一种柔版印刷水性UV油墨的研发

任烨 刘昕

在绿色之风盛行的今天，绿色环保油墨作为印刷工业必不可少的一部分，已成为绿色印刷的重要研究方面。随着国内制版水平的不断提高和价格的不断降低，柔性版印刷的综合成本将大幅度降低，其低投入、高产出的特点将吸引越来越多的标签生产厂家。从长远来看，柔性版印刷将是包装印刷尤其是标签印刷的首选。随着标签在商品上的广泛应用，标签印刷业得到了飞速的发展。但目前对于标签印刷油墨的了解远远少于对标签材质、印刷方式等方面的了解，因此标签印刷油墨领域的研究探索意义重大。针对目前柔版UV油墨的腐蚀性、墨层厚度大、单体稀释剂有毒以及柔版水性油墨干燥速度慢、网点还原和印品光泽度差、耐溶剂性差等缺点研制出了这种用于标签印刷领域的绿色柔版水性UV油墨。

水性UV油墨利用紫外光固化技术，以水和乙醇作为稀释剂，结合了水性油墨和UV油墨的优点，但是目前国内外对于水性UV油墨的研究还不是很多。本文笔者采用三步聚合法，得到可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯，其综合了水性聚氨酯及丙烯酸酯的优异性能，且无需使用活性单体稀释剂，结合高效的光引发剂，颜料、稀释剂和助剂配制得到干燥速度快、印刷效率高、稳定性好、耐溶剂性好和环保无毒综合性能优异的柔版水性UV油墨，是一种实现绿色印刷的绿色材料。

基本组成

绿色柔版水性UV油墨，按重量百分比，由以下组分组成：40%～80%的基料树脂，0.5%～8%的光引发剂，6%～20%的色料，7%～22%助剂，0%～7%稀释剂。

以上各组分的重量百分比之和为100%，其中助剂为消泡剂、流平剂、光增感剂、润湿分散剂、光稳定剂；色料为直接染料、活性染料或颜料；基料树脂是可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯；光引发剂为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-吗啉-1-丙酮（907光引发剂）、1-羟基苯基环己酮（184光引发剂）、4265光引发剂的一种或是TPO和184以重量比3∶1组成的混合物，或者是907和4625以重量比2∶1组成的混合物。

助剂中各组分占柔版水性UV油墨总重量百分比为：0.1%～1%的消泡剂、0.05%～1.5%的流平剂、0.2%～4%的光增感剂、0.2%～1%的阻聚剂、1%～9%的润湿分散剂和1%～8%的光稳定剂。

助剂中消泡剂为消泡剂BYK-021和BYK-094；流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK-333、聚丙烯酸酯BYK-350；光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯；阻聚剂为对苯二酚或2-酚基乙氧基丙烯酸酯；润湿分散剂为聚丙烯酸盐或聚乙二醇型多元醇；光稳定剂为双（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基）癸二酸酯或uv-9或uv-531；稀释剂为水和乙醇的重量比为3∶2的混合物。

制备方法

1.基料树脂可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备

①将聚四氢呋喃二元醇加入烧瓶中，进行真空脱水，脱水完成之后进行冷却；向烧瓶中缓慢加入异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡，合成端异氰酸根的预聚物，保持温度为60℃～70℃，反应时间110～130分钟；然后向烧瓶中依次加入二羟甲基丙酸、聚乙二醇、三羟甲基丙烷进行恒温反应，得到-NCO封端预聚体；

②向烧瓶中再加入季戊四醇三丙烯酸酯进行封端反应；

③向烧瓶中加入三乙胺进行中和反应；最后向烧瓶中加入去离子水进行分散，制得可UV固化的水性聚氨酯丙烯酸酯，即制得基料树脂。

2.柔版印刷水性UV油墨的制备

在反应温度为60℃～70℃温度下，将可UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯倒入反应容器中，缓慢加入光引发剂，待光引发剂完全溶解后，加入用稀释剂与色料的混合溶液，最后加入助剂，搅拌15分钟，即可得到柔版印刷水性UV油墨。

特点及应用

其主要特点为：

①此发明柔版水性UV油墨无需加入活性单体，稀释剂用水和乙醇代替，对环境安全无污染；且在使用本发明的油墨印刷时，无网点扩大，设备容易清洗，对实现环保、健康的绿色印刷十分有利。

②此发明的基料树脂与光引发剂配合使用，相溶性优异，光固化速度高，所制备的柔版印刷水性UV油墨干燥时间短，提高了印刷效率，解决了现有柔版印刷油墨干燥速度慢、耐溶剂性差、稳定性差的问题。

这种绿色柔版水性UV油墨黏度低，在柔韧性、耐磨性、耐水性及耐溶剂性及附着力方面性能优异，适用于包装印刷尤其是标签印刷。