水性UV油墨的固化干燥機理和影響因素探討

1、水性UV油墨的固化干燥機理和影響因素探討·     普通UV墨中的預(yù)聚物黏度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋，而目前用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，同時許多反應(yīng)性稀釋單體在紫外光輻射過程中還存在反應(yīng)不完全的問題，殘留單體具有可滲透性，易帶來衛(wèi)生安全隱患，并影響固化膜的長期性能穩(wěn)定。水性油墨雖具有極易調(diào)節(jié)的低粘度和極低的有機揮發(fā)物（VOC），但其干燥時間一般較長，大多需進行加熱，基材耐熱性亦受限制，干燥與固化交聯(lián)可能同時發(fā)生等不足之處。水性UV油墨以水和乙醇等作為稀釋劑，結(jié)合了水性油墨與UV油墨的特點，是目前UV油墨領(lǐng)域的一個新的

2、研究方向。     水性UV油墨的固化干燥機理 水性UV油墨主要是由預(yù)聚物（水基光固化樹脂）、光引發(fā)劑、顏料、胺類物質(zhì)、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結(jié)合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發(fā)二種干燥形式，具體說主要有兩種干燥方式：水性體系的預(yù)揮發(fā)干燥和紫外光固化。     1預(yù)揮發(fā)干燥機理 預(yù)干燥是光固化之前必須有的一道工序，不進行預(yù)干燥將導(dǎo)致光固化的最終結(jié)果不理想。在水性UV油墨的制造過程中，水基光固化樹脂通過添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水，其中通過加氨水使其成鹽的反應(yīng)可示為： R-C

3、OOH+NHR-COO+NH（水溶性） 反過來，在預(yù)干燥過程中發(fā)生的反應(yīng)是： R-COO+NHR-COOH（水不溶）+NH     2光固化成膜機理 UV 固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)接枝反應(yīng)，在很短的時間內(nèi)固化成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物，得到硬化膜，實質(zhì)是通過形成化學(xué)鍵實現(xiàn)化學(xué)干燥。其固化過程一般可分為四個階段：光與光引發(fā)劑之間相互作用，它可能包括對光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用；光引發(fā)劑分子發(fā)生重排，形成自由基中間體；自由基與齊聚物中的不飽和基

4、團作用引發(fā)鏈或聚合反應(yīng)；聚合反應(yīng)繼續(xù)，液態(tài)的組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。影響水性UV油墨固化干燥的因素影響水性UV油墨固化干燥的因素很多，本文只對其主要的影響因素進行討論，這些因素有以下幾方面：1水性體系的預(yù)干燥對光固化的影響固化前的干燥條件對固化速度的影響很大，不干燥或干燥不完全時，固化速度較慢，且隨曝光時間的延長，膠凝率無明顯提高。這是因為，盡管水對抑制氧的阻聚作用有一定的效果，但是這只能使墨膜表面迅速固化，只達到表干，而不能達到實干。由于體系內(nèi)含有大量的水，體系在一定溫度下固化時，隨著墨膜表面水分的迅速揮發(fā)，墨膜表面迅速固化，膜層里面的水則難以逸出，大量的水殘留在墨膜中，阻止了墨膜的進一步固化

5、，固化速度降低。另外，UV照射時的周圍溫度對UV油墨的固化有很大的影響。溫度越高，固化性越好。因此施行預(yù)熱的話，油墨的固化性會增強，附著性更好。 2水性UV固化樹脂對光固化的影響 水性UV固化樹脂要進行自由基光固化，這就要求樹脂分子必須帶有不飽和基團，在紫外光的照射下，分子中的不飽和基團互相交聯(lián)，由液態(tài)涂層變成固態(tài)涂層。通常采用引入丙烯?；⒓谆；⒁蚁┗鸦蛳┍姆椒?，使合成的樹脂具有不飽和基團，從而可以在合適的條件下進行固化，丙烯酸酯由于其反應(yīng)活性高而經(jīng)常被使用。對于自由基型紫外光固化體系，隨分子中雙鍵含量的增加，涂膜的交聯(lián)速度會增大，固化速度將加快。而且不同結(jié)構(gòu)的樹脂對固化速度影響不同，各種官能團的反應(yīng)活性