[发明专利]一种含氟元素的耐候性UV喷墨及其制备方法

说明书

本发明涉及C09D，更具体地，本发明涉及一种含氟元素的耐候性UV喷墨及其制备方法。所述喷墨的制备原料按重量份计，包括1～30份含氟单体、30～70份UV单体、5～20份UV树脂、1～10份光引发剂。本发明提供一种UV喷墨，通过添加含氟单体，和UV单体、UV树脂共同作用，促进UV喷墨的耐候性、耐水耐油性的提高，可用于户外，可避免开裂、黄边、掉粉等问题，且本发明不添加溶剂或含苯等物质，采用100％固含量的原料，可减少环境污染和能源消耗，得到平滑具有光泽的涂膜，可用在多种无机和有机基材上。

技术领域

本发明涉及C09D，更具体地，本发明涉及一种含氟元素的耐候性UV喷墨及其制备方法。

背景技术

UV喷墨打印是通过紫外线的能量，使喷墨连结料的分子产生聚合，形成图案进行打印的过程，具有干燥迅速，无挥发性溶剂的优点，CN107151486A提供一种UV喷墨色浆，包括UV单体、超分散剂、炭黑，得到的UV喷墨色浆色相均匀，色浆粘度、表面张力等性能表现优良。CN112341863A提供了一种UV喷墨墨水及其制备方法，解决现有UV喷墨墨水在帆布不易固化的问题。

但目前UV喷墨打印形成的图形不具有良好的耐候性，主要表现为开裂、黄边、掉粉等特点，无法在户外使用。故需要开发更具耐候性的UV喷墨，目前提高耐候性的方法一般是添加含氟、硅等元素的物质，但是因为氟等元素和其他CH链间差的相容性，使得难以形成稳定的墨滴，从而影响后续固化后的性能。

且目前喷墨材料中往往含有苯等芳烃物质，或者是需要添加溶剂等，在固化和使用过程中会存在溶剂或芳烃物质挥发等，影响了喷墨的安全性，不利于安全使用。

发明内容

本发明第一个方面提供了一种含氟元素的耐候性UV喷墨，所述喷墨的制备原料按重量份计，包括1～30份含氟单体、30～70份UV单体、5～20份UV树脂、1～10份光引发剂。

含氟单体

在一种实施方式中，本发明所述含氟单体为丙烯酸含氟烷基酯或甲基丙烯酸含氟烷基酯。优选地，本发明所述含氟单体为丙烯酸C1～C8丙烯酸含氟烷基酯或甲基丙烯酸C1～C8丙烯酸含氟烷基酯。更优选地，本发明所述含氟单体为丙烯酸C3～C6含氟丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸C3～C6含氟丙烯酸烷基酯。

作为丙烯酸烷基酯的实例，包括但不限于，丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟异丙酯。

作为甲基丙烯酸烷基酯的实例，包括但不限于，甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯、全氟丁基乙基甲基丙烯酸酯。

发明人发现，通过添加含氟丙烯酸酯，利用氟原子高的电负性和CF键能，有利于含氟烷基向喷墨和空气接触层移动，促进喷墨的疏水疏油，和长期耐候性的发挥，且发明人意外发现，含氟丙烯酸酯的添加，有利于本发明提供的喷墨在非极性基材上吸附力增加，扩大喷墨的应用领域，这可能是因为含氟丙烯酸酯向非极性基材的扩散造成的。

但是含氟丙烯酸酯中的CF侧链，和UV单体和UV树脂的结构相差较大，使得相容性较差，影响了含氟丙烯酸酯耐候和疏水疏油性能的发挥，故需要控制含氟丙烯酸酯的用量和CF侧链的长度，当使用合适CF侧链长度和用量的含氟丙烯酸酯时，得到的耐候喷墨喷涂过程中，可形成均匀稳定的墨滴，促进得到平整光滑的涂膜，但这也造成了含氟丙烯酸酯中氟含量较低，无法充分发挥含氟丙烯酸酯的表面性能，且较短的CF链结构也造成CF链结构倾向于螺旋，使得接触角下降，耐水和耐溶剂性能下降。

UV树脂

在一种实施方式中，本发明所述UV树脂选自聚丙烯酸酯树脂、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、脂环族聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种，优选为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯。优选地，本发明所述UV树脂的官能度为2～6。官能度为聚合物链上所具有的活性官能团的平均数。