[发明专利]一种发光二极管光固化油墨

说明书

技术领域

本发明涉及一种以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨及其制备方法，属于精细化工领域。 

背景技术

基于大众在环保等方面的认同，不易产生有机挥发物的紫外(UV)光固化涂料——包括油墨等产品的生产技术得到了飞速发展。 

UV光固化技术是以紫外光为能源，使用光活性预聚物作为油墨等的基料，在波长200nm-450nm的紫外光线照射下，由光引发剂产生自由基，引起基料聚合和交联反应，使油墨从液态转成固态。该UV光固化油墨配料中无需要加入挥发性溶剂，原料中的预聚物和稀释剂均具有聚合反应活性，固化时全部交联成膜，无溶剂挥发，具有设计灵活、节约能源、无噪声、无污染、生产效率高等优点。 

上述UV光固化油墨的主要固化机理是：在UV光的照射下，UV固化油墨中的光引发剂吸收一定波长的光子，激发到激发态，形成自由基或离子。然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感光单体等分子变成激发态，产生电荷转移络合体。这些络合体不断交联聚合，并最终固化成膜。 

目前，UV光固化油墨应用范围越来越广，已经在木材、塑胶、金属、纸张、皮革上大量应用，在光纤、电子线路板等材料上也已成功使用。在环保型油墨中，紫外光固化涂料以高效、环保、节能、涂膜性能优异等优点，使其远远超过水性油墨和粉末油墨的发展速度。 

不过，UV光固化技术也存在显而易见的缺点，如，UV光能量高，在使用过程中放热严重、易导致所处理的物料变形、甚至损伤等。另外，UV光本身也是一种环境污染源。 

发明内容

针对现有UV光固化技术所带来的潜在问题与风险，本发明要解决的问题是提供一种以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨。 

本发明所述的以发光二极管(LED)为发光源的光固化油墨，由如下方法制得： 

以重量份计，将1-20份的染料或颜料与1-30份的分散剂充分研磨至胶体粒径为100-1000nm后，与预聚物1-80份、稀释剂1-30份、光引发剂1-20份、金属离子化合物0.1-10份、光稳定剂1-20份在常温条件下混合均匀，再用300-400目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨； 

其中：上述染料或颜料为永固红、永固黄、酞菁蓝或热裂黑；上述分散剂为丙烯酸型分散剂；上述预聚物和稀释剂为含有丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、乙烯氧酯、苯乙烯等结构单元的物质，其中预聚物选聚丙二醇二丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，稀释剂选甲基丙烯酸异辛酯；上述光引发剂为光引发剂184、光引发剂369或光引发剂1173；上述金属 离子化合物为钴、锰或锌的羧酸盐；上述光稳定剂为光稳定剂1010。 

上述以发光二极管为发光源的光固化油墨，优选以如下方法制得： 

以重量份计，将8份的染料或颜料与12份的分散剂利用胶体磨充分研磨至胶体粒径为200-500nm后，与预聚物45份、稀释剂20份、光引发剂10份、金属离子化合物0.5份、光稳定剂4.5份在常温条件下混合均匀，再用360目滤网过滤，得发光二极管光固化油墨。 

其中： 

所述永固红优选永固红FRR，所述永固黄优选联苯胺黄GP.Y.12，所述酞菁蓝优选cibaGLVO。 

所述丙烯酸型分散剂优选含胺猫固基WinSperse 3010。 

所述预聚物优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。 

所述光引发剂中红色优选ciba的引发剂Irgacure1173，黄色优选ciba的引发剂Irgacure184，蓝色优选ciba的引发剂Irgacure184，黑色优选ciba的引发剂Irgacure369。 

所述金属离子化合物优选钴、锰、锌的环烷酸盐，最优选环烷酸钴。 

本发明采用了光引发剂与金属离子共促固化机制。虽然光引发能力相对变弱，但光引发剂在LED光照射下仍可产生自由基，并引发原料中的预聚物和稀释剂的链式聚合。金属离子加入后，可促进原料中的预聚物和稀释剂的链式聚合。金属离子促进聚合的原因可能与其催化过氧化物的形成与分解、从而引致自由基的产生有关。 

本发明方法所制得的LED光固化油墨在使用过程中污染小、固化快、放热少、不易导致所处理的物料变形或损伤，具有广阔的应用前景。 

具体实施方式

下列实施例是对本发明作进一步说明，但本发明不仅限于此，其中所述重量份单位以千克计。 

实施例1：发光二极管(LED)光固化油墨