[发明专利]聚合物组合物

说明书

本发明涉及辐射可固化聚合物组合物的领域，特别是适合作为油墨的组分的那些。

油墨是一种载体，用来将着色剂(例如颜料或染料)运送至基底在上面形成图像和/或文本。典型地，油墨通过印刷施用于基底。普通的印刷油墨可以包含以下组分的混合物，例如：溶剂，颜料，染料，树脂，润滑剂，溶解剂，表面活性剂，颗粒材料，填料，荧光材料，反应性稀释剂和/或其他成分。这些组分可以用来赋予油墨所需要的最终性能，例如通过改变干燥油墨的流动性、粘性、厚度和/或视觉外观。聚合物油墨包括在印刷之后在原位固化形成交联聚合物网络来形成具有提高的性能(例如优异的耐候性等)的图像的组分。

本发明涉及涂料和油墨和它们的组分通过辐射实现固化(至少部分实现)。辐射可固化油墨(这里也称UV可固化油墨)与热固化油墨相比具有几种优异的性能，例如它们可以使用热敏性成分和施用于热敏性基底。

典型地辐射可固化油墨包括反应性稀释剂，其在油墨受辐射形成聚合物网络时固化。普通的辐射可固化油墨也包括惰性填料，其在受辐射时不发生反应。填料用来减少油墨在固化后的收缩也能降低成本，因为填料通常比昂贵的反应性稀释剂更便宜。现有技术中填料包括低分子量的固体合成丙烯酸聚合物(例如亚克力)，聚酯，聚氨酯和丙烯酸-聚氨酯。

使用反应性稀释剂(如反应聚合物)替代油墨中的一些(优选基本上所有的)惰性填料来提高最终的涂料或油墨的性能是一种进步。优选的反应性稀释剂表现出低收缩、可辐射固化性和/或低成本。

固体丙烯酸聚合物已经商业化用于UV可固化油墨和涂料。这些丙烯酸聚合物需要低分子量以实现最适宜的性能。使用低分子量的聚合物允许组合物中存在更高浓度的丙烯酸基团，克服UV可固化系统典型的缺陷，如：收缩、低基底粘附性(附着力)、低层间粘附性、和低固化膜柔韧性。

硫醇作为助剂控制聚合度以试图生产低分子量的丙烯酸可辐射固化反应性稀释剂。然而这样的聚合物太粘以致不能在商业上使用。硫醇需要很高的浓度来控制分子量，以致大量的硫醇残留在产品并且很难完全去除。这样的产品具有不能接受的臭味并且不适合油墨与食品接触可能要求规章批准的应用场合(例如食品包装)。

另一个可以实现降低分子量丙烯酸反应性稀释剂的方法是使用本体和/或溶液聚合任选地与高浓度引发剂结合。这个方法很难控制。需要高的能量并且昂贵。大量不需要的残余引发剂(如自由基源)残留在产品中，例如因为这样的添加剂不能接触食品和/或它们对产品热稳定性和UV稳定性造成不利影响，因而是不利的。这种方法制得的包括颜料研磨料的产品，其可以通过商业途径从Dow公司获得，商品名为Paraloid^TM DM55，为100％固体丙烯酸树脂。

使用钴混合物作为催化剂进行催化转移聚合反应(CCTP)例如在专利申请WO 95-17435和WO 96-13527中有相应的描述。这些申请都未暗示这样制备得到的聚合物可以用作辐射可固化油墨。

US7423072(＝US 2002-0086914)(3M)描述了低黏度辐射可固化油墨用于户外施用的油墨喷涂印刷。油墨包括a)低聚/树脂组分；(b)辐射可固化、反应性稀释剂，包括(i)0.1-50重量％的促进粘合的辐射可固化组分，其包括一种或更多种杂环辐射可固化单体和/或包括侧链烷氧基官能团而不含主链烷氧基官能团的烷氧基化单体和(ii)不超过10重量％的任选的包括主链烷氧基官能团的烷氧基化的辐射可固化单体。这些低聚/树脂组分被设计用于液体油墨并且不同于在本文描述的使用CCTP的聚合物。

DE 10027670描述了UV可固化组合物，不含VOC，并且具有5-80重量％(甲基)丙烯酸酯，5-75重量％反应性溶剂，0.1-5重量％触变性材料，0.1-10重量％光引发剂和0.05-20重量％的其他添加剂。

EP 1469036(Callano AG)描述了UV可固化组合物，包括多丙烯酸酯与添加剂和具有UV可固化官能团的低聚物，其可以与多丙烯酸酯反应(这样的低聚物例如聚氨酯丙烯酸酯)。

US5919834描述了用于装饰基底的热塑性热转移标记，标记通过UV原位固化，所以标签贴上后将固化油墨图像转移到基底上。热转移油墨组合物可以包括各种常规组分，包括丙烯酸单体。

在2002年10月公开的研究公开号462078描述了“使用催化链转移悬浮液聚合反应制备的低分子量聚合物和低聚物”。这些聚合物可以用在油墨中，然而该文献没有教导这些树脂可用于制备UV可固化油墨。