本發(fā)明屬于新型油墨制備領(lǐng)域，具體涉及一種高附著力速干紫外光固化油墨及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、紫外光固化是一種利用紫外線引發(fā)光化學反應(yīng)，生成聚合物的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的過程，其原理如下：當暴露在紫外線光下時，光引發(fā)劑會發(fā)生化學反應(yīng)，將獨立的低聚物和單體鍵合成更復(fù)雜的鏈(也稱為聚合物)，這種粘合過程稱為光聚合反應(yīng)，通過這種光聚合反應(yīng)，可以干燥、粘合物體和材料。涉及以下過程：光引發(fā)階段：光引發(fā)劑在紫外線照射下吸收光子能量并被激活，其分子外層電子發(fā)生躍遷，形成活躍的電子空穴對；自由基或離子的產(chǎn)生：這些活躍的電子空穴對能夠?qū)⒅車姆肿蛹ぐl(fā)為自由基或離子，如氧自由基、碳正離子等；聚合、接枝、交聯(lián)反應(yīng)：這些自由基或離子隨后與樹脂中的不飽和基團相互作用，引發(fā)或促進樹脂的雙鍵斷裂，實現(xiàn)連續(xù)聚合反應(yīng)，以及樹脂之間的接枝和交聯(lián)，最終形成固態(tài)的薄膜；鏈增長和終止：在這些自由基或離子引發(fā)的聚合過程中，隨著時間的推移，體系會發(fā)生進一步的交聯(lián)，固化成膜，同時，自由基可以通過偶合或歧化等方式完成鏈終止。

2、紫外光固化油墨，也稱uv油墨，是一種在紫外線照射下固化的油墨，通常由樹脂、光敏劑和助劑等組成。按固化方式，紫外光固化油墨可分為自由基固化型、陽離子固化型，兩者的區(qū)別在于，光敏劑經(jīng)紫外光照射后，光敏劑是產(chǎn)生自由基還是陽離子。按應(yīng)用領(lǐng)域，紫外光固化油墨可分為印刷油墨、電子產(chǎn)品制造油墨、裝飾油墨等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于上述問題，本發(fā)明提供一種高附著力速干紫外光固化油墨，包含丙烯酸改性樹脂、復(fù)合納米填料、光引發(fā)劑ⅰ、光引發(fā)劑ⅱ等。采用二苯基甲烷4,4′-二異氰酸酯與丙烯酸2-羥丙酯作為反應(yīng)物制備獲得物質(zhì)1，聚乳酸及馬來酸酐反應(yīng)獲得物質(zhì)2，采用物質(zhì)2對物質(zhì)1進行修飾，即獲得新型丙烯酸改性樹脂材料，異氰酸2-乙基己酯對微晶纖維素改性獲得復(fù)合納米填料，六亞甲基二異氰酸酯對氧化鋅進行修飾獲得光引發(fā)劑ⅰ，結(jié)合2-異丙基硫雜蒽酮、甲基丙烯酸羥乙酯及鄰苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯，所獲紫外光固化油墨，具有較低的體積收縮率，意味著固化后的膜具有較高的附著力，實際應(yīng)用于馬口鐵、木板和玻璃后，肉眼觀察膜的貼附性較好，不易破損，較多的活性基團意味著其具有較高的固化活性，從而實現(xiàn)速干。

2、本發(fā)明提供一種高附著力速干紫外光固化油墨，包含以下質(zhì)量份數(shù)的原材料：30-50份丙烯酸改性樹脂、3-5份復(fù)合納米填料、1-3份光引發(fā)劑ⅰ、1-2份光引發(fā)劑ⅱ、5-8份甲基丙烯酸羥乙酯、6-10份鄰苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯。

3、所述丙烯酸改性樹脂的制備方法如下：

4、l1.按照質(zhì)量比25g：0.05g：0.1g稱量二苯基甲烷4,4′-二異氰酸酯、丙烯酸2-羥丙酯、4-甲氧基苯酚與二月桂酸二丁基錫，將二苯基甲烷4,4′-二異氰酸酯、4-甲氧基苯酚與二月桂酸二丁基錫在氮氣氣氛下混合，油浴加熱至30-40℃，以200-250rpm的轉(zhuǎn)速攪拌處理10-15min，將丙烯酸2-羥丙酯滴入，持續(xù)反應(yīng)5-8h，結(jié)束后真空干燥獲得物質(zhì)1；

5、l2.按照質(zhì)量比0.5-0.6g：9.8g：0.05g稱量聚乳酸、馬來酸酐與氧化錫，將聚乳酸在150℃、0.01mpa條件下，以200-300rpm的轉(zhuǎn)速攪拌處理2-3h，然后將馬來酸酐與氧化錫加入，調(diào)節(jié)壓力為8-10kpa，持續(xù)攪拌反應(yīng)4-5h，結(jié)束后采用去離子水沉淀，所獲沉淀物在70-80℃下烘干，獲得物質(zhì)2；

6、l3.按照摩爾比1：1稱量步驟l1所獲物質(zhì)1及步驟l2所獲物質(zhì)2，加入2,6-二叔丁基對甲酚，油浴加熱至70-80℃，以200-300rpm的轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌1-2h，獲得混合物1，將無水乙醇加入到混合物1中，以100-150rpm的轉(zhuǎn)速攪拌15-20min，結(jié)束后去離子水沉淀，真空干燥后即獲得丙烯酸改性樹脂。

7、較佳地，步驟l1中二苯基甲烷4,4′-二異氰酸酯的cas號為101-68-8，丙烯酸2-羥丙酯的cas號為999-61-1，4-甲氧基苯酚的cas號為150-76-5，二月桂酸二丁基錫的cas號為77-58-7。

8、較佳地，步驟l2中聚乳酸的cas號為26023-30-3，聚乳酸優(yōu)選分子量在20000-30000的產(chǎn)品，馬來酸酐的cas號為108-31-6，氧化錫的cas號為21651-19-4。

9、較佳地，步驟l3中2,6-二叔丁基對甲酚的cas號為128-37-0，2,6-二叔丁基對甲酚的加入量為物質(zhì)2質(zhì)量的5％-10％，無水乙醇的加入量為混合物1質(zhì)量的20-30％。

10、所述復(fù)合納米填料的制備方法如下：

11、s1.按照質(zhì)量體積比1g：30-50ml：1-2g：0.002-0.004g：0.005-0.008g稱量微晶纖維素、二甲基亞砜、異氰酸2-乙基己酯、4-甲氧基苯酚與二月桂酸二丁基錫，將微晶纖維素與二甲基亞砜在250-300w功率下超聲處理1-2h，結(jié)束后油浴加熱至50-60℃，將異氰酸2-乙基己酯、4-甲氧基苯酚、二月桂酸二丁基錫加入，以100-200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌處理18-20h，獲得混合物2；

12、s2.將步驟s1所獲混合物2采用四氫呋喃洗滌3-5次，以8000-10000g離心力離心20-30min，所獲沉淀物分散在二月桂酸二丁基錫中，沉淀物在二月桂酸二丁基錫中的質(zhì)量百分比濃度為3-5％，即獲得復(fù)合納米填料。

13、較佳地，步驟s1中微晶纖維素的cas號為9004-34-6，異氰酸2-乙基己酯的cas號為20392-34-1。

14、所述光引發(fā)劑ⅰ的制備方法如下：

15、v1.按照質(zhì)量比16.2g：80-100g：0.05-0.08g：16.8g稱量氧化鋅、甲苯、二月桂酸二丁基錫、六亞甲基二異氰酸酯，將氧化鋅置于甲苯中，加熱至40-50℃，在180-240w功率下超聲處理1-2h，結(jié)束后獲得混合物3；

16、v2.在氮氣氣氛下，將二月桂酸二丁基錫與六亞甲基二異氰酸酯混合均勻，然后滴入步驟v1所獲混合物3中，加熱至60-70℃，以180-200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌處理3-4h，結(jié)束后以7000-8000g離心力離心30-45min，所獲沉淀物采用無水乙醇洗滌，真空干燥后即獲得光引發(fā)劑ⅰ。

17、較佳地，步驟v1中六亞甲基二異氰酸酯的cas號為822-06-0。

18、所述光引發(fā)劑ⅱ為2-異丙基硫雜蒽酮，2-異丙基硫雜蒽酮的cas為5495-84-1，甲基丙烯酸羥乙酯的cas號為868-77-9，鄰苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯的cas號為42978-66-5。

19、本發(fā)明還提供一種高附著力速干紫外光固化油墨的制備方法，具體步驟如下：

20、將各原材料按質(zhì)量份分別稱量，混合均勻后即獲得高附著力速干紫外光固化油墨。

21、本發(fā)明的有益效果如下：

22、本發(fā)明制備一種高附著力速干紫外光固化油墨，包含丙烯酸改性樹脂、復(fù)合納米填料、光引發(fā)劑ⅰ、光引發(fā)劑ⅱ等，其中丙烯酸改性樹脂的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用二苯基甲烷4,4′-二異氰酸酯與丙烯酸2-羥丙酯作為反應(yīng)物制備獲得物質(zhì)1，聚乳酸及馬來酸酐反應(yīng)獲得物質(zhì)2，采用物質(zhì)2對物質(zhì)1進行修飾，即獲得新型丙烯酸改性樹脂材料，其效果優(yōu)于傳統(tǒng)聚氨酯丙烯酸酯樹脂材料，其官能度較高，即反應(yīng)位點較多，從而具備較快的交聯(lián)反應(yīng)速率，實現(xiàn)速干。復(fù)合納米填料是對微晶纖維素進行改性獲得，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，將異氰酸2-乙基己酯連接到微晶纖維素上，獲得的復(fù)合納米填料在具有較多反應(yīng)基團的情況下，還能均勻分散到丙烯酸改性樹脂中，從而提高表面硬度及力學性能等。光引發(fā)劑ⅰ是采用六亞甲基二異氰酸酯對無機材料氧化鋅進行修飾后獲得，氧化鋅具有雙鍵克參與紫外光固化反應(yīng)，修飾后的光引發(fā)劑ⅰ進一步促進了固化，與光引發(fā)劑ⅱ共同作用時，其引發(fā)效果要強于單一光引發(fā)劑。此外，甲基丙烯酸羥乙酯與鄰苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯能作為活性稀釋劑等，調(diào)節(jié)油墨粘度。

23、本發(fā)明所獲紫外光固化油墨，具有較低的體積收縮率，意味著固化后的膜具有較高的附著力，實際應(yīng)用于馬口鐵、木板和玻璃后，肉眼觀察膜的貼附性較好，不易破損，較多的活性基團意味著其具有較高的固化活性，從而實現(xiàn)速干。