一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法

摘要

本发明公开了一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方法，该油墨是由下列组份制成：以重量比计（以下所述比例，均为重量比），预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份；将上述组份按照一定步骤配料后分散即可制得所述应用于马口铁的防伪UV印铁油墨。该油墨及其制备方法能够增强油墨的附着力，使油墨能满足金属表面印刷要求；而且该油墨及其制备方法具有干燥速度快、工艺简单、节能环保、抗划伤能力好、柔韧性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油墨，特别涉及一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方 法。

背景技术

马口铁（SPTE）是两面镀有锡的铁皮，即冷轧低碳薄钢板，可防锈、耐腐蚀、无 毒、又名镀锡铁，主要用于制作金属包装，包括罐头食品、饮料、化工、医药、卫生、 涂料、油漆、喷雾剂、化妆品瓶盖等。随着时代科技的发展，人民生活水平的提高，对 包装印刷行业提出了更高的要求。传统烘烤型印铁油墨由于其工艺需要使用溶剂和烘烤 加热，普遍存在VOC较大、印刷效率低，不够环保节能等问题，逐步将会被紫外光固 化型印铁油墨所取代。紫外光（UV）固化印铁油墨是一种紫外光固化、应用于金属材 质上的油墨，由于其印刷工艺不需要使用溶剂和加热烘烤，具有能耗低、效率高、安全 环保等优点，是印铁油墨发展的一个重要方向，越来越受到人们的重视。但UV印铁油 墨本身一般附着力较差，不便于在其上面进行彩绘，柔韧性和耐磨性以及耐候加工性较 差，很大程度上限制了其在印刷包装领域的应用。

目前，国内厂家油墨产品能满足印铁印刷要求，对承印品马口铁具有良好的附着性 能、柔韧性和耐磨性并具有特殊防伪效果的印铁UV胶印油墨还未开发出成熟的产品， 特别是具有特殊防伪效果的印铁UV油墨产品。

发明内容

因此，本发明的目的是为了提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备 方法。该油墨及其制备方法能够增强油墨的附着力，使油墨能满足金属表面印刷要求； 而且本发明的油墨连结料经光固干燥后应具有一定的交联聚合度，具备优良的机械性 能。

本发明的另一个目的在于提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方 法。该油墨及其制备方法具有干燥速度快、工艺简单、节能环保、抗划伤能力好、柔韧 性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要的特点。

本发明的再一个目的在于提供一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨及其制备方 法。该油墨及其制备方法所产生的印品能够在红外灯照射在印品时会发出绿光，而用紫 外灯照射发出红光，具有突出的防伪效果。

为达到上述目地，本发明是按照如下方式实现的。

一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨，其特征在于，该油墨是由下列组份制成： 以重量比计（以下所述比例，均为重量比），预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30 份、光引发剂5～10份、颜料20～30份、助剂1～3份；且所述的预聚物是由聚氨酯丙烯 酸酯、丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、热塑性丁苯橡胶混合组成，按重量比计其比例为，聚 氨酯丙烯酸酯：丙烯酸酯：聚酯丙烯酸酯：热塑性丁苯橡胶为14.9～24.5份：10～15：15～20 份：0.1～0.5份。

更进一步，所述聚氨酯丙烯酸酯是由任意两种聚氨酯丙烯酸酯混合而成，最好采用 聚氨酯丙烯酸酯与硅改性聚氨酯丙烯酸酯两种混合，混合的重量比为1：0.5－1，这样 混合后，所得到的产品固化后更具有附着力。

所述的单体活性稀释剂是由丙烯酰吗啉ACMO、三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA、1,6- 己二醇二丙烯酸酯HDDA混合组成，其重量配比为，ACMO：TPGDA：HDDA=10～15： 0～5：9～16。

所述的光引发剂选用2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（JRCure TPO-L）和大分子噻 吨酮类光引发剂（JRCure-PTX）两种混合组成。

所述的普通颜料选用耐高温，耐蒸煮类颜料，如永固黄、酞箐蓝、永固红、高色素 炭黑中的任意一种；所述的光变颜料选用短波荧光红、2#红外绿和9#长波荧光红三种搭 配混合使用，光变颜料的细度均为2-25微米。

所述的助剂为聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚 物和对羟基苯甲醚。

一种应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法。该方法包括如下步骤：

按照上述组份，

A、首先，将丁苯橡胶树脂和单体活性稀释剂按重量份加入配料缸中高速分散，搅 拌均匀，搅拌时间为10～20分钟；

B、向步骤A中混匀的物料加入光引发剂、助剂以及其他的预聚物和单体活性稀释 剂，恒温60～70度下分散搅拌20～30分钟；

C、向步骤B中混匀的物料在低速搅拌的状态下按重量份加入颜料，继续搅拌混匀， 搅拌时间为25～35分钟，过滤后检测油墨细度和粘度符合要求即得成品。

所述步骤A中，先加入单体活性稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯HDDA与丁苯橡胶 树脂高速分散。

所述步骤B和C中，开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20 分钟，低速是指600-1000转/分，高速是指2000-3000转/分。

经发明人研究，由于金属表面为非吸收性表面，虽然在印刷前经过适当表面处理， 但如果对油墨的连结料选择不当，或者对金属表面的黏附性考虑不足，仍然会遇到油墨 附着力不能满足金属表面印刷要求的问题。因此，印铁油墨连结料的选择应当根据承印 物的特点进行选择，同时连结料中应少含或不含矿油之类的溶剂，以免影响油墨墨膜的 硬度。另外，印铁油墨印刷品需要经过各种成型加工(如弯曲、冲击、拉伸、卷边等)， 才能制成所需要的容器或产品，要求油墨连结料经光固干燥后应具有一定的交联聚合 度，使墨膜具备优良的机械性能(包括附着力、柔韧性、表面硬度和抗冲击性等)，以保 证经过机械加工后的墨膜和其他涂层不被破坏。因此，本发明油墨配方中的预聚物和单 体活性稀释剂构成油墨的基本骨架，决定和满足了包括硬度、柔韧性、附着力等油墨干 燥固化后的基本性能应用于马口铁上附着力和机械性能的要求。

同时，本发明还具有其它的优点：干燥速度快、工艺简单、制备成本低；节能环 保、抗划伤能力好、柔韧性好、附着力佳、可以适用于金属后加工的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式限制该发明，凡为 脱离本发明本质范围所进行的等效实施或变化，均应包含于本专利范围。

本发明所实施的应用于马口铁的防伪UV印铁油墨制备方法，是由下列组份制成： 以重量比计，预聚物40～60份、单体活性稀释剂20～30份、光引发剂5～10份、颜料20～30 份、助剂1～3份。

在具体实施中，预聚物是由型号为EB8215的聚氨酯丙烯酸酯（氰特工业公司），型 号为SA100C硅改性聚氨酯丙烯酸酯（广州昊运化学科技有限公司）（两种混合后UV 固化后附着力更佳），型号为Ebecryl525的聚酯丙烯酸酯（氰特工业公司），型号为P116 叔胺基改性丙烯酸酯（千叶合成化工），热塑性丁苯橡胶（湖南巴陵石化）混合组成。 单体活性稀释剂是由丙烯酰吗啉ACMO（日本兴人），三丙二醇二丙烯酸酯TPGDA（沙 多玛（广州）化学有限公司），1,6-己二醇二丙烯酸酯（沙多玛（广州）化学有限公司） 混合组成。光引发剂选用型号为JRCure TPO-L2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯（天津久 日化学股份有限公司）、JRCure-PTX大分子噻吨酮类光引发剂（天津久日化学股份有限 公司）混合组成。普通颜料（四个普通颜料全部选用克莱恩色粉）可选用耐高温，耐蒸 煮类颜料永固黄(P.Y83)、酞箐蓝(P.B15:4)、永固红(P.R122)、高色素炭黑(G-7)中的任 意一种，而光变颜料可选用短波荧光红、2#红外绿和9#长波荧光红（光变颜料全部选用 北京博大格林高科技有限公司）多种以任意比例搭配使用。助剂由BYK-310（聚酯改性 聚二甲基硅氧烷溶液）、BYK-185（含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液）和阻 聚剂对苯二酚（上海邦成化工有限公司）混合组成。

实施例1。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入9份单体活性稀释剂HDDA和0.1 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入10份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、4.9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 10份叔胺基改性丙烯酸酯P116、15份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.4份BYK-310、 0.5份BYK-185和0.1份对苯二酚和已提前用10份单体活性稀释剂ACMO煮化后的光 引发剂（4份JRCure TPO-L和1份JRCure-PTX用5份单体活性稀释剂ACMO煮化）； 开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟（低速600-1000转/ 分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入光变颜料（13份短波荧光红、1份9#长波荧光红和6份2#红外绿荧光 粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以 物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制在50-60度，使每一粒光变颜 料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤，检测产品的粘度和细度合格 后即成品。

实施例2。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入16份单体活性稀释剂HDDA和0.5 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 15份叔胺基改性丙烯酸酯P116、20份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525；助剂：1份BYK-310、 1.5份BYK-185和0.5份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加15份单 体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA 加15份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将8份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX 加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分 钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入红色颜料（15份永固红P.R122）和光变颜料（10份短波荧光红、1份 9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的 状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控 制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过 滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例3。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入10份单体活性稀释剂HDDA和0.1 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 11.4份叔胺基改性丙烯酸酯P116、20份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.5份BYK-310、 0.7份BYK-185和0.2份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单 体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA 加10份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将5份JRCure TPO-L和1份JRCure-PTX 加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分 钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入红色颜料（15份永固红P.R122）和光变颜料（10份短波荧光红、1份 9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的 状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控 制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过 滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例4。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入15份单体活性稀释剂HDDA和0.5 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入13份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、8.5份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 10份叔胺基改性丙烯酸酯P116、15份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.5份BYK-310、 0.6份BYK-185和0.1份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加10份单 体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA 加10份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将6份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX 加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分 钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入黄色颜料（14.5份永固黄P.Y83）和光变颜料（11份短波荧光红、1 份9#长波荧光红和3.5份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅 拌的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温 度控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤 网过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例5。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入10份单体活性稀释剂HDDA和0.1 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入13份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、8.9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 13份叔胺基改性丙烯酸酯P116、18份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：0.8份BYK-310、 1.1份BYK-185和0.1份对苯二酚、和已提前用5份单体活性稀释剂TPGDA加9份单 体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先5份单体活性稀释剂TPGDA 加9份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将6份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX加 入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分钟 （低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入蓝色颜料（14份酞箐蓝P.B15:4）和光变颜料（10份短波荧光红、2 份9#长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌 的状态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度 控制在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网 过滤，检测产品的粘度和细度合格后即成品。

实施例6。

在一定容积的可搅拌开口缸，按重量份分别加入10份单体活性稀释剂HDDA和0.1 份热塑性丁苯橡胶，采用盘式搅拌桨高速分散10-20分钟。

再分别加入15份硅改性聚氨酯丙烯酸酯SA100C、9份聚氨酯丙烯酸酯EB8215、 14.9份叔胺基改性丙烯酸酯P116、16份聚酯丙烯酸酯Ebecryl525、助剂：1份BYK-310、 1.8份BYK-185和0.2份对苯二酚、和已提前用4份单体活性稀释剂TPGDA加15份单 体活性稀释剂ACMO组成的混合物煮化后的光引发剂（先4份单体活性稀释剂TPGDA 加15份单体活性稀释剂ACMO混合，然后将8份JRCure TPO-L和2份JRCure-PTX 加入到混合物中煮化）；开动搅拌时转速由低速到高速逐步升级，再高速分散搅拌20分 钟（低速600-1000转/分，高速2000-3000转/分）。

最后，加入黑色颜料（15.5份炭黑G-7）和光变颜料（9.5份短波荧光红、1份9# 长波荧光红和4份红外绿荧光粉），使固体物料被液体物料充分润湿，在低速搅拌的状 态下搅拌混匀，转速的高低以物料不飞溅为宜，分散25-35分钟，分散体系的温度控制 在50-60度，使每一粒光变颜料都被油墨连结料所包裹。搅拌均匀后用300目滤网过滤， 检测产品的粘度和细度合格后即成品油墨。

检测制得的油墨的各项技术指标，各项性能测试指标如下表。

检验方法为：采用刮板细度计测试细度，采用数显粘度计测试粘度，采用YQM-1B 油墨粘性仪测试粘性，附着力：按GB/T1720-1979方法测试；硬度检测：用2H中华牌 铅笔，以45度角在样品印刷面用力推进，印刷面的底油不脱落、无划痕、不失光，即 为合格；柔韧性检测：将印刷油墨过紫外灯后的片材正反面对折五次，折痕出无明显裂 纹出现，不爆裂即为合格。

本发明油墨配方中的预聚物和单体活性稀释剂构成油墨的基本骨架，基本上很大 程度决定了包括硬度、柔韧性、附着力等油墨干燥固化后的基本性能。通过选择了对金 属附着力好、硬度高，对人体及环境无害同时又具有足够的柔韧性的聚氨酯丙烯酸酯、 丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯作为配方中预聚物的主体树脂。

油墨中添加光变颜料易使油墨的粘弹性降低而使油墨的塑性增大，油墨的流动性会 变差，对金属制品的印刷适应性较差，最终结果是油墨的转印性能变差而无法使用。由 于丙烯酸类低聚物有良好的相溶性，可以减低油墨粘度并提高流动度，还可以UV辐射 交联成为交流聚合的组成物，赋予油墨良好的耐磨性、硬度和附着力等，而且ACMO 与低聚物、多功能丙烯酸酯及颜料均具有良好的相容性，在聚合过程中，与大多数丙烯 酸单体比较，ACMO具有更快的固化速度，并且ACMO分子中的氮自由基可以抑制氧 引起的聚合反应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。