光固化UV-油墨综述课件

光固化油墨中科院理化技术研究所123光固油墨在光固化材料市场中的分布计量单位：吨欧洲，北美的数据为2002年统计，日本数据为1999年统计。工业涂料印刷油墨电子工业黏合剂合计油墨所占比例欧洲6400012400290011008400014．8%北美46150163501490025007990020．5%日本137507940147284883690621．5%4UV固化油墨的优点无污染，无溶剂释放节省成本生产效率高瞬时干燥，无需喷粉质量高，网点扩大小，光泽丰满清晰可用于热敏承印物5光固油墨的分类胶印油墨柔印油墨凹印油墨凸印油墨转移油墨喷涂油墨丝印油墨光固油墨的承印物：纸张纸板金属（Al,Fe,Cu）塑料（PE,PP,PVC)玻璃纤维6光固化油墨与光固化涂料配方的对比UV印刷油墨配方实例：UV胶印油墨环氧丙烯酸树脂20.0聚酯丙烯酸树脂10.0三羟甲基丙烷三丙烯酸酯

10.0三丙二醇二丙烯酸酯

31.0二苯甲酮5.0二苯乙二酮3.0甲基二乙醇胺2.0品红16.0预聚体稀释单体引发剂颜料7遮盖和赋予涂料和油墨以彩色增加强度增加附着力改变流变性能改善耐侯性功能作用降低光泽降低成本颜料的作用8光固油墨颜料颜料无机颜料有机颜料金属颜料金属氧化物颜料金属硫化物颜料金属盐颜料偶氮颜料酞颜料色淀颜料新型盐颜料9部分颜料的结构式CarbonBlackRutileandAnataseTiO210有机无机颜料性能比较有机颜料:色彩丰富,鲜艳,色泽好,优于无机颜料无机颜料:耐光,耐热,耐溶剂,价格低廉11彩色油墨固化的固化特性12紫外光在颜料中的传播示意图1314敏化聚合反应通过光敏剂可以使光谱敏感度得到延伸

(扩展)。光敏剂吸收某一波长

(光引发剂在此波长下不能操作)的光能形成激发态，然后转移激发能到光引发剂。这种情形下发生的反应称为敏化光聚合反应.

单体MMA吸收光谱根本不与光源发射光谱匹配，光引发剂(PDO)的吸收光谱与光源在330nm处的发射光谱相匹配，光敏化剂(Eosin)在520nm(激光光谱

)处有最大吸收，因此，Eosin吸收Laser变成激发态，通过转移到PDO，形成可以引发聚合的自由基。

15UVAbsorptionof1-Chloro-4-Propoxythloxanthone1617颜料的加入对光固油墨体系

产生的影响根据Beer-Lambert定律，在一个体系中如果同时存在两个或以上的吸光物质，则光吸收定律可以表示为：IA=I0(1–10-d(

1C1+2C2+………))=I0(1–10-A)I0为光的初始强度，IA为被吸收光的强度，ξ和C分别为光吸收介质的吸光系数和浓度，d为光路长度。如果1代表的是光引发剂，则光引发剂的吸收光强与总吸收量的比值为：

IA1/IA=1C1/(1C1+2C2+………)所以在体系中加入吸光的颜料时，光引发剂吸收光子的总量下降。18颜料体系与无颜料体系光吸收的比较AbsorptionofEnergyinUVScreenInkUVA(320-390)UVB(280-320)TopSurfaceofInk66601995TopofSubstrate138157AbsorbedinInk98%92%Availableforcureatsubstrate2%8%黑色丝印油墨，所用光源为：FusionUV1600(240W/cm)D灯19AbsorptionofEnergyinUVScreenCoatingUVA(320-390)UVB(280-320)UVC(250-260)TopSurfaceofcoating21622161254TopofSubstrate140088015AbsorbedinInk35%59%94%Availableforcureatsubstrate65%41%6%清漆，所用光源为：FusionUV1600(240W/cm)H灯20各种白色颜料的吸收光谱21含不同白色颜料的油墨配方的光固化过程22光引发体系光固油墨的固化速度主要取决于光敏引发体系,因此选择好的光引发剂对光固油墨体系十分重要光引发剂的选择原则如下:光引发剂的紫外-可见光谱吸收,光源的发射光谱和颜料的最小吸收要相匹配,也就是光源的最强发射光谱波长,刚好是光引发剂的最大吸收和颜料的最小吸收23光源颜料引发剂匹配实例EmissionspectraofF600-Vbulbandabsorb/reflectionspectraofTiO224EmissionspectraofVIP397/418bulbandabsorb/reflectionspectraofTiO225光引发剂的吸收与颜料的透过之间的窗口效应Transmittancespectrumofrutiletitaniumdioxideandabsorbancespectraofphotoinitiator26Absorbancespectraof10μmthickscreeninkfilmscontaining7wt.%pigment(nophotoinitiator

sensitiseradded)27Absorbancespectraofphotoinitiators1and2andisopropyl-thioxanthoneinanon-pigmentedscreeninkfilm(10μm)28各种光源的发射光谱2930313233各波段紫外在油墨中穿透能力的比较34F600-V和VIP397/418输出功率的比较200-250nm250-300nm300-350nm390-420nm200-600nmF600-V371902325471797VIP397/418703363937942440对于配方：TiO218%CN120/HDDA(1:1),Dacure42651.5%1840.5%VIPF600固化硬度同样达到17Swings.固化速度：300fpm,200fpm同样的固化速度，硬度VIP比F600提高40~50%耐溶剂提高60%不含TiO2的清漆也存在同样的效果35BP,ITX和蓝色颜料的吸收光谱3637ITXCTXMPTXCPTX4-PTX2-PTX固化速度38ITXCTXMPTXCPTX4-PTX2-PTX39UVAbsorptionof1-Chloro-4-Propoxythloxanthone40能量转移或电子转移效应4142固化速度与光敏剂浓度的关系43固化速度与光敏剂浓度的关系44固化速度与膜厚度的关系45胶印示意PlateCylinderRubber