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抗紫外线、抗黄变

光固化(UV)油墨的主要成分及其功能介绍


      光固化(UV)油墨是一种节能环保性产品,近几年发展迅速。其主要成分包括聚合性预聚物、活性单体(活性稀释剂)、光引发剂、颜料填料、其他添加剂(流平剂、阻聚剂、附着力促进剂)等。本文分别介绍下这些成分的功能。

      一、聚合性预聚物。

      它是UV油墨的成膜物质,是决定膜层性能的基本成分,对固化过程和固化后墨膜的性质起着重要作用。一般根据分子结构来分类,分子结构影响涂层硬度、耐摩擦性、附着性、耐光性、耐化学品性和耐水性等。

  预聚物从结构上看,齐聚物都为含有 “C=C” 不饱和双键的低分子树脂,主要有环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、聚醚丙烯酸树脂、聚丙烯酸丙酯、不饱和聚酯树脂等几种树脂类型。而在同样的条件下,光固化速度丙烯酰基最快,故齐聚物大都为丙烯酸树脂。

      二、活性单体(活性稀释剂)。

  UV油墨在涂布施工时需要有适应的粘度,一般是通过添加20%~80%的活性单体来降低预聚物的粘度,固化时单体自身也发生聚合,成为固化膜的一部分。活性稀释剂也叫交联单体,是一种功能性单体,其在油墨中的作用是调节油墨的粘度、固化速度和固化膜性能。活性稀释剂结构上也含“ C=C ”不饱和双键,可以是丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基和烯丙基。丙烯酰基光固速度快,因此目前使用的活性稀释剂大多是丙烯酸酯类单体。根据含有丙烯酰基的数量不同,可分为单官能团、双官能团三类,各类官能团活性稀释剂的释放效果和固化速度都不同。一般来说,官能度愈多,固化速度愈快,但稀释效果愈差。

  传统的活性稀释剂,如苯乙烯、第一代丙烯酸酯单体等,他们的毒性很强,有些丙烯酸酯类单体对皮肤有很强烈的刺激作用。为了减少活性稀释剂对皮肤的刺激性,通常有两种方法,一是采用环氧乙烷、环氧丙烷和已酯开环聚合增加单体分子量;二是改变单体酯基结构;三是改变以前使用醇酯化方法,在采用醇加成到丙烯酰基上,使多官能度单体皮肤刺激性大大降低,如新戊二醇二丙烯酸酯采用酯化合成时,PH值(皮肤刺激性指数)为4.96,而采用加成法合成时,PH值降为0.3。最近,开发出了一些性能很好的单体,如:烷氧基丙烯酸酯、碳酸单丙烯酸酯、咪唑基单丙烯酸酯、环碳酸酯单丙烯酸酯、环氧硅酮单体、硅酮类丙烯酸酯以及乙烯基醚类单体等。

      选择单体时,要遵循以下原则:

  1、粘度低,稀释效果好,固化快;

  2、对涂覆材料有良好的附着性;

  3、对皮肤刺激性小,毒性小,在膜层中不留气味。

       三、光引发剂。

  光引发剂是能吸收紫外线辐射能并产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质,是任何UV固化体系都需要的主要成分之一。光引发剂可分为夺氢型和裂解型,夺氢型是需要和含活泼氢的化合物(一般称助引发剂)相配合,通过夺氢反应,形成自由基,是双分子光引发剂;裂解型是光引发剂受激光发后,分子内分解为自由基,是单分子光引发剂。选择光引发剂应遵循的原则如下。

  1、对UV范围的光量吸收效率高;

  2、相对稳定性好、成本低。

      四、其他助剂。助剂主要是用来改善油墨的性能,UV油墨中常用的助剂有稳定剂、流平剂、消泡剂、分散剂、蜡等。

  1、稳定剂:稳定剂是用来减少存放时发生热聚合,提高油墨储存稳定性。常用对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6-二叔丁基甲苯酚等;

  2、流平剂:改善油墨层的流平性,防止缩孔的产生,使墨膜表面平整,增加油墨印刷的光泽度;

  3、消泡剂:消除成膜过程的气泡,获得平整的膜层。

  4、分散剂:使颜填料在油墨中有很好的分散性,缩短油墨生产时的研磨时间;降低颜料的吸油量,以制造高浓度的油墨;防止油墨中颜料颗粒的凝聚合沉淀。

  5、蜡:蜡类助剂主要是改变油墨的流变性、改善抗水性和印刷性能(如调节粘性),减少蹭脏、拉毛等弊病,并可在干燥后的墨膜表面形成光滑的蜡膜,提高印刷品的耐磨性。在UV油墨中,蜡还起阻隔空气,减少氧阻聚作用,有利于表面固化。


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