（应用化学专业论文）UV固化油墨的研制.pdf

湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 摘要w 98 3 5 8 紫外光固化( u v 固化) 技术应用于涂料、油墨、粘合剂等领域，高效、节能、无 环境污染，且产品性能优异，为行内竟相开发的新技术。本文根据u v 固化机理，列 自由基、阳离子及自由基一阳离子混杂体系油墨进行了研究，并自行合成了自由基体 ， 系油墨的粘结料环氧丙烯酸酯( e a ) 和聚氨酯丙烯酸酯( p u a ) 。性自由基体系中，实 验着重于引发剂与颜料的紫外吸收波长配伍，在测定了四种基本颜色各自紫外吸收波 长的基础上，寻找出与不同颜色体系相匹配的引发剂配方，得出用于红、黄、兰、黑 色油墨的引发剂分别为：i 一3 6 9 、1 - 8 1 9 、i 一1 8 0 0 + i t x 、1 - 3 6 9 。自由基体系油墨粘 度为2 1 0 0 2 2 0 0 c p ，固化温度8 0 c ，固化时间为0 8 6 s ，附着力7 0 8 6 ，丙醺 擦拭 2 0 0 次铅笔硬度为h 2 h 。在阳离子体系中，出于降低成本的考虑，实验选 用了较便宜的双酚a 环氧树脂为粘结料，探索了与其它原料的配比，筛选出e 一5 1 + u v r 一6 1 2 8 + p o l y o 0 3 0 1 + u v i 一6 9 7 4 的最佳阳离子油墨配方。阳离子油墨粘度为 1 2 8 0 1 8 0 0 c p ，固化温度8 0 c ，固化时间为1 3 3 6 s ，附着力1 0 0 丙酮擦拭 2 0 0 次铅笔硬度为h b 2 h 。自由基和阳离子体系油墨的性能均达到或超过了相关技 术指标一在自由基和阳离子油墨优化配方的基础上，本文通过改变两体系的配比进行 了自由基- - i j e i 离子混杂体系油墨配方的探索。拒杂体系油墨粘度为1 5 8 0 2 1 0 0 c p ， 固化温度8 0 ，固化时间0 8 2 3 s ，附着力8 5 1 0 0 ，丙酮擦拭1 0 8 2 0 0 次， 铅笔硬度为h 2 h 。固化后的混杂体系涂层固化速度界于自由基与阳离子体系固化速 度之间，价格适中但附着力和耐溶剂性欠佳，有待进一步研究。建议改变混杂体系 中的树脂连接料，采用同一分子上既有丙烯酸酯官能团，又有环氧官能团的单体。 关键词：紫外光固化u v 固化油墨自由基光固化油墨 阳离子光固化油墨 混杂光固化油墨 塑塑查兰堡主兰堡垒兰 型旦垡垫墨竺里型 a b s t r a c t u l t r a v i o l e tc u r i n gt e c h n o l o g yi sa p p l i e di np a i n t ，i n ka n db o n di n d u s t r y i ti s a n e wt e c h n o l o g y , w h i c hi sd e v e l o p e db yc o m p a n i e sb e c a u s eo fi t sa d v a n t a g e si nh i g h e f f i c i e n c y , e n e r g ys a v i n g ，z e r oe n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na n de x c e l l e n tp r o p e r t i e so f u v c u r e dp r o d u c t s a c c o r d i n gt ot h em e c h a n i s mo fu vt e c h n o l o g y , t h i sp a p e re x p l o r e d f r e e r a d i e a li n k ，c a t i o n i cc u r e di n ka n df r e er a d i c a l - c a t i o n i cf a r r e g i n o u si n k ，a n d s y n t h e s i z e de p o x ya c r y l a t e s ( e a ) a n dp o l y u r e t h a n ea c r y l a t e s ( p u a ) a sb i n d e r s o f f r e e - r a d i c a ls y s t e m i nf r e e - r a d i c a ls y s t e m ，t e s t sf o c u so nt h em a t c ho fu va b s o r p t i o n w a v e l e n g t h o fp h o t o i n i t i a t o r sa n dp i g m e n t s o nt h eb a s i so fd e t e r m i n i n gt h eu v a b s o r p t i o nw a v e l e n g t ho ff o u rk i n dp i g m e n t s ，t h ef o r m u l a t i o n so fp h o t o i n i t i a t o r st h a t m a t c ht od i f f e r e n tp i g m e n t sw e r eg o tt h ep h o t o i n i t i a t o r st h a tm a t c ht or e d ，y e l l o w , b l u ea n db l a c kp i g m e n t sr e s p e c t i v e l ya r ei 一3 6 9 ，i 一8 1 9 ，i 一1 8 0 0 + i t xa n d i 一3 6 9 p r o p e r t i e so ft h ef r e er a d i c a li n ka r e ：v i s c o s i t y 一2 1 0 0 2 2 0 0c p , c u r e dt e m p e r a t u r e 8 0 c ，d r yt i m eo 8 6 s ，a d h e s i o n - - 7 0 8 6 ，m e kr u b 2 0 0 ，p e n c i lh a r d n e s s h 2 h ， i nc a t i o n i cs y s t e m ，c o n s i d e ro fr e d u c i n gt h ec o s t ，t h ee p o x yr e s i no fb i s p h e n o lai s c h o s e na st h eb i n d e rb e c a u s ei ti sc h e a pt h ef o r m u l a t i o no fe 5 1 + u v r - 6 1 2 8 + p o l y o l 0 3 0 1 + u v i 6 9 7 4i sd e t e r m i n e da st h eo p t i m a lf o r m u l a t i o na c c o r d i n gt o f i l t r a t i o n t e s t s p r o p e r t i e so ft h ec a t i o n i cc u r e di n ka r e ：v i s c o s i t y 一- 1 2 8 0 1 8 0 0c p , c u r e dt e m p e r a t u r e 8 0 ( 2 ，d r yt i m e13 3 6 s ，a d h e s i o n 1 0 0 ，m e kr u b 2 0 0 ， p e n c i lh a r d n e s s - - h b 2 h o nt h eb a s i so fo p t i m a lf o r m u l a t i o n so f f r e er a d i c a ls y s t e m a n dc a t i o n i cs y s t e m ，f r e e c a t i o n i cc o n g e s t i o nc u r e di n ki so b t a i n e d p r o p e r t i e so ft h e f r e e - c a t i o n i cc o n g e s t i o nc u r e di n ka r e ：v i s c o s i t y - 一1 5 8 0 2 1 0 0c p , c u r e dt e m p e r a t u r e 8 0 c ，d r yt i m e 0 8 2 3 s ，a d h e s i o n 8 5 1 0 0 ，m e kr u b 1 0 8 2 0 0 ，p e n c i l h a r d n e s s - 一h 2 h t h ed r yt i m eo fo fc o n g e s t i o nc u r e di n ki sb e t w e e nt h a to ff r e e r a d i c a li n ka n dc a t i o n i ci n k ，a n dt h ep r i c ei sm o d e r a t eb u tt h ea d h e s i o na n ds o l v e n t r e s i s t a n c eo ff r e e - c a t i o n i cc o n g e s t i o ns y s t e mi sn o ts a t i s f y i n g t h es y s t e mm u s tb e s t u d i e dc o n t i n u o u s l y t h es u g g e s t i o ni st oc h a n g et h eb i n d e ri nt h i s s y s t e m ，a sa e x a m p l e ，u s i n gt h em o n o m e rw i t ha c r y l a t e sa n de p o x yf u n c t i o n a lg r o u po nt h es a m e m o l e c u l e k e y w o r d s ：u vc u r e u vc u r e di n kf r e e - r a d i e a lc u r e di n kc a t i o n i cc u r e di n k c o n g e s t i o nc u r e di n k 2 湖南大学顼士学位论文u v 固化油墨的研制 第一章绪论 紫外光固化( u v 固化) 是指在紫外光的作用下体系中的光敏物质发生化学反应产生 活性碎片，引发体系中活性单体或齐聚物的聚合、交联，从而使体系由液态涂层瞬间变成 固态涂层。u v 固化技术应用于涂料、油墨、粘合剂等领域，始于6 0 年代末。自1 9 6 7 年德国拜尔公司研制出第一代u v 固化涂料以来，u v 固化技术在世界范围内得到了飞速发 展。w 固化涂料、油墨、阻焊剂及粘合剂等在电子、印刷、建筑、装饰、医药、机械、化 工及汽车等行业迅速推广应用，u v 固化已成为一个新的技术分支和发展方向。 1 一 u v 固化技术的特点 u v 固化技术之所以发展如此迅速，与它本身所具有的特点分不开。该技术首先是为 解决环境污染问题而提出来的。普通的热固化技术采用加热的方式，使涂料、油墨中的溶 剂挥发而达到固化的目的。这些易挥发溶剂大多具有一定的毒性，对环境造成很大的危害， 损害人们的身体健康。u v 固化技术采用紫外光作为能源，涂料中具有光活性的引发剂受 紫外光照射以后，产生自由基或阳离子引发聚合而固化。在u v 固化体系中，不需要加入 挥发性溶剂，原料中的齐聚物和稀释剂均具有聚合反应的活性，固化时全部交联成膜，所 以无溶剂挥发”，被誉为“面向二十一世纪的绿色工业新技术”。1 。 虽然u v 固化技术最初出于对环保的考虑，但发展至今，这一技术所具有的一系列优 异特性，己成为各公司竞争市场、获取丰厚利润的重要技术“1 。由于采用紫外光照射，可 在低温下固化，节省了热固化所需的大量热能：引发剂接受紫外光后，聚合反应非常迅速 在几秒钟内甚至零点几秒内即可完成固化，不需要额外的烘干设备。这一特点对于印刷行 业来说，可以避免生产中前后纸张间的粘连、重叠而破坏印张质量，适合连续性生产，大 幅度地提高生产率，同时还可以减少贮存空间。最后，u v 固化产品性能优异，在光泽、 耐磨、硬度、耐溶剂性、美观等方面具有其他固化不可比拟的优良品质，是适合于人们消 费水平的高档产品”。 i 2 1 u v 固化机理 1 2u v 固化体系 5 湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 u v 固化不同于其他类型固化的根本特征在于它的固化成膜必须经受紫外光线的照射。 在强紫外光线的照射下，光固化可在几秒钟或几分钟内快速固化成膜；在日光照射下也可 缓慢地固化成膜。如果没有紫外线的直接照射，光固化可在很长的时间内不能固化成膜， 涂层将长期处于不同的粘稠状态。 紫外光是一种比可见光更短的电磁波。如图1 1 所示。 1 0 。l o 21 0 - 11 0 02 0 03 0 04 0 08 0 01 0 1 0 * 波长( n m ) 可一红外线一 微波 y一x 线一一 紫外线一 见近红外线+ 远红外线 线涂装用电子线 光 涂装用紫外线 摄影 远紫外线近紫外线 红外线 j1 1 8 9 i 5 9 83 9 82 9 71 5 01 2 0 4 5 能量( k j = 0 1 ) 1 0 0 k e v1 0 k e y 图1 1各射线波长及能量示意图 用于光固化的紫外光波长在2 5 0 4 0 0 n m 之间。紫外光具有一定的能量，当波长在 3 0 0 r i m 时它所具有的紫外能量是4 0 0 k j t o o l ，由于碳一碳键的结合能是3 3 4 k j t o o l ，所 以用于光固化的紫外光能在2 9 3 4 1 8 k j m o l 之间，相应的紫外光波长在2 5 0 4 0 0 r i m 的范围 之间1 6 j 。 u v 固化分为自由基固化和阳离子固化两种机理。在紫外线照射下，光引发剂分解产生 自由基或阳离子。自由基或阳离子能引发具有反应活性的齐聚物及稀释剂( 如含双键或环 氧基) 发生聚合，固化形成聚合物的三维网络骨架”1 。 自由基固化机理有裂解型和夺氢型两种”。裂解型为引发剂通过吸收强紫外光发射的 紫外光量子，裂解成自由基，自由基再引发化学聚合、交联和接枝反应，在几分之一秒内 形成三维网状结构，成为固态薄膜。如安息香醚类即为裂解型引发剂： 碍 h f 一 h 。一 o o ho抽 夺氢型般为酮类与叔胺组成的光引发体系。在叔胺的存在下，激发态的酮与胺发生 “给体受体共轭”： 6 湖南大学硕士学位论文 u v 固化油墨的研制 一椰c 脚n 卫，一0 0 h + 虹州c 跏 上述所生成的自由基再引发双键聚合 r + c h 2 墨c h x + r c h 2 _ e h xc h 2 = c + h x + 固化 阳离子固化的机理为：具有光活性的引发剂在一定波长的紫外光照射下产生b r o n s t e d 或 l e w i s 酸，形成正离子活性中心，强酸使环氧化合物开环，快速引发环氧化合物的聚合及与 其它二元醇、多元醇和含o h 化合物的共聚合【”。 以碘始盐引发剂( a r z i + x 一) 为例，在紫外光照射下，a r - - i 键断裂生成一个活泼的自由 基阳离子“： a r 。i + x ：，a r i + x 一+ a r h r i + 。可以直接和单体反应引发聚合，也可以夺取一个氢生成质子，由质子引发聚合。后者 反应式为： a r i + 。十h r 4 a r i + h + 十r v + + o 6 c 。h _ 2 v _ + 镰笙吐v n 一 2 0 0 2 0 0 2 0 0 铝附着力75867080 基铅笔硬度 2 h2 h2 h3 h 材丙酮擦拭，次 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 由图4 6 - - 4 9 可得自由基复合引发剂配方的最佳固化温度及固化速度，对它们在 最佳固化温度下的试样性能进行测定，结果列于表4 - 8 。 表4 - 8自由基复合配方最佳固化条件及试样固化性能的测试结果 配方 ii ii 粘度c p 2 2 0 02 1 4 02 0 6 02 1 6 0 最佳温度，5 0 5 07 0 7 08 0 7 06 0 6 0 固化速度，s0 4 0 44 8 1 61 3 1 24 8 3 纸 附着力合格合格合格合格 基铅笔硬度 3 h2 hhh 材丙酮擦拭，次 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 铝 附着力 7 8 7 5 7 2 7 0 基铅笔硬度 2 hh2 hh 材丙酮擦拭，次 2 0 0 2 0 0 2 0 0 2 0 0 注：“”左边为纸材上测定，右边为铝材上测定 4 5 对结果的讨论 对引发剂与颜料的配伍配方来说，由表3 - 1 中颜料的紫外吸收与透过波长和表4 - 2 中自 由基引发剂的吸收波长对比可知，表4 - 3 的八个配方中，配方1 # ( 四个) 的引发剂吸收波长 2 7 湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 与颜料吸收波长相异，配方2 # ( 四个) 的引发剂吸收波长与颜料吸收波长相同。从图4 2 4 5 的实验结果可咀看出，兰、红、黄、黑四个颜色体系中，在纸基材和铝基材上，配方1 # 的固化速度均比配方2 # 的固化速度快。这是因为在接受紫外光照射后，配方1 # 的引发剂与 颜料各自吸收不同波长的紫外光，颜料不影响引发剂对紫外光的吸收：而配方2 # 的引发剂与 颜料在同一波长范围吸收紫外光，颜料阻碍了引发剂对紫外光的吸收。实验说明颜料对引发 剂存在屏蔽作用。 从图4 6 4 9 还可看出温度对固化速度的影响，一般来说，温度升高有助于固化反应 的进行，因为提高温度有利于达到固化反应所需的活化能，使固化速度加快。图4 3 4 5 的自由基红、黄、黑色配方和图4 2 兰色配方的纸基材固化均反映了这一趋势。但在图4 2 的兰色铝基材上，温度6 0 7 0 c 间有一个显著的固化速度突降。这可能是因为在兰色体系中， 颜料酞菁兰( c 3 2 h 。n e c u ) 为一含氮络合物，它与自由基引发剂发生夺氢型反应，从而促进自 由基快速生成。反应开始升高温度可以提供反应所需的活化能所以固化速度随温度升高而 加快。由于在兰色体系中反应开始即有大量的自由基生成聚合时放出大量热量，反应速度 迅速加快，在5 0 6 0 之间有一个速度突跃。然而当温度达到6 0 后，由于聚合速度过快 墨膜表层迅速固化阻挡了紫外光继续进入涂层内部，造成内层难以完全固化固化速度反 而下降。因此在铝基材上，兰色自由基体系的固化速度先随温度升高而迅速增加达到最佳 温度后，温度再升高反而会降低固化反应的速度。而在纸基材上，如前所述，纸基材的比热 小于铝基材，而且纸基材吸收油墨固化时的聚合放热，并在吸热后不象铝基材那样传递回墨 膜，墨膜的实际温度与仪表示温相差不大还未达到由于大量自由基产生而抑制涂层内部固 化反应进行的温度，所以兰墨在纸基材上固化时依然表现为随温度升高，固化速度加快。 从表4 - 6 可以看出，在最佳温度下配方均已达到较快的固化速度，另温度过高也不利于 固化设各的维护，一般生产中固化温度控制在8 0 以下。 对于复合配方，将图4 6 4 9 的结果分别与相对应的图4 2 4 5 中的结果对比可知， 图4 6 的兰色复合配方比图4 2 的兰色配伍配方固化速度大大提高，而图4 7 9 的红、 黄、黑色复合配方的固化速度均比相对的图4 3 4 5 的配伍配方略有降低。这是因为在图 4 6 的兰色复合配方i 中，加入了引发剂i t x ，其最大吸收波长为2 6 0 2 8 0 n m ，与酞菁兰的 最大透过波长2 7 0 3 0 5 n m 相配，另外i t x 本身在有色体系中的引发效率较高，因此用在兰 色复合配方可以大大提高固化速度。而对于其它三种颜色的配方，由颜料的吸收光谱可知， 红色复合配方中添加的1 - 8 9 ( 最大吸收波长3 6 0 3 6 5 n m ) 在立索尔大红的透过区的吸收比 配伍配方中的1 - 3 9 要弱一些，同样，黄色复合配方中添加的1 - 9 7 ( 最大吸收波长3 2 0 3 2 5 n m ) 2 9 湖南大学硕士学位论文 u v 固化油墨的研制 在联苯胺黄的透过区的吸收比配伍配方中的i 一8 9 要弱一些，因此在引发剂总量不变的情况 下，红、黄色复合配方的固化速度略有下降。而在黑色配方中，由于碳黑几乎在紫外光全域 均有吸收，引发剂的筛选较困难，但实验证明i 一3 9 的引发效果优于i 一9 7 。 综上所述，自由基有色体系的优化配方为配方i ( 兰色) 、红1 # 、黄l # 、黑l # 。 由于目前尚未制订u v 油墨的技术标准，现将上述配方的涂膜性能与u v 罩光油( 纸基材) 和u v 罩光清漆( 金属基材) 的技术指标相比较。 表4 - 9u v 罩光油罩光清漆技术指标”3 技术指标 检测项目 罩光油罩光清漆 细度，t i m 2 0 固体分， 9 99 5 固化时间，s 1 0l o 硬度 2 h2 h 附着力涂膜不掉7 0 丙酮擦拭，次 2 0 02 0 0 将上述自由基体系优化配方在表4 - 7 和表4 - 8 中的性能检测结果与表4 - 9 中的技术指标 比较，可知优化配方的各项性能分别达到或超过了技术标准。 4 6小结 ( 1 ) 配方中引发剂与颜料的紫外吸收波长相同时，造成颜料对引发剂的屏蔽作用，使固化 速度降低。为提高固化速度，应尽量选取与颜料的紫外吸收波长相异的引发剂。本文的此项 研究在文献上未见报道。 ( 2 ) 固化速度受温度影响，不同配方所受影响不尽相同，必须通过实验寻找最佳固化温度。 ( 3 ) 自由基有色体系的优化配方为配方i ( 兰色) 、红l # 、黄l # 、黑l # ，纸材铝材的最 佳固化温度及固化速度分别为5 0 5 0 、8 0 7 0 、7 0 8 0 、8 0 5 0 ( ) 0 4 0 4 、0 7 0 5 、1 6 0 6 、 3 1 2 ( s ) 。 ( 4 ) 自由基固化油墨优化配方的各项性能指标均达到或超过了u v 清漆的技术标准。 2 9 湖南大学硕士学位论文 u v 固化油墨的研制 第五章阳离子固化体系 自由基固化体系虽然能达到较快的固化速度，但仍存在有一些缺点。如易被氧气阻聚， 需采取选用合适的引发体系、n a 氧气清除剂等措施来弥补：自由基聚合时涂层发生体积 收缩，造成在某些基材上附着力差；当u v 光源离开后，将不再产生自由基，聚合反应易被 终止。与自由基固化相比，阳离子固化具有以下优点：1 不被氧气阻聚，因为氧是双自由基 结构，它只抑制自由基聚合，而对阳离子聚合不敏感0 4 1 ：2 阳离子开环聚合时体积收缩小， 所以形成的涂层附着力更强：3 固化反应不易终止，适用于厚膜和有色体系的光固化。特别 是最后一点意义很大。从以上的研究可以看出，由于有色油墨中的颜料会吸收或散射紫外 线，使紫外线不易达到涂膜的深层，阻碍了u v 固化的进行，所以必须小心地选择引发剂或 组合引发体系。而阳离子固化体系的固化机理决定了其固化反应不易终止，即使离开紫外线 的照射后，仍会有进一步的“暗”反应。这一点特别适合于有色体系。但阳离子固化体系由 于原材料价格较贵，成本较高，影响了它的应用和发展。 5 1阳离子固化体系常用原料及与多元醇的固化原理 典型的阳离子固化体系由树脂和引发剂构成还可以添加醇类以增加柔韧性、提高反应 速度或加入助剂以改变膜层性质。 5 1 1 树脂 用于阳离子固化的树脂有乙烯基醚和环氧化合物两类。环氧化含物是一种广泛应用于表 面涂料的重要粘结料，它能与羟基、羧基、氨基、硫醇等多种官能团反应从而使涂料、油 墨等具有优异的附着力、强度、韧性以及耐溶剂性。缩水甘油醚和脂肪族环氧化合物是常用 于涂料及油墨的两类主要环氧化物。在l i v 阳离子固化体系中常采用脂环族环氧化台物和芳 香族缩水甘油醚，其中前者的反应活性要比后者大“1 。阳离子固化体系常用的环氧化合物有 e 一4 9 ，r 一6 5 ，r 一6 0 e 一4 6 ，r 一6 8 ，r 一6 0 ，e 一5 l 等。 5 1 2 引发荆 阳离子引发剂在紫外光照射下可产生正离子活性中心，一般为豁盐( 如硫翁盐1 - 6 4 ) 和 芳茂铁盐( 如i 2 1 ) 。 5 1 3 多元醇 对于以环氧化合物为粘结料的阳离子固化体系来说，加入多元醇类可以加快固化速度， 3 0 湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 增加涂层的柔韧性。常用的多元醇有己内酯型二元醇( 如p - 2 1 ) 和三元醇( p - 3 1 ) 。 5 1 4 加入多元醇的阳离子固化原理 阳离子固化体系中加入多元酵的阳离子固化机理为。“： 他一眼乡“ 5 2阳离子固化无色体系配方筛选 h 十! 竺 5 2 1 实验部分 ( 1 ) 主要原料： 环氧树脂： r 一6 5 ，r 一6 0 ，r 一6 8 ，e 一5 1 ( 工业品) ： 多元醇：t o n 聃p o l y o l s 3 1 ( 工业品) ： 阳离子引发剂：i 一6 4 ，i 一2 1 ( 工业品) ； 助剂：高分子系流平剂4 5 ，高固体分、无溶剂型消泡剂6 8 0 ( 工业品) 。 ( 2 ) 主要仪器设备： j a l 0 0 3 型电子天平( 上海天平仪器厂) ：$ 6 5 型三辊机( 江阴精细化工机械厂) ：细度计 ( 天津试验材料厂) ；k 手动涂布器( rkp r i n t - c o a ti n s t r u m e n t sl t d ) ；l y e 光固化机( 灯 功率2 * 5 6 k w ，保定市融达印制板有限公司) ；划格器( 上海现代环境工程技术有限公司) 。 ( 3 ) 筛选的目标：一定条件下固化的时间和固化样的性能。样品固化后测定的指标及测定 方法如下( 同第四章) ： 1 ) 粘度：由n d j 一1 旋转粘度计( 上海天平仪器厂) 于2 5 测定： 2 ) 细度：g b l ? 2 4 7 9 3 ) 固化时间：指触干法； 4 ) 固化膜附着力：胶带纸法( 纸材) ，划格法( 铝材) ： 5 ) 耐溶剂性：丙酮擦拭法； 6 ) 铅笔硬度：g b 厂r6 7 3 9 - - 1 9 9 6 。 ( 4 ) 配方筛选试验及其结果 对于多环氧化合物阳离子固化树脂来说其聚合活性很不相同，它与环氧化合物的电荷 分布、空间阻碍等等都有关系。作为阳离子光固化树脂的基本低聚物，应尽可能选用商品环 湖南大学硕士学位论文u v 同化油墨的研制 氧化合物，如双酚a 环氧树脂，因为它价钱便宜而且有很好的性能，但它本身粘度太大， 而且光诱导交联固化太慢，因此需要和其它更活泼的低粘度的环氧化合物合用，特别是环氧 值高的双环氧化合物1 ，如u v r 一6 0 5 ，u v r 一6 0 0 ，r - 6 8 等。另外，当配方中加入多元醇时， 环氧当量数与羟基当量数的比值r 对涂层性能有重要影响。r 越小( 即羟基当量数越大) ，膜 层越柔韧1 。 r = 环氧当量数 羟基当量数 环氧化合物，g 环氧当量( e e w ) ：= - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - _ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 多元醇，g 羟基当量( h e w ) 文献提出的配方1 ，r 值为1 5 1 0 时，膜层的物理性能优电。本研究中配方取r = 2 。本实验 采用双酚a 环氧树脂与u v r 系列环氧化合物配合使用，加入配比当量的多元醇，原料粘度见表 5 - 1 配方见表5 - 2 。 表5 - i 环氧化合物与多元醇的粘度及当量 注：r = 2 ：a 、b 、c 配方中r e - 5 i = i o 9 0 ( w t ) ；混合e e w = e e w ”) t 0 + e e w l ) 9 0 实验分别测定了涂层厚度为4r a i l 、8r a i l 时的固化速度结果见表5 - 3 。 湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 壅! ：! 堕塞兰旦些墼查塑墅垡堕旦垄丝丝 配方( 4 l f i i l 8 向) abcd 注：“”左边、右边的性能分别为膜层厚度为4r a i l 、8r a i l 时测得 由表5 - 3 可以看出，配方a 、b 、c 、d 中，配方c 的综合性能最好。所以选定r - 6 8 与环 氧树脂配合使用，作为阳离子固化配方中的环氧化台物。表5 - 4 为不同的r 一6 8 卜5 1 比例下 ， 的配方。表5 - 5 为固化速度及性能测定。 表5 - 4 不同r - 6 8 e - 5 1 比例下的阳离子固化配方 注：r = 2 ；混合e e w = e e w 8 ) r - 6 8 ) + e e w l e - 5 l ，十( e - 5 1 ) 表5 5 不同比例环氧化合物配方的固化时间及性能 注：“”左边、右边的性能分别为膜层厚度为4r a i l 、8j l i i l 时测得 3 3 湖南大学硕士学位论文u v 固化油墨的研制 由表5 - 5 可以看出，配方b ( r - b 8 e - 5 1 ：1 0 9 0 ) 的综合性能最好。由此选定此配方为阳 离子固化的无色基本配方。 5 3 阳离子固化有色体系配方实验 以上述b 配方为基本配方，分别加入颜料配成有色阳离子固化实验配方，见表5 _ 6 。 表5 - 6 阳离子固化有色配方( 单位：克) 注：黑墨的浓度设定为其它颜料的7 7 0 7 1 与自由基有色体系一样，将上表中配方放于烘箱中加热至4 5 c 左右，保持3 0 r a i n ，待齐 聚物软化后将样品搅拌