制備UV絲網印刷油墨及性能分析

摘 要：文章主要針對UV絲網印刷所使用的油墨的制備進行了分析，并研究了油墨所使用的原料的種類以及含量對油墨的影響進行了研究，從而確定活性稀釋劑、預聚物以及顏料和光引發劑等對附著力、固化時間、柔韌性和附著力、耐溶劑性等的影響進行了具體的研究。證明，UV油墨性能會受到符合預聚物體系（聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯）的影響，當綠色顏料質量分數為4%，活性稀釋劑質量分數為33%、預聚物體系質量分數為51%時，UV油墨性能是最好的。

關鍵詞：預聚物；制備；UV絲網印刷油墨；性能

傳統溶劑油墨在環保性上相對較差，并且性能以及節能性相對較差，而UV油墨性能較之于傳統油墨相對較為優良。傳統油墨大多使用有機溶劑，其粘度會受到環境條件的影響，若環境條件發生改變，則油墨粘度會隨之變化，但UV油墨粘度則不會；另外在固化時間上，UV油墨相對較短，且使用UV油墨的印刷品具有更好的物理化學性能，光澤度更高，因此UV油墨比傳統油墨性能更高。所以，現代絲網印刷中UV油墨的使用范圍越來越光，市場前景廣闊。

文章便針對UV油墨制備過程中，其原料以及其他助劑含量對其性能的影響進行了分析，分別探討了不同物質對UV綠色油墨性能的影響。

1 實驗

1.1 樣品制備

按照一定的比例以此將一定量的預聚物、活性稀釋劑放入燒杯中，并按次序分別加入消泡劑、偶聯劑，同時還需要嫁入石蠟以及分散劑用于調整油墨性能，并按照實驗要求將混合物均勻攪拌十分鐘。繼而嫁入適量的顏料高速攪拌，使得綠色顏料可以均勻分散，并在避光的環境中加入光引發劑，繼續攪拌十分鐘，UV油墨樣品制備完全。

1.2 性能測試以及結構表征

1.2.1 固化速度的評價。表面固化速度可以通過指壓法進行測試，即用手指對墨膜表面進行輕壓，若表面光滑不粘手，則表示油墨完全固化。而油墨底層固化速度則是通過指摳法進行測試，即使用指甲對墨膜進行輕摳，若不會出現脫落以及露底現象則表示油墨完全固化。

1.2.2 附著力測試和耐容劑性測試。而針對UV油墨的附著力測試則要依照GB/T9286-1998標準進行。針對耐溶性則是依照QB568-1983進行檢測，則評定等級如表1所示。

表1 耐溶劑性等級評定標準

1.2.3 結構表征方式。紅外光譜法是表征UV油墨結構特征最常用的方式。

2 結果討論

UV油墨的組成主要是光引發劑、預聚物以及活性稀釋劑和其他助劑。預聚物含量適當可以減少油墨固化時的收縮提及，是的油墨具有更強的附著力。但是活性稀釋劑也具有一定的收縮性，在固化過程中也會存在提及的收縮，因此活性稀釋劑收縮率若小，則附著力必然會有所提高。同時，如果選擇滲透性強的活性稀釋劑，則油墨分子在固化過程中同表面基材的作用便會越強。而固化時間則更多的會受到光引發劑的影響。以下便針對各種物質含量對UV油墨性能影響進行了詳細的分析。

2.1 預聚物的影響。UV油墨主要組成成分便是預聚物，預聚物的含量會對油墨的附著力、耐折性以及固化速率起到關鍵作用。而預聚物主要由舉止丙烯酸樹脂、氯化聚氨酯丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂和環氧丙烯酸樹脂組成，因而這些物質含量是預聚物影響力的主要研究對象，下面便有目的的對預聚體進行了研究。

UV油墨具有良好的耐溶劑性，檢測到固化后油墨的耐溶劑性都達到了5級，說明以上組分作為UV油墨的預聚體，固化后有很好的耐溶劑性。

環氧丙烯酸樹脂的特點是硬度高，耐化學性好，但柔性比較差，抗張強度高，聚氨酯丙烯酸樹脂和聚酯丙烯酸樹脂的固化速度快，韌性和耐化學性優良。6種UV油墨中，當預聚物體系僅為環氧丙烯酸樹脂時附著力最差，聚氨酯丙烯酸樹脂與聚酯丙烯酸樹脂組成復合預聚物體系后，固化后的油墨附著力有所提高，用聚酯丙烯酸樹脂代替環氧丙烯酸樹脂與聚氨酯丙烯酸樹脂組成預聚物體系后，油墨的附著力達到最佳。

通過實驗結果可以分析出，環氧丙烯酸酯具有較高的脆性，柔韌性較差，相對比而言聚氨酯丙烯酸酯的柔韌性下個對較高，且附著力以及耐溶性較強。使用上述兩種物質混合的預聚物制備油墨，油墨的柔韌性會受到聚氨丙烯酸酯含量的影響，但是柔韌性始終無法達到最佳，且附著力受到環氧丙烯酸酯的影響不高。通過多次的實驗最終都未能獲得最佳的附著力、柔韌性。而將環氧丙烯酸酯替換成為聚酯丙烯酸酯后，油墨的附著力以及柔韌性得到了很大的提高，并且也沒有影響到耐化學溶劑性，因此可以確定UV油墨預聚物復合體系選擇聚氨酯丙烯酸酯同聚酯丙烯酸酯構成效果最佳。

2.2 顏料的影響。UV油墨中可以吸收紫外光的有光引發劑和油墨，因此顏料也會影響油墨的性能。如果顏料含量增多，那么就會同光引發劑同時競爭紫外光，因此油墨的固化時間便會受到影響，這是因為光引發劑含量不變，如果油墨含量增加，那么顏料對紫外光的吸收量便會增大，換言之，能夠被光引發劑吸收的紫外光便會減少，因此固化速率就會降低。因此顏料的含量便會影響油墨的固化速率。但是如果顏料含量過少雖然固化速率有所提升，但是基材覆蓋率會相應的變差，影響油墨的使用效果。

2.3 活性稀釋劑的影響。UV油墨中的活性稀釋劑有兩種作用：首先，起到稀釋油墨的作用； 其次，參與反應成為固化后聚合物的組成部分?？梢钥闯鯤DDA的含量越大，油墨的固化速率就越慢，當HDDA質量分數為27%時，雖然固化速率高，但油墨的黏度太大，影響印刷效果；如果HDDA過高就會使固化速率太低，滿足不了高速印刷的需求。

在HDDA中加入不同量的TPGDA組成復合稀釋劑體系，不同比例的活性單體對附著力也會產生一定影響，當TPGDA與HDDA質量比超過13：18后固化速率明顯降低，而且附著力也變差。由TPGDA和HDDA組成的混合單體體系中，mTPGDA：mHDDA=13：18，活性稀釋劑質量分數（總含量）為31%時，為最佳含量，但是相對于只有HDDA作為活性單體的油墨來說，混合單體體系的固化速率要慢很多。因此，復合體系與單一組分單體相比，選擇單一的HDDA作為油墨的活性單體最優。

2.4 光引發劑的影響。光引發劑對于油墨來說十分重要，因為光引發劑的含量會直接對油墨的固化速率造成影響。尤其是對有色油墨，不同顏料會對紫外線有著不同程度的吸收，大部分顏料存在一定可透射區，即在可見光范圍、部分UV的顏料透過創口。顏料不會對UV輻射大量吸收，但是引發劑卻會吸收大量的UV輻射，因此光引發劑的選擇需要依照顏料透過窗口進行選擇。若選擇了不適宜的光引發劑，則會對油墨的固化效果以及速率造成影響，嚴重的可能會造成油墨無法固化。另外絲網印刷所使用的油墨厚度相對較大，如果光引發劑選擇不當，那么會對油墨的性能造成影響。

3 結束語

UV油墨中若使用聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯作為預聚物組成原料，則會獲得附著力以及耐折性相對較高的UV油墨，Darocurel173是UV油墨最佳的光引發體系。另外，在綠色油墨中，使用51%的預聚體（聚氨酯丙烯酸酯：聚酯丙烯酸酯=1：4）、7%的Darocurel 173，4%的綠色顏料、5%的其他助劑可以獲得性能最佳的綠色UV油墨。

參考文獻

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