一種柔版印刷水性UV油墨的研發

任燁 劉昕

在綠色之風盛行的今天，綠色環保油墨作為印刷工業必不可少的一部分，已成為綠色印刷的重要研究方面。隨著國內制版水平的不斷提高和價格的不斷降低，柔性版印刷的綜合成本將大幅度降低，其低投入、高產出的特點將吸引越來越多的標簽生產廠家。從長遠來看，柔性版印刷將是包裝印刷尤其是標簽印刷的首選。隨著標簽在商品上的廣泛應用，標簽印刷業得到了飛速的發展。但目前對于標簽印刷油墨的了解遠遠少于對標簽材質、印刷方式等方面的了解，因此標簽印刷油墨領域的研究探索意義重大。針對目前柔版UV油墨的腐蝕性、墨層厚度大、單體稀釋劑有毒以及柔版水性油墨干燥速度慢、網點還原和印品光澤度差、耐溶劑性差等缺點研制出了這種用于標簽印刷領域的綠色柔版水性UV油墨。

水性UV油墨利用紫外光固化技術，以水和乙醇作為稀釋劑，結合了水性油墨和UV油墨的優點，但是目前國內外對于水性UV油墨的研究還不是很多。本文筆者采用三步聚合法，得到可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯，其綜合了水性聚氨酯及丙烯酸酯的優異性能，且無需使用活性單體稀釋劑，結合高效的光引發劑，顏料、稀釋劑和助劑配制得到干燥速度快、印刷效率高、穩定性好、耐溶劑性好和環保無毒綜合性能優異的柔版水性UV油墨，是一種實現綠色印刷的綠色材料。

基本組成

綠色柔版水性UV油墨，按重量百分比，由以下組分組成：40%～80%的基料樹脂，0.5%～8%的光引發劑，6%～20%的色料，7%～22%助劑，0%～7%稀釋劑。

以上各組分的重量百分比之和為100%，其中助劑為消泡劑、流平劑、光增感劑、潤濕分散劑、光穩定劑；色料為直接染料、活性染料或顏料；基料樹脂是可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引發劑為2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦（TPO）、2-甲基-1-（4-甲硫基苯基）-2-嗎啉-1-丙酮（907光引發劑）、1-羥基苯基環己酮（184光引發劑）、4265光引發劑的一種或是TPO和184以重量比3∶1組成的混合物，或者是907和4625以重量比2∶1組成的混合物。

助劑中各組分占柔版水性UV油墨總重量百分比為：0.1%～1%的消泡劑、0.05%～1.5%的流平劑、0.2%～4%的光增感劑、0.2%～1%的阻聚劑、1%～9%的潤濕分散劑和1%～8%的光穩定劑。

助劑中消泡劑為消泡劑BYK-021和BYK-094；流平劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK-333、聚丙烯酸酯BYK-350；光增感劑為三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚劑為對苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；潤濕分散劑為聚丙烯酸鹽或聚乙二醇型多元醇；光穩定劑為雙（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或uv-9或uv-531；稀釋劑為水和乙醇的重量比為3∶2的混合物。

制備方法

1.基料樹脂可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制備

①將聚四氫呋喃二元醇加入燒瓶中，進行真空脫水，脫水完成之后進行冷卻；向燒瓶中緩慢加入異佛爾酮二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，合成端異氰酸根的預聚物，保持溫度為60℃～70℃，反應時間110～130分鐘；然后向燒瓶中依次加入二羥甲基丙酸、聚乙二醇、三羥甲基丙烷進行恒溫反應，得到-NCO封端預聚體；

②向燒瓶中再加入季戊四醇三丙烯酸酯進行封端反應；

③向燒瓶中加入三乙胺進行中和反應；最后向燒瓶中加入去離子水進行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料樹脂。

2.柔版印刷水性UV油墨的制備

在反應溫度為60℃～70℃溫度下，將可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯倒入反應容器中，緩慢加入光引發劑，待光引發劑完全溶解后，加入用稀釋劑與色料的混合溶液，最后加入助劑，攪拌15分鐘，即可得到柔版印刷水性UV油墨。

特點及應用

其主要特點為：

①此發明柔版水性UV油墨無需加入活性單體，稀釋劑用水和乙醇代替，對環境安全無污染；且在使用本發明的油墨印刷時，無網點擴大，設備容易清洗，對實現環保、健康的綠色印刷十分有利。

②此發明的基料樹脂與光引發劑配合使用，相溶性優異，光固化速度高，所制備的柔版印刷水性UV油墨干燥時間短，提高了印刷效率，解決了現有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶劑性差、穩定性差的問題。

這種綠色柔版水性UV油墨黏度低，在柔韌性、耐磨性、耐水性及耐溶劑性及附著力方面性能優異，適用于包裝印刷尤其是標簽印刷。