光引发剂对uv柔印油墨固化速度的影响

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1、光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响 光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响2010-05-2116：13光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响转自：慧聪涂料网随着柔印以及UV固化技术的迅速发展,UV柔印油墨相比较于传统的水性和溶剂型柔印油墨,在操作性、印刷品质、固化速度、环境保护等众多方面有着明显的优势[1]。固化速度是UV油墨的一个重要性能,直接影响印刷速度[2]。UV柔印油墨由UV单体(活性稀释剂)、预聚物、光引发剂、颜料以及其它助剂组成,其中光引发剂对体系的固化速度影响很大,它通过紫外光线的特定波长,激发并分解产生自由基,引发聚合反应,直接影响到预聚物和单体能否快速交联固化[3-4]

2、。因此,选择合适的光引发剂是设计UV柔印油墨配方的重要环节。本论文通过选用5种光引发剂制备油墨,测试其固化速度,分别探讨光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响,选用3种固化速度快的光引发剂进行复配,通过配方试验的方法确定了复合光引发剂的最优比例；改变光引发剂的含量制备UV柔印油墨,测试了油墨的固化速度,可以得到最佳的光引发剂含量。1实验1.1原材料研磨预聚物：丙烯酸酯类预聚物6311-100；成膜预聚物：丙烯酸酯类预聚物6325-100,EB450；单体：丙烯酸2-乙氧乙氧基乙酯(EOEOEA)、新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯(NPGDA)和三丙烯酸酯(TMPTA)；颜料：四色版宝红,Ciba

3、；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)；1-羟基-环已基-苯基甲酮(184)；2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮(907)；2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)；分散剂：192。1.2仪器设备BM-T型篮式砂磨机；JJ-1型精密增力电动搅拌器；紫外光固化机,美国FUSION。1.3样品制备及性能测试按照色浆及油墨配方用天平定量称取原料,混合均匀,然后用BM-T型篮式砂磨机进行研磨来制备UV柔印油墨色浆及油墨样品,其中,色浆配方为颜料∶预聚物∶单体∶分散剂=25(质量分数,下同)∶16.7∶56.3∶2。

4、配好的色浆与成膜预聚物、调稀单体以及光引发剂再以一定的比例混合,制备油墨样品。分别探讨单一光引发剂对UV品红柔印油墨固化速度的影响；再分别选用3种固化速度快的光引发剂进行复配,通过配方试验的方法确定了复合光引发剂的最优比例。本实验通过测试在一定功率的紫外灯的照射条件下样品的临界固化速度来考察光引发剂对油墨固化速度的影响。2结果与讨论2.1不同光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响以品红为例,分别用光引发剂TPO、184、907、1173、ITX(在油墨中所占的比例为6%(质量分数,后同))来制备油墨,并测试所制备油墨的固化速度,测试结果见图1。从图1中可以看出用TPO、907和ITX制备的

5、油墨的固化速度都比较快,其中用907制备的油墨的固化速度相对最快。这主要是由于颜料的紫外光光谱吸收曲线与光引发剂紫外光光谱吸收曲线有着密切的关系,经过实验测得大多数颜料在其吸收紫外光光谱上都存在吸收光较弱的部分,这被称之为颜料的"光谱窗口"[5]。充分利用这些透光窗口,选择和该窗口匹配的光引发剂是提高UV柔印油墨固化速度的关键。光引发剂的吸收峰在有效范围内越多,其对紫外光的捕获能力相对较强[6]。另外,由于光引发剂发挥效应的前提是可以吸收光能[7],因此,光引发剂与UV光源的辐射谱带是否匹配也直接影响到固化反应的快慢。UV光源D灯的辐射峰在250nm、310nm、380nm附近。从图2品

6、红颜料的光谱吸收曲线上可以看出,其吸收紫外线较弱的区域在265nm、300~310nm、350~360nm附近,即在此处品红颜料对紫外光的吸收较弱。光引发剂907在品红颜料的透光窗口处存在吸收峰为310nm,又因为此处正好是在光源辐射的主波峰附近,所以其固化速度最快。光引发剂ITX在品红颜料的透光窗口265nm附近有吸收峰255nm,并且其另一个吸收峰380nm在光源辐射的主波峰附近,因此,其固化速度较快。而光引发剂TPO在品红颜料的透光窗口265nm和300nm附近也都有吸收峰,分别为269nm和298nm,并且它的吸收峰比较多,捕捉紫外光的机会比较多,在其吸收峰379nm处与光源辐射

7、主波长380nm附近相对应。因此,光引发剂TPO的固化速度也较快。光引发剂1173、184虽然在透光窗口附近也有吸收峰,但是可能由于自身的引发效率不高,所以固化率比较低。2.2复合光引发剂对UV柔印油墨固化速度的影响利用配方试验设计复合光引发剂配方,采用3组分单纯形重心设计[8]。设X1、X2、X3分别表示TPO、ITX、9073种光引发剂在复配光引发剂配方中所占的比例。由于采用配方试验中的单纯形重心设计(m=3),共有7种复配光引