本發明涉及uv固化色漿,特別是涉及一種用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑及其制備方法和應用。
背景技術:
1、uv固化色漿是一種基于紫外光固化技術的高效著色材料,由顏料、聚合單體、光引發劑及助劑組成。其核心原理是通過汞燈或led光源激發光引發劑,觸發樹脂體系的快速交聯反應,實現色漿在基材上的瞬時固化。
2、與傳統工藝相比,uv固化色漿具有諸多優勢,例如:不含揮發性有機溶劑,更加綠色環保;固化溫度較低,降低了能耗;固化膜硬度高、耐候性強,適用于塑料、金屬、玻璃等多種基材。隨著環保法規趨嚴和高效生產需求增長,uv固化色漿逐漸替代傳統熱固化或溶劑型色漿,成為印刷、涂料、3d打印等領域的關鍵材料。
3、然而,當前的uv固化色漿產品仍存在一些問題,比如色漿中的顏料粒子穩定性不足,與uv樹脂體系的相容性較差,以及自身的表面特性未能得到有效調控,因此在儲存過程中,顏料粒子可能因重力作用逐漸沉降,或因布朗運動發生團聚,導致體系粘度上升甚至凝膠化。
4、為提高uv固化色漿的穩定性,分散劑是必不可少的助劑。在色漿體系中,分散劑會吸附在顏料的表面,形成一層空間位阻屏障,阻止了顏料顆粒之間的相互靠近與團聚,也促進了研磨過程中粒徑的細化,使分布更均勻;通過優化顆粒分散狀態,也能減少因絮凝導致的局部高粘度,使體系流動性增強;并且還有效避免了長時間儲存后顏料沉降、聚集的問題,維持了產品粒徑、粘度的穩定。因此,合適的分散劑是將色漿應用于油墨、涂料產品中時精度和可靠性的保證。
5、但是,現有的uv色漿中,常規分散劑還存在與顏料的結合效果不夠牢固、持久性不足的問題;六偏磷酸鈉等無機鹽類分散劑可能促使微生物繁殖,長時間儲存后也會由于水解失效;有機小分子分散劑則存在對環境因素敏感、分散穩定性較差的缺點;此外,uv色漿中的穩定劑、分散劑等成分可能隨時間遷移或分解,進一步加劇顏料分散體系的失穩,出現分層或結塊問題,嚴重影響產品的使用性能和工藝適應性,導致固化后的膜層出現色差、光澤不均等缺陷。如何提高顏料分散穩定性是uv色漿產品面臨的關鍵問題之一。
6、因此,亟需研發一種新的技術方案,以解決現有技術中存在的不足。
技術實現思路
1、基于此,本發明提供了一種用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑及其制備方法。本發明采用丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、氨基聚醚和鈦白粉反應得到特定分散劑,然后與顏料、uv單體、穩定劑等成分復配,有效改善了色漿的穩定性、均勻性,多種成分形成協同作用,賦予產品更好的附著力,克服了現有技術中存在的缺陷,為uv色漿產品的發展提供了新思路,具有良好的應用前景。
2、本發明的一個目的在于,提供一種用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑,所述用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑的原料包括如下成分:硅烷偶聯劑、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯、氨基聚醚和羥基化鈦白粉;
3、其中,所述羥基化鈦白粉與硅烷偶聯劑混合反應后,得到中間產物1,然后所述中間產物1與丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯反應得到中間產物2,最后所述中間產物2與氨基聚醚反應得到用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑;
4、所述硅烷偶聯劑、羥基化鈦白粉的質量比為(0.1-2):1;
5、所述中間產物1、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯的質量比為1:(0.1-1):(0.1-1):(0.5-2);
6、所述中間產物2、氨基聚醚的質量比為2:(0.5-2)。
7、進一步地,所述氨基聚醚選自端氨基聚氧化丙烯醚、端氨基聚氧化乙烯醚、端氨基聚氧化乙烯/聚氧化丙烯醚中的一種或多種。
8、優選地,所述氨基聚醚為端氨基聚氧化丙烯醚。
9、進一步地,所述硅烷偶聯劑選自乙烯基硅烷偶聯劑和丙烯酰氧基硅烷偶聯劑中的一種或兩種的混合物。
10、進一步地,所述丙烯酸烷基酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸辛酯中的一種或多種。
11、進一步地,所述用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑的制備方法包括如下步驟:
12、s1、將羥基化鈦白粉與硅烷偶聯劑混合,加熱反應后,得到中間產物1;
13、s2、將所述中間產物1、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯和引發劑混合,惰性氣體保護下加熱反應,得到中間產物2;
14、s3、將所述中間產物2和氨基聚醚混合,加熱反應后,得到產物。
15、進一步地,步驟s2中,所述加熱反應的溫度為70-100℃。
16、進一步地,步驟s3中,所述加熱反應的溫度為100-200℃。
17、本發明的另一個目的在于,提供上述用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑在低沉降uv白色噴墨色漿中的應用,所述低沉降uv白色噴墨色漿包括質量分數如下的組分:
18、
19、
20、其中,所述分散劑為用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑。
21、進一步地,所述uv單體選自四氫呋喃丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環甲縮醛丙烯酸酯、丙烯酸異冰片酯、n-丙烯酰嗎啉、3,3,5-三甲基環己基異丁烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一種或多種。
22、優選地,所述uv單體選自hdda(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、tpgda(二縮三丙二醇二丙烯酸酯)、thfa(四氫呋喃丙烯酸酯)中的一種或多種。
23、進一步地,所述白色顏料為鈦白粉。
24、進一步地,所述穩定劑為反應型穩定劑。
25、進一步地,所述穩定劑為n-烯丙基-2-氨基-4-[2-(2-羥基苯基)苯并三唑-5-氨基]-6-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氧基)-s-三嗪。
26、
27、優選地,所述n-烯丙基-2-氨基-4-[2-(2-羥基苯基)苯并三唑-5-氨基]-6-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-氧基)-s-三嗪參照文獻“劉棟.多功能性受阻胺類光穩定劑的合成與性能[d].西北大學,2014.”進行制備。
28、本發明的另一個目的在于,提供上述低沉降uv白色噴墨色漿在油墨及噴墨中的應用。
29、本發明具有以下有益效果:
30、本發明提供了一種用于低沉降uv白色噴墨色漿的分散劑,以丙烯酸、苯乙烯等物質和鈦白粉反應產物作為分散劑,該成分首先在羥基化鈦白粉表面引入碳碳雙鍵,然后再與丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸烷基酯共聚得到中間產物,之后通過丙烯酸的羧基與氨基聚醚通過酰胺化反應,引入親油的聚丙二醇側鏈,由此所得產物一方面具有富含羥基的鈦白粉粒子,與uv噴墨色漿中的白色顏料的極性相似、親和力好,能夠發揮吸附、錨固作用,與顏料結合,另一方面還含有苯環、烷基和聚醚基團,具有一定表面活性,同時能夠作為溶劑化鏈,增強空間位阻能力,促進了顏料在配方體系中高效分散,避免了色漿產品出現沉淀分層以及粘度明顯變化的缺陷。
31、另外,本發明還采用反應型穩定劑作為色漿的組分,該穩定劑與分散劑的相容性良好,在色漿儲存時能保持均勻分散,且在固化時能在分散劑的促進下高效將光穩定、熱穩定基團引入膜層中,從而協同增效進一步提高涂層的穩定性、成膜效果和強度,改善了產品的綜合性能。