涂層中不留氣味。

光引發(fā)劑

光引發(fā)劑是能吸收輻射能，經(jīng)過化學(xué)變化產(chǎn)生具有引發(fā)劑聚合能力的活性中間體的物質(zhì)，也是任何UV固化體系都需要的主要成分。光引發(fā)劑可分為奪氫型和裂解型；奪氫型是需要和一含活潑氫的化合物（一般稱助引發(fā)劑）相配合，通過奪氫反應(yīng)，形成自由基，是雙分子光引發(fā)劑；裂解型是光引發(fā)劑受激光發(fā)后，分子內(nèi)分解為自由基，是單分子光引發(fā)劑。

（1）奪氫型：以二甲苯酮（BP）為例，單獨(dú)使用二苯甲酮時(shí)，不能使烯類單體進(jìn)行光聚合，要其成為光引發(fā)劑需求是不同的。其反應(yīng)機(jī)理是不同的烷基和芳基，從醇和醚中提取氫原子時(shí)，氧氣很容易淬滅激發(fā)態(tài)的二苯甲酮。而從胺中提取氫原子時(shí)，由于酮形成激發(fā)態(tài)后馬上與胺形成激發(fā)態(tài)的絡(luò)合物，避免了向氧分子的能量轉(zhuǎn)移，所以胺體系不易為氧氣淬滅，與醇醚體系相比，也減少了向單體發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的可能型。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用胺體系。除二苯甲酮外，這類光引發(fā)劑還有蒽醌類合硫雜蒽酮類，如常用于UV油墨中的有2－異丙基硫雜蒽酮。

（2）裂解型：以安息香醚類為例，安息香醚曾是實(shí)際應(yīng)用最廣的一種光引發(fā)劑，其特點(diǎn)是激發(fā)態(tài)克直接分解成兩會總自由基。生成的游離基都可以引發(fā)單體聚合。安息香醚的激發(fā)態(tài)壽命短，不易為氧氣淬滅，也不能為苯乙烯所淬滅，所以可用于苯乙烯的聚合。但安息香醚即使不見光也有不同程度的熱分解，貯存穩(wěn)定性不好，一般要加穩(wěn)定劑和阻聚劑，目前常用的是安息二甲香醚。

選擇光引發(fā)劑應(yīng)遵循的原則：

a、對UV范圍的光量吸收效率高；

b、相對穩(wěn)定性好；

c、成本低。

其他助劑

助劑主要是用來改善油墨的性能，UV油墨中常用的助劑有穩(wěn)定劑、流平劑、消泡劑、分散劑、蠟等。

（1）穩(wěn)定劑：穩(wěn)定劑是用來減少存放時(shí)發(fā)生熱聚合，提高油墨儲存穩(wěn)定性。常用對苯二酚、對甲氧基苯酚、對苯醌、2，6－二叔丁基甲苯酚等。

（2）流平劑：流平劑是用來改善油墨層的流平性，防止縮孔的產(chǎn)生，使墨膜表面平整，同時(shí)也增加了油墨印刷的光澤度。

（3）消泡劑：消泡劑是用來改善油墨層的流平性，防止縮孔的產(chǎn)生，使墨膜表面平整，同時(shí)也增加了油墨印刷的光澤度。

（4）分散劑：分散劑能使油墨中的顏料于連結(jié)料很好低潤濕，使顏料在油墨中有很好的分散性，縮短油墨制造時(shí)的研磨時(shí)間；降低顏料的吸油量，以制造高濃度的油墨；防止油墨中顏料顆粒的凝聚合沉淀。分散劑一般是表面活性劑。

（5）蠟：蠟主要作用是改變油墨的流變性、改善抗水性合印刷性能（如調(diào)節(jié)粘性），減少蹭臟、拉紙毛等弊病，并可在干燥后的墨膜表面形成一光滑的蠟?zāi)ざ岣哂∷⑵返哪湍バ缘?。在UV油墨中，蠟還起阻隔空氣，減少氧阻聚作用，有利于表面固化。但在油墨中加入過量的蠟和選錯(cuò)蠟的品種，會降低油墨的光澤，破壞油墨轉(zhuǎn)移性能，延長干燥時(shí)間。