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单体对UV喷墨油墨体系固化速度的影响

时间:2007-08-22来源:科印网作者:魏先福、张婉、黄蓓青

  注:作者为:张婉测评,黄蓓青,魏先福

  摘要:不同官能度的单体对油墨的黏度和固化速度影响不同。本论文设计了由单、双、三官能度单体EOEOEA、TPGDA和TMPTA组成的混合单体体系,采用正交试验方法设计改变混合单体比例的配方,测试了由混合单体体系组成的UV喷墨油墨的黏度和固化率。实验结果表明混合单体的最优比例为5.5:2:1.5。 
  关键词:混合单体;黏度;固化率;正交试验方法 输纸

Effect of Monomer on curing rate of UV-curable Inkjet Ink
ZHANG Wan,HUANG Bei-qing裁员,WEI Xian-fu
(Beijing Institute of Graphic Communication, Beijing 102600, China) 故障分析与排除

  Abstract:The effects of the monomers with the different degree of functionality on viscosity and curing rate of UV-curable inkjet ink are different. The mixed monomer which is made up of the monofunctional、bifunctional and trifunctional monomer is designed. UV-curable inkjet inks are prepared by changing the quantities of the mixed monomer with the way of orthoplan. The viscosity and curing rate of UV-curable inkjet inks are tested. The results indicate that the optimum quantity of the mixed monomer is 5.5:2:1.5.
  Key words : the mixed monomer;viscosity;curing rate;the way of orthoplan

  喷墨打印及喷墨数字印刷技术发展迅速,应用广泛。UV喷墨技术以其高品质、环境保护等诸多优势,成为今后喷墨成像技术的重要发展方向[1]。UV喷墨油墨是UV喷墨成像技术的关键材料,固化速度是其重要性能之一。对于UV喷墨油墨体系来说,黏度高拼版,会使油墨断裂时出现拖尾现象,黏度太小则微滴易破碎。黏度还影响到墨滴的喷射速度,黏度太高,会使喷射速度降低,甚至墨滴不能击中被印基质的相应点上[2]。因此酒品包装,合适的黏度是对UV喷墨油墨的基本要求。在合适的黏度范围内,快速固化又是对UV喷墨油墨的另一重要要求,UV喷墨油墨的固化是利用紫外光(UV)为能源,引发具有化学反应活性的液态物质快速转变为固态的过程,与传统的固化技术相比展会,它具有固化速度快、污染小、高效、性能优异和费用低等优点[3]。原稿
  UV喷墨油墨主要由预聚物、单体(活性稀释剂)、光引发剂、颜料、助剂等组成,其中,单体作为活性稀释剂对体系的黏度和固化速度有着很大影响。构成UV喷墨油墨体系的预聚物的黏度通常较高,需要加入单体以调节黏度,但是单体除了溶解和稀释预聚物印刷工艺,调节体系的黏度以外,还参与光固化过程,影响到固化动力学,聚合程度以及所生成聚合物的物理性质等等[4]。因此,选择合适的单体是设计UV喷墨油墨配方的重要环节。本论文在确定UV喷墨油墨体系合适黏度的基础上印刷厂,为了探讨单体对UV喷墨油墨固化速度的影响,改善UV喷墨油墨的固化性能,设计了由单、双、三官能度单体组成的混合单体,通过正交试验的方法确定了混合单体的最优比例。

  1.实验
  1.1原材料
  预聚物:聚氨酯类预聚物CN2300;
  单体:丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯(EOEOEA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)和三丙烯酸酯(TMPTA);
  颜料:Irgalite Blue Glvo,Ciba;
  光引发剂:2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)和2-羟基-2甲基-1-苯基-1-丙酮(1173);
  分散剂:CH-13超分散剂,上海三正。 大族冠华
  1.2仪器设备
  YM-I型研磨机;
  5#粘度杯;
  紫外光固化机总论,美国FUSION;
  FTIR-8400,日本岛津。
  1.3连接料及油墨的制备
  连接料的制备方法:将预聚物、单体、光引发剂混合,用玻璃棒搅拌均匀,制成连接料。
  油墨的制备方法:将连接料和颜料、分散剂混合,用YM-I型研磨机进行研磨供水/润版,制成油墨。
  1.4固化速度测试方法
  参与光固化反应的单体都含有不饱和双键或环氧基团,这些基团在红外光谱中均有特征吸收谱带,随着固化反应的进行,基团逐渐转化而消失,相应地其吸收谱带强度也逐渐减弱奥西,因此可以利用这些谱带的强度变化来表征固化反应的程度[5]。对于UV喷墨油墨体系,其重要组成物质都为丙烯酸酯类,常用的谱带是双键在810cm-1的扭曲振动和1630cm-1的伸缩振动。本论文通过测试在不同固化条件下样品的红外吸收,利用810cm-1处的吸收强度的变化来表征固化反应进行的程度。具体测试及计算方法如下:
  将配好的连接料用酒精进行稀释后滴在溴化钾片上,测定未光照和经不同光照时间后各样品的红外吸收光谱电子商务,利用下式计算体系的固化率。 Adobe
  固化率=(A0-AT)/(A0-Ad)×100%
  式中,A0是未固化时810cm-1谱带的强度;AT是经UV光照时间为T时810cm-1谱带的强度;Ad是完全固化(双键减少至最少)时所测得810cm-1谱带的强度。

  2.结果与讨论
  2.1单一单体对黏度的影响
  用三种不同官能度的单体EOEOEA、TPGDA和TMPTA分别制备UV喷墨油墨样品,测试油墨的黏度。性能测试结果如图1所示: 乐凯二胶

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   从图1可以看出随着单体的官能团数目的增大,油墨的黏度也增大,其中用单官能度单体EOEOEA所制备油墨的黏度最低油墨,三官能度单体TMPTA所制备的油墨的黏度最高。这说明随着单体官能度的提高,稀释能力呈现下降的趋势,三官能团以上单体的稀释效果并不理想。这是由于单体中随着官能度的增加,其分子量也相应增加,分子间的相互作用力增大,因而黏度也增大,这样稀释作用就减少[6]。单官能度单体本身的黏度很低喷绘机,在体系中主要起稀释功能,三官能度单体的黏度通常都比较大,双官能度单体的黏度则处于二者之间。

魏先福专栏

总访问量:60021 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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