[发明专利]环保节能的LED光固化油墨及其应用

说明书

本发明提供了一种环保节能的LED光固化油墨，按质量百分比计，包括颜料15～22％、光引发剂10～20％、油墨预聚物55～70％和引发单体5～15％。通过自主合成的支化度为0.68～0.72的超支化聚氨酯丙烯酸酯，提高了该油墨聚合物的双键含量与固化速度，具有黏度低，固化快，减少了油墨配方设计中光引发剂和引发单体的用量，从而减少光引发剂的迁移和残留，降低了对LED输出功率的要求，降低了企业油墨固化时的能耗，环保节能，有利于在行业推广应用。同时，本发明还提供了该LED光固化油墨的一种应用方式。

技术领域

本发明属于油墨技术领域，具体涉及一种LED光固化油墨及其应用。

背景技术

紫外光(UV)固化是辐射固化中应用最广泛的一类固化技术，兴起于上世纪60年代，德国拜耳公司率先使用不饱和树脂与安息香酸的紫外光固化体系制成了商业化产品，开发了第一代紫外光固化涂料，我国于上世纪90年以后得以迅速发展。其是在紫外光的照射作用下，引发单体、低聚物、感光剂的混合物发生化学反应，实现液态或者半液态向固态转化的交联固化技术，该技术具有固化速度快、生产效率高、节省能源、污染小等优点，是环境友好型技术。被广泛应用于印刷、包装、广告、建材、医用、电子、通讯、汽车、航空航天、仪器仪表等各行各业。

目前的UV-LED光固化技术，波长位于400nm以下，常用的波长有365nm、385nm和295nm。而根据紫外线LED(即UV-LED)发光原理及其固化效率，LED工作时，能带被激发，一部分转化成热量散失，另外一部分转化为光固化所需要的光能量。对于光固化油墨而言，波长越低，其光频率越高，在相同电功率下转换成热散失的能量也就越多。一般，在1W的电功率下，365nm、385nm和395nm波长的光进行固化，其光功率分别约为0.35W、0.45W和0.55W。因此，采用长波长的LED光进行固化，显然对提高油墨的固化效率，降低成本有极大的好处。

但是，现有技术中，受制于油墨本身的材料组成及配方设计，目前的UV-LED光固化技术采用紫外光进行固化，其波长在400nm以下，通过高频率、高能量的波长，来促使油墨中的组分在极短的时间内发生光化学反应后发生固化，一般几分钟即可。由于400nm以上的波长的光波，其能量随着波长的增加逐渐下降，虽然其具有较高的光转换功率，但是当采用400nm以上的波长进行固化时，固化时间将显著增加，一般需要2-3小时，这导致企业的生产效率严重下降，因而不能采用400nm以上波长进行固化。

如专利CN201110446785.1公开了一种紫外光固化油墨及其制备方法，组分包括：甲基丙烯酸异冰片酯、2-羟基丙烯酸树脂、1-羟基环己基苯基丙酮、香精微胶囊、颜料和醇酸树脂。其采用UV-LED进行光固化。亦如专利CN201110219774.X公开的一种紫外光固化油墨及其制备方法，其采用UV-LED进行光固化。CN201410759351.0中公开的一种紫外光固化油墨，该紫外光固化油墨所述组分按以下重量比分：脂肪族改性环氧丙烯酸树脂15～27份；二丙二醇二丙烯酸酯23～30份；染料2～11份；光引发剂5～10份；促进剂2～12份；环氧丙烯酸树脂10～19份；1.6-己二醇二丙烯酸酯8～17份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2～10份；消泡剂3～10份。本发明的目的是提供一种固化速度快、粘附性强的紫外光固化油墨。CN201310727212.5公开的一种光固化油墨，该油墨所述原料按重量份配比：纯丙烯酸酯30-60份，2-异丙基硫杂蒽酮5-8份，4-苯基二苯甲酮4-6份，二丙二醇二丙烯酸酯30-32份，颜料8-12份，助剂2-5份。本发明的目的是在于提供一种装饰效果美观，性能理想的光固化油墨。其虽称为光固化油墨，但从背景技术的描述以及说明书记载的内容来看，看不出任何与非UV-LED固化的技术方案或者技术启示，其依然采用的是UV-LED光固化技术。

综上所述，提供一种更高光转换功率并且具有合适的光固化效率的油墨是企业所迫切需要的，这对于降低其能耗成本具有重大的改进意义。

发明内容