一種用于數(shù)碼噴印與uv固化的生漆油墨及其調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨及其調(diào)制方法，屬于數(shù) 碼噴墨印刷技術(shù)、UV固化技術(shù)、生漆等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)生漆因自身粘稠不能用于小孔 徑噴涂的缺陷，通過(guò)對(duì)生漆與油墨的改性處理實(shí)現(xiàn)漆藝彩繪從單純傳統(tǒng)人工制作向傳統(tǒng)工 藝和數(shù)字化相結(jié)合生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。
【背景技術(shù)】
[0002] 以中國(guó)生漆為例，生漆的化學(xué)成分主要是漆酚（60%~70%)、漆多糖（5%~7%)、漆 酶（〈1. 0%)和水分（20%~30%)。生漆漆膜具有突出的耐久性、高裝飾性、抗菌性、氧化穩(wěn)定 性、耐腐蝕性及環(huán)境友好性等優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用。但生漆因其涂飾工藝周期長(zhǎng)、成本高、 效率低、具有很強(qiáng)的致敏性、耐堿與耐紫外線較差并且難以噴涂工藝要求高且工序復(fù)雜，在 日常生產(chǎn)中難以滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的條件要求。生漆中的主要成份是漆酚，漆酚是鄰苯 二酚的衍生物，苯環(huán)上有兩個(gè)酚羥基，又含不止一個(gè)C=C雙鍵的長(zhǎng)側(cè)鏈，能夠進(jìn)行多種化學(xué) 反應(yīng)。苯環(huán)上羥基是鄰、對(duì)位取代反應(yīng)的定位基團(tuán)，羥基本身以及側(cè)鏈的C=C雙鍵都是易起 化學(xué)反應(yīng)的活潑點(diǎn)。
[0003] 而數(shù)碼噴印技術(shù)是當(dāng)今發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域之一，它是一種無(wú)接觸、無(wú)壓力、無(wú)印 版的數(shù)字成像技術(shù)。UV油墨在光固化印刷技術(shù)中有著有機(jī)揮發(fā)物零排放、低能耗、適合于各 種承印物、即時(shí)干燥而噴墨前不干燥、對(duì)噴頭無(wú)堵塞等特點(diǎn)。目前在印刷行業(yè)，光固化技術(shù) 是一種較為先進(jìn)的新技術(shù)，光固化技術(shù)又主要以紫外光光固化為主，其余還有紅外光、可見(jiàn) 光固化等。UV固化是指利用紫外線的能量，使油墨連結(jié)料的分子產(chǎn)生聚合，是固化墨滴的一 種技術(shù)，具有干燥迅速，可在線作業(yè)；無(wú)揮發(fā)性溶劑，減少環(huán)境污染；節(jié)省能源消耗；印品穩(wěn) 定性好等優(yōu)點(diǎn)。將生漆與數(shù)碼噴印技術(shù)、UV固化技術(shù)結(jié)合起來(lái)對(duì)于家具制造行業(yè)也是一種 新的契機(jī)。
[0004] 預(yù)聚物是油墨中的主要成膜物質(zhì)，它的性能決定了油墨成膜的主要性能。而光固 化油墨的預(yù)聚物中一般有C=C雙鍵和環(huán)氧基團(tuán)，在光照下可以進(jìn)一步反應(yīng)。而生漆中的漆 酚也可以進(jìn)行環(huán)氧改性，將生漆改形成為充當(dāng)一種預(yù)聚物，調(diào)配成一種UV光固化油墨，使 此油墨具有生漆及油墨二者共同的優(yōu)點(diǎn)，具有空前的意義。
[0005] 目前國(guó)內(nèi)將生漆與數(shù)碼噴印技術(shù)結(jié)合到一起的研宄非常有限，并未發(fā)現(xiàn)將UV油 墨與生漆及改性生漆結(jié)合起來(lái)用于數(shù)碼噴印技術(shù)和UV固化技術(shù)的研宄和專利文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出的是一種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨及其調(diào)制方法，其目的 主要是克服傳統(tǒng)生漆不能從數(shù)碼噴印設(shè)備噴頭中下噴出來(lái)，易堵塞噴頭，且固化時(shí)間長(zhǎng)的 缺陷，結(jié)合UV油墨的調(diào)制過(guò)程，將改性生漆與UV油墨制造技術(shù)結(jié)合，調(diào)制成一種既可以數(shù) 碼噴印，不堵塞噴頭，又可以通過(guò)UV固化的新型"生漆油墨"，使調(diào)配得到的"生漆油墨"兼 具生漆和UV油墨二者的優(yōu)良性能，實(shí)現(xiàn)生漆涂飾領(lǐng)域與數(shù)碼噴印技術(shù)領(lǐng)域的跨學(xué)科結(jié)合 和創(chuàng)新，滿足現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)需求。用新的反應(yīng)機(jī)理合成新的樹(shù)脂與油墨調(diào)配，使得調(diào)配的 "生漆油墨"可以在不堵塞噴頭的情況下從數(shù)碼噴墨印刷設(shè)備中噴出，且瞬間UV光固化，具 有生漆和UV油墨二者的優(yōu)良性能，克服原有技術(shù)的缺陷。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案： 一種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨，由下列原料及其質(zhì)量百分比組成：UV-LED油 墨40%-90%，漆酚2%-50%，環(huán)氧樹(shù)脂0-20%，醛類化合物0. 01%-25%，丙烯酸類單體0. 5%-20%， 稀釋劑1%_60%，催化劑0. 05%-3%，助劑0-5%，上述原料的百分比之和為100%。
[0008] 一種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨的調(diào)制方法，包括如下步驟： 1) 首先從安康漆、平利漆、城口漆、毛壩漆、秦嶺漆或者其他生漆中用二甲苯在三口燒 瓶中以質(zhì)量1:1的比例提取漆酚，靜置后取上層清液，得到漆酚二甲苯溶液或用乙醇和丙 酮提?。?2) 然后對(duì)漆酚溶液放置反應(yīng)釜中，加入10%_50%的醛類化合物，將溫度控制在30-70°C 進(jìn)行反應(yīng)0. 2-2h，交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到要求后停止反應(yīng)； 3) 反應(yīng)結(jié)束后持續(xù)升溫脫水，溫度達(dá)到136°C水脫凈，得到漆酚醛類聚合物； 4) 將所得的漆酚醛類樹(shù)脂繼續(xù)放在反應(yīng)釜中，加入一定量的環(huán)氧樹(shù)脂和阻聚劑，控制 溫度在35-70°C進(jìn)行反應(yīng)0. l_2h，反應(yīng)結(jié)束后停止反應(yīng)，持續(xù)升溫脫水，得到漆酚環(huán)氧樹(shù) 脂； 5) 在裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入一定量的漆酚環(huán) 氧樹(shù)脂和阻聚劑，緩慢攪拌加熱到70°C，再緩慢滴加丙烯酸和催化劑的混合液，加熱、攪拌， 升溫到95°C，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)Ih后每隔25min取樣測(cè)試反應(yīng)體系酸值，酸值降到 5mgKOH/g后停止反應(yīng)，降溫得到漆酚環(huán)氧丙烯酸酯； 6) 在裝有攪拌器、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入一定量的乙 醇后攪拌加熱至其回流溫度(約85°C )，待回流穩(wěn)定后，在20min內(nèi)滴加完約2/5的丙烯酸類 單體。滴加完約過(guò)15_20min后，再開(kāi)始滴加溶解好的漆酚環(huán)氧丙烯酸酯和剩余的丙烯酸類 單體，滴加 l_3h ;滴加完畢后，升溫至80-85°C保溫反應(yīng)2h，中間同時(shí)添加適量的光引發(fā)劑； 然后，降溫至50°C，攪拌滴加氨水或NaOH溶液中和至pH7-8,然后保溫?cái)嚢?0-30min出料； 7) 將所得的樹(shù)脂放入攪拌器，加入一定量的UV油墨攪拌10-30min，然后超聲分散 15-30min，得到樹(shù)脂油墨基礎(chǔ)共混物； 8) 選擇合適的稀釋劑和助劑加入體系中進(jìn)行調(diào)配，混合攪拌后超聲0_15min，得到可用 于數(shù)碼噴印設(shè)備的UV固化"生漆油墨"。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn):克服了生漆及改性生漆不可噴印阻塞噴頭和固化時(shí)間長(zhǎng) 的問(wèn)題，制成的"生漆油墨"不僅能夠通過(guò)數(shù)碼噴印設(shè)備直接被"打印"到基材表面，而且彌 補(bǔ)了傳統(tǒng)生漆及改性漆干燥條件苛刻及耗時(shí)的缺陷，可以通過(guò)UV光瞬間固化，整個(gè)過(guò)程不 超過(guò)30秒，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。同時(shí)，制成的"生漆油墨"既保留了原有生漆漆膜附著力 高、耐酸、耐堿、耐水、耐油、耐磨、光澤度高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)漆液繼承了 UV油墨完美的光澤度、 色彩，瞬間固化、不堵塞噴頭、低污染、噴印質(zhì)量耐抗性佳、適用于各種基材的優(yōu)點(diǎn)，集合了 UV-LED油墨與改性生漆二者的優(yōu)點(diǎn)，合成工藝簡(jiǎn)單、條件易于控制、漆膜性能佳，能夠廣泛 用于裝飾、家具、建筑、電子、機(jī)械、化工等領(lǐng)域，本發(fā)明創(chuàng)造性地應(yīng)用了 "數(shù)碼噴印技術(shù)"和 "UV固化技術(shù)"，并結(jié)合傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了數(shù)碼噴印技術(shù)的集成創(chuàng)新，使得漆藝彩繪從單純傳 統(tǒng)人工制作向傳統(tǒng)工藝和數(shù)字化相結(jié)合生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 1. -種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨，其特征是由下列原料及其質(zhì)量百分 比組成：UV-LED油墨40%-90%，漆酚2%-50%，環(huán)氧樹(shù)脂0-20%，醛類化合物0. 01%-25%，丙烯 酸類單體0. 5%-20%，稀釋劑1%-60%，催化劑0. 05%-3%，助劑0-5%，上述原料的百分比之和為 100% 〇
[0011] 所述UV-LED油墨為UV油墨，主要成分包括：光引發(fā)劑、顏料、稀釋單體、預(yù)聚物和 助劑，在LED光源照射下可立即固化。
[0012] 所述漆酚是從安康漆、平利漆、城口漆、毛壩漆、秦嶺漆中的一種或一種以上漆中 用二甲苯溶液提取出的；其中，安康漆：平利漆：城口漆的質(zhì)量比為1:1. 5:1，安康漆：秦嶺 漆為1 :〇. 5,城口漆：毛壩漆：秦嶺漆的質(zhì)量比為1. 5:1:0. 5,煎盤(pán)分?jǐn)?shù)65%以上，漆酚含量 的質(zhì)量比為50%以上。
[0013] 所述醛類化合物為甲醛、糠醛、酚醛、三聚甲醛中的一種或幾種，其中，甲醛：糠醛 的質(zhì)量比為1:0. 5,甲醛：三聚甲醛的質(zhì)量比為1. 5:1。
[0014] 所述丙烯酸類單體為己二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二 丙烯酸酯、二縮三乙二醇二丙烯酸酯、鄰苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烯三丙烯 酸酯中的一種或二種以上。其中質(zhì)量比為己二醇二丙烯酸酯：鄰苯二甲酸二乙醇二丙烯酸 酯：新戊二醇二丙烯酸酯的質(zhì)量比為1:2:1，二縮三乙二醇二丙烯酸酯：二縮三丙二醇二丙 烯酸酯：三羥甲基丙烯三丙烯酸酯的質(zhì)量比為1:1:1。
[0015] 所述稀釋劑為二甲苯、乙醇、丙酮、環(huán)己酮、防白水（乙二醇單丁醚、乙二醇一丁 醚)、溶劑油（IP2028)中的一種或一種以上，其中，二甲苯：乙醇的質(zhì)量比為2:1，環(huán)己酮：丙 酮的質(zhì)量比為2:1。
[0016] 所述催化劑為氨水、氯化銨、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氫氧化鈣、叔胺類有機(jī)堿中的一 種或二種以上，其中，氯化銨：氫氧化鉀的質(zhì)量比為1:0. 5,氫氧化鋇與氫氧化鈣的質(zhì)量比 為 2:1〇
[0017] 所述的助劑為分散劑、光引發(fā)劑、光敏劑、消泡劑、阻聚劑、潤(rùn)濕劑或流平劑。
[0018] -種用于數(shù)碼噴印與UV固化的生漆油墨的調(diào)制方法，包括如下步驟： 1) 首先從安康漆、平利漆、城口漆、毛壩漆、秦嶺漆或者其他生漆中用二甲苯在三口燒 瓶中以質(zhì)量1:1的比例提取漆酚，靜置后取上層清液，得到漆酚二甲苯溶液或用乙醇和丙 酮提取； 2) 然后對(duì)漆酚溶液放置反應(yīng)釜中，加入10%-50%的醛類化合物，將溫度控制在30-70°C 進(jìn)行反應(yīng)0. 2-2h，交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到要求后停止反應(yīng)； 3) 反應(yīng)結(jié)束后持續(xù)升溫脫水，溫度達(dá)到136°C水脫凈，得到漆酚醛類聚合物； 4) 將所得的漆酚醛類樹(shù)脂繼續(xù)放在反應(yīng)釜中，加入一定量的環(huán)氧樹(shù)脂和阻聚劑，控制 溫度在35-70°C進(jìn)行反應(yīng)0. l_2h，反應(yīng)結(jié)束后停止反應(yīng)，持續(xù)升溫脫水，得到漆酚環(huán)氧樹(shù) 脂； 5) 在裝有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中，加入一定量的漆酚環(huán) 氧樹(shù)脂和阻