CN110669437A - 一种松香改性树脂及其制备方法与uv胶印油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种松香改性树脂及其制备方法与UV胶印油墨。所述松香改性树脂，按重量份计，包括以下组分的原料制备得到：松香改性树脂基料100份；铝螯合物2～5份。相比其他类型树脂，本发明所述松香改性树脂具有高粘度低粘性的特点，从而为UV胶印油墨提供良好的身骨。
Description
技术领域
本发明涉及光固化材料领域，尤其涉及一种松香改性树脂及其制备方法与UV胶印油墨。
背景技术
胶印树脂是指应用于制备胶印油墨的连接料，其在油墨配方中占比率最大，决定了油墨的各项性能。目前市场上有聚酯丙烯酸酯树脂、改性环氧树脂以及一些惰性树脂，都可作为主体树脂应用于油墨。但这些类型树脂都存在相应的缺陷，其中聚酯丙烯酸酯树脂存在反应活性一般、飞墨严重的问题，改性环氧树脂存在乳化严重影响水墨平衡等问题。可见，现有胶印树脂存在相应的缺陷，限制了性能更好的墨性油墨的制备。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种松香改性树脂及其制备方法与UV胶印油墨，旨在解决现有胶印树脂存在相应的缺陷，限制了UV胶印油墨的性能。
一种松香改性树脂，其中，按重量份计，包括以下组分的原料制备得到：
松香改性树脂基料 100份；
铝螯合物 2～5份。
所述的松香改性树脂，其中，按重量份计，所述松香改性树脂基料包括以下组分的原料制备得到：
所述的松香改性树脂，其中，所述共轭多元酸为顺丁烯二酸、反丁烯二酸中的一种或多种，所述共轭多元酸酐为顺丁烯二酸酐。
所述的松香改性树脂，其中，所述多元醇为新戊二醇、乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种。
所述的松香改性树脂，其中，所述脂肪酸为桐油酸、亚麻油酸、大豆油酸、油酸、硬脂酸、妥尔油脂肪酸中的一种或多种。
所述的松香改性树脂，其中，所述抗氧剂为二特丁基对苯二酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二丁基羟基甲苯、三壬基苯基亚磷酸酯中的一种或多种。
所述的松香改性树脂，其中，所述催化剂为有机锡催化剂、钛酸丁酯、对甲基苯磺酸、甲基磺酸中的一种或多种。
所述的松香改性树脂，其中，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油化丙烯酸酯中的一种或多种。
一种如上所述的松香改性树脂的制备方法，其中，包括步骤：
将熔融状态的松香投入反应釜升温至140～200℃；
加入共轭多元酸和/或共轭多元酸酐、多元醇、脂肪酸、抗氧剂、催化剂，保温20～40分钟，再升温到250～290℃保温；
加入丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应；
加入铝螯合物，得到松香改性树脂。
一种UV胶印油墨，其中，包含如上所述的松香改性树脂。
有益效果：本发明所述松香改性树脂，能够用作UV胶印油墨的主体树脂。相比其他类型树脂，本发明所述松香改性树脂具有高粘度低粘性的特点，从而为UV胶印油墨提供良好的身骨。
具体实施方式
本发明提供一种松香改性树脂及其制备方法与UV胶印油墨，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种松香改性树脂，其中，按重量份计，包括以下组分的原料制备得到：
松香改性树脂基料 100份；
铝螯合物 2～5份。
本发明中所述松香改性树脂基料是一种包含有松香或改性松香的树脂基料。所述松香是一种含有羧基的松脂，其分子式为C19H29 COOH。本发明所述铝螯合物为有机铝型螯合物，如酰氧化铝、烷氧基化铝等，具体地所述铝螯合物可以是为二仲丁氧基乙酰乙酸铝、二异氧基乙酰乙酸铝、正丁氧基铝、叔丁氧基铝中的一种或多种，所述铝螯合物也可以直接是市售的有机铝型络合物X-110。本发明是通过铝螯合物与松香改性树脂基料中的羧基或羟基反应形成增稠结构，使所述松香改性树脂具有高粘度低粘性的特点。
本发明所述松香改性树脂，能够用作UV胶印油墨的主体树脂。相比其他类型树脂，本发明所述松香改性树脂具有高粘度低粘性的特点，从而为UV胶印油墨提供良好的身骨，以及使UV胶印油墨具有印刷转移性好、高光泽、低飞墨、低乳化(水墨平衡佳)、附着优异等综合性能。
本发明所述的松香改性树脂中，按重量份计，所述松香改性树脂基料包括以下组分的原料制备得到：
本发明所述松香改性树脂基料中的松香、共轭多元酸和/或共轭多元酸酐、多元醇、脂肪酸等均可以与所述铝螯合物反应形成增稠结构，从而进一步使所制备得到的松香改性树脂具有高粘度低粘性的特性更为显著。
本发明所述共轭多元酸和所述共轭多元酸酐的结构式中是含有在碳碳双键的两端连接有至少一个羰基的分子结构。具体地，所述共轭多元酸为顺丁烯二酸、反丁烯二酸中的一种或多种，所述共轭多元酸酐为顺丁烯二酸酐。
本发明所述多元醇可以是二元醇、三元醇等，具体地，所述多元醇为新戊二醇、乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种。
本发明所述脂肪酸为桐油酸、亚麻油酸、大豆油酸、油酸、硬脂酸、妥尔油脂肪酸中的一种或多种。
本发明所述抗氧剂为二特丁基对苯二酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二丁基羟基甲苯、三壬基苯基亚磷酸酯中的一种或多种。其中，所述二特丁基对苯二酚，简称DTBHQ，属于无毒级物质，不影响树脂的物化性质；所述四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，简称1010，为白色结晶粉末，化学性状稳定，不着色，不污染，无毒，是一种的优秀抗氧剂；二丁基羟基甲苯，简称BHT，稳定性高，抗氧化能力强；所述三壬基苯基亚磷酸酯，简称TNPP，为一种非污染性耐热抗氧化防老剂。
本发明所述催化剂为有机锡催化剂、钛酸丁酯、对甲基苯磺酸、甲基磺酸中的一种或多种。
本发明所述丙烯酸酯单体可以是单官能基丙烯酸酯或多官能基丙烯酸酯，具体地，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(简称：EM2380)、甘油化丙烯酸酯(简称：OTA-480)中的一种或多种。
进一步地，本发明提供一种如上所述的松香改性树脂的制备方法，其中，包括步骤：
A、将熔融状态的松香投入反应釜升温至140～200℃；
B、加入共轭多元酸和/或共轭多元酸酐、多元醇、脂肪酸、抗氧剂、催化剂，保温20～40分钟，再升温到250～290℃保温；
C、加入丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应；
D、加入铝螯合物，得到松香改性树脂。
本发明所述反应釜是制备所述松香改性树脂的一种反应容器，本领域技术人员可以采用其他类似反应釜的反应容器。本发明采用分步反应的方法，即首先是将松香与共轭多元酸和/或共轭多元酸酐、多元醇、脂肪酸进行反应形成一定的分子量的聚合物，再加入丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应，达到调控松香改性树脂中聚合物组成的目的，获得综合性能良好的松香改性树脂，最后加入一定量的铝螯合物，获得合适粘度的松香改性树脂。
所述的松香改性树脂的制备方法中，所述步骤C之前，还包括检测反应釜内产物的酸值，当反应釜内中第一中间产物的酸值为40-60mgKOH/g时，即可进行步骤C。所述步骤D之前，还包括检测反应釜内第二中间产物的酸值，直到反应釜内产物酸值≤5mgKOH/g时，再进行后续步骤D。本发明通过控制反应过程中的中间产物的酸值，确定相应步骤是否完成。
进一步地，本发明还提供一种UV胶印油墨，其中，包含如上所述的松香改性树脂。本发明所述UV胶印油墨采用上述的松香改性树脂作为主体树脂。本发明所述UV胶印油墨展现出印刷转移性好、高光泽、低飞墨、低乳化(水墨平衡佳)、附着优异等综合性能。
具体地，所述UV胶印油墨，按重量份计，包括以下原料组分制备得到：
所述主体树脂为本发明上述松香改性树脂；所述活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，调节配方粘性作用；所述引发剂为紫外光引发剂，如酮类光引发剂，具体可以为907(市售)、ITX(市售)、TPO(市售)中的一种或多种；所述填料为滑石粉，用作UV胶印油墨的填充剂，所述滑石粉为8000目滑石粉；所述颜料为颜料红、钛白粉、联苯胺黄、酞青蓝、炭黑中的一种或多种。
进一步地，本发明还提供一种如上所述UV胶印油墨的制备方法，包括：
按UV胶印油墨配方将各组分均匀混合，得到墨浆；
将混合好的墨浆于三辊机上研磨4～5遍，用细度板检细度小于10um，即得到UV胶印油墨。
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1
一、制备松香改性树脂
1、松香改性树脂基料配方，原料的组成如下：
所述松香改性树脂的制备步骤：
<1>将熔融状态的松香投入反应釜升温至170℃；
<2>加入原料顺丁烯二酸、新戊二醇、桐油酸、DTBHQ、钛酸丁酯；
<3>保温30分钟后，升温到260℃保温；
<4>抽样测定酸值在51mgKOH/g，合格后减压处理1小时后降温。
<5>加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，滴加甲基丙烯酸缩水甘油酯，120℃保温反应，直到酸值≤5mgKOH/g，得到松香改性树脂基料。
2、松香改性树脂配方，原料组成如下：
松香改性树脂基料 100g，
市售铝螯合物X-110 5g。
按照上述配方将松香改性树脂将松香改性树脂基料与市售铝螯合物X-110进反应形成增稠结构，包括以下步骤：
<1>将松香改性树脂基料投入反应釜升温至130℃；
<2>在120℃时搅拌条件下滴加铝螯合物溶液；
<3>升温至150℃保温1h；
<2>抽样测定合格后降温即可。
二、制备UV胶印油墨，其配方组成如表1所示。
表1，UV胶印油墨组成原料
| 油墨配方 | 红色 | 黄色 | 蓝色 | 白色 | 黑色 |
| 主体树脂(g) | 50 | 52 | 50 | 35 | 52 |
| TMPTA(g) | 18 | 18 | 18 | 10 | 18 |
| 907/ITX/TPO(g) | 4/2/1 | 6/1/0 | 6/1/0 | 2/1/2 | 8/1/0 |
| 8000目滑石粉(g) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 颜料红(57:1)L5B01(g) | 20 | \ | \ | \ | \ |
| 钛白粉RDIS(g) | \ | \ | \ | 45 | \ |
| 炭黑MA-11(g) | \ | \ | \ | \ | 12 |
| 联苯胺黄1138(g) | \ | 16 | \ | \ | \ |
| 15DT7072酞青蓝(g) | \ | \ | 18 | \ | \ |
| 24000分散剂(g) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 总量(g) | 101 | 101 | 101 | 101 | 97 |
注：表1中“\”表示对应的组分含量为0。
表1中的主体树脂分别为本实施例制备的松香改性树脂、改性环氧树脂HE 3219(市售)、聚酯树脂HT7379(市售)，所述单体TMPTA为长兴EM231；所述8000目滑石粉用作油墨填充；所述颜料红(57:1)为科莱恩L5B01；钛白粉为和氏璧化工提供的芬兰RDI-S；联苯胺黄1138为宇虹颜料提供；15DT7072酞青蓝由上海凯茵化工提供的富林特有机酞青蓝；所述分散剂为路博润24000，提高树脂润湿分散作用。
各颜色UV胶印油墨制备具体步骤如下：
按表1所示配方将各组分均匀混合；
将混合好的墨浆于三辊机上研磨5遍，用细度板检细度小于10um，即得到UV胶印油墨。
三、对所制备的UV胶印油墨进行评估
基板材质：铜版纸、PVC、PET、银卡纸。
紫外光辐射固化条件为：
灯管类型：高压水银灯；
灯管输出功率：≥30KW；
灯管能量：100～1000J/cm2。
设备：胶印展色仪、油墨乳化仪、粘性仪、60度斜玻璃板、拉雷粘度仪。
施工粘性：8～12。
涂膜厚度：3～5微米。
将本实施例制备的各种颜色UV胶印油墨性能测试
将本实施例制备的各种颜色UV胶印油墨采用本领域中常规测试方法对油墨流动度、光泽度、乳化率、粘性、粘度Poise(泊)、附着性能、固化性能进行测试，测试结果如表2、表3、表4、表5、表6所示。
其中，本实施例中测定油墨飞墨性能是利用粘着性仪运转时，油墨层分裂，墨滴飞离墨辊进入空气中时，观察油墨粘性仪横梁上白纸的粘墨情况，具体是当油墨粘性仪开启一分钟后，在横梁上放一张白纸，继续转动1分钟后取下白纸，观察白纸上是否有墨，根据白纸上粘附的油墨多少来判断飞墨程度。
表2，白色UV胶印油墨测试结果
| 实施例-白色 | 松香改性树脂 | HE3219 | HT7379 |
| 流动度/cm | 40 | 30 | 35 |
| 光泽 | 75 | 66 | 60 |
| 乳化率/％ | 23 | 35 | 34 |
| 粘性 | 9 | 14 | 13 |
| 粘度Poise(泊) | 950 | 983 | 901 |
| 银卡纸-附着 | 5B | 5B- | 5B |
| PVC-附着 | 5B- | 0B | 5B- |
| PET-附着 | 4B | 0B | 3B |
| 固化 | 4 | 5 | 3 |
| 飞墨 | 5 | 4 | 3 |
表3，黄色UV胶印油墨测试结果
| 实施例-黄色 | 松香改性树脂 | HE3219 | HT7379 |
| 流动度/cm | 35 | 15 | 20 |
| 光泽 | 70 | 61 | 55 |
| 乳化率/％ | 25 | 34 | 35 |
| 粘性 | 8 | 13 | 12 |
| 粘度Poise(泊) | 890 | 912 | 900 |
| 银卡纸-附着 | 5B | 5B | 5B |
| PVC-附着 | 5B- | 0B | 5B- |
| PET-附着 | 5B- | 0B | 4B |
| 固化 | 4- | 4 | 3 |
| 飞墨 | 5 | 3 | 3- |
表4，红色UV胶印油墨测试结果
| 实施例-红色 | 松香改性树脂 | HE3219 | HT7379 |
| 流动度/cm | 36 | 20 | 27 |
| 光泽 | 80 | 71 | 72 |
| 乳化率/％ | 26 | 33 | 36 |
| 粘性 | 10 | 15 | 14 |
| 粘度Poise(泊) | 953 | 971 | 964 |
| 银卡纸-附着 | 5B | 5B | 5B |
| PVC-附着 | 5B- | 0B | 5B- |
| PET-附着 | 5B- | 0B | 4B |
| 固化 | 4 | 4+ | 4- |
| 飞墨 | 5 | 3 | 3- |
表5，红色UV胶印油墨测试结果
| 实施例-蓝色 | 松香改性树脂 | HE3219 | HT7379 |
| 流动度/cm | 30 | 13 | 15 |
| 光泽 | 66 | 54 | 57 |
| 乳化率/％ | 27.5 | 34.3 | 35.7 |
| 粘性 | 8.2 | 12.6 | 13.4 |
| 粘度Poise(泊) | 933 | 951 | 938 |
| 银卡纸-附着 | 5B | 5B | 5B |
| PVC-附着 | 5B- | 0B | 5B- |
| PET-附着 | 5B- | 0B | 4B |
| 固化 | 4- | 4 | 3 |
| 飞墨 | 5- | 3- | 2 |
表6，黑色UV胶印油墨测试结果
| 实施例-黑色 | 松香改性树脂 | HE3219 | HT7379 |
| 流动度/cm | 32 | 21 | 22 |
| 光泽 | 68 | 61 | 58 |
| 乳化率/％ | 24.6 | 32.9 | 34.4 |
| 粘性 | 9.3 | 12.5 | 12.7 |
| 粘度Poise(泊) | 911 | 923 | 920 |
| 银卡纸-附着 | 5B | 5B- | 5B |
| PVC-附着 | 4B | 0B | 3B |
| PET-附着 | 3B | 0B | 2B |
| 固化 | 3 | 4 | 2 |
| 飞墨 | 4 | 2 | 2- |
注：表2～表6中固化和飞墨的评分1～5，评分越大，表示对应的性能越佳。
本发明所制备的松香改性树脂，经油墨墨性测试，相比其他类型树脂，具有高粘度低粘性的特点，是良好的UV胶印油墨身骨。本发明所制备得到的UV胶印油墨身骨具有印刷转移性好、高光泽、低飞墨、低乳化(水墨平衡佳)、附着优异等综合性能。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种松香改性树脂，其特征在于，按重量份计，包括以下组分的原料制备得到：
松香改性树脂基料 100份；
铝螯合物 2～5份。
2.根据权利要求1所述的松香改性树脂，其特征在于，按重量份计，所述松香改性树脂基料包括以下组分的原料制备得到：
3.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述共轭多元酸为顺丁烯二酸、反丁烯二酸中的一种或多种，所述共轭多元酸酐为顺丁烯二酸酐。
4.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述多元醇为新戊二醇、乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述脂肪酸为桐油酸、亚麻油酸、大豆油酸、油酸、硬脂酸、妥尔油脂肪酸中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述抗氧剂为二特丁基对苯二酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、二丁基羟基甲苯、三壬基苯基亚磷酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述催化剂为有机锡催化剂、钛酸丁酯、对甲基苯磺酸、甲基磺酸中的一种或多种。
8.根据权利要求2所述的松香改性树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油化丙烯酸酯中的一种或多种。
9.一种如权利要求2所述的松香改性树脂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将熔融状态的松香投入反应釜升温至140～200℃；
加入共轭多元酸和/或共轭多元酸酐、多元醇、脂肪酸、抗氧剂、催化剂，保温20～40分钟，再升温到250～290℃保温；
加入丙烯酸酯单体以及甲基丙烯酸缩水甘油酯进行反应；
加入铝螯合物，得到松香改性树脂。
10.一种UV胶印油墨，其特征在于，包含权利要求1～8任一所述的松香改性树脂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200110 |