Печатная краска уф-отверждения

 

Использование: преимущественно для печати трафаретным способом на бумаге, картоне,полимерных и металлических пленках и изделиях, стекле и др. материалах. Сущность: печатная краска УФ-отверждения содержит (масс. (мас.%) 1-15 пигмента, 35-55 олигоэфиракрилата, например, промышленных марок ТГМ-3, МГФ-9, МДФ-2 и/или триакрилат пентаэритрита, 20-35 акрилированной эпоксидиановой смолы с молекулярной массой 550-600, 3-6 фотоинициатора, 0,01-0,1 соинициатора (перекись бензоила и/или динитрил азобисизомасляной кислоты), а также 1-2,5 тиксотропного агента (аэросил), 0,5-1,0 пеногасителя (полидиметилсилоксановая жидкость) и инертный неорганический накопитель остальное. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к печатным краскам, в частности к печатным краскам для нанесения требуемого рисунка или текста методом сеткотрафаретной печати и последующего закрепления оттиска путем фотополимеризации связующего при облучении УФ-светом. Предлагаемая краска позволяет получать одно- и многокрасочные текстовые, графические и штриховые изображения на плоских поверхностях различных материалов: бумаги и картона, стекла, металлических и полимерных пленок и изделий и т.п.

Наиболее близкой по технической сущности является известная печатная краска УФ-отверждения, включающая пигмент, олигоэфиракрилат, трихлордифенил и эпоксидную диановую смолу молекулярной массы 400-500, модифицированную дифенилкетоном, который выполняет роль фотоинициатора жидкого связующего, при следующем соотношении компонентов, мас. Пигмент 12-35 Олигоэфиракрилат 45-70 Трихлордифенил 5-15 Эпоксидиановая смола, модифицированная дифенилкетоном 5-20 Однако данная краска по своим реологическим свойствам, прежде всего из-за повышенной вязкости и невысокой тиксотропности, не позволяет получать качественные оттиски методом сеткотрафаретной печати. Кроме того высокая скорость отверждения указанной краски-прототипа (около 2-5 с при удельной мощности облучения 30 Вт/см) достигается только в случае красочных слоев толщиной 1-1,5 мкм, характерных для офсетной печати. В случае трафаретной печати, где толщина красочного слоя составляет 20-50 мкм, время отверждения такой краски резко возрастает.

Целью настоящего изобретения является создание печатной краски с реологическими свойствами, удовлетворяющими требованиям трафаретного способа печати, имеющей высокую скорость УФ-отверждения достаточно толстого красочного слоя.

Печатная краcка УФ-отверждения, преимущественно трафаретная, содержащая пигмент, олигоэфиракрилат и модифицированную эпоксидиановую смолу, согласно изобретению, в качестве модифицированной эпоксидной смолы она содержит акрилированную эпоксидиановую смолу молекулярной массы 550-600 продукт взаимодействия эквивалентных количеств (мет)акриловой кислосты и эпоксидиановой смолы молекулярной массы 400-500, и дополнительно содержит фотоинициатор, соиницатор перекись бензоила и/или динитрил азобисизомасляной кислоты, тиксотропный агент аэросил, пеногаситель полидиметилсилоксановую кислоту и инертный неорганический наполнитель, при следующем соотношении компонентов, мас. Пигмент 1-15 Олигоэфиракрилат 35-55 Акрилированная эпок- сидиановая смола моле- кулярной массы 550-600 20-35 Фотоинициатор 3-6 Соинициатор типа перекиси бензоила и/или динитрила азо- бисизомасляной кислоты 0,01-0,1 Тиксотропный агент аэросил 1-2,5
Пеногаситель полидиме- тилсилоксановая жидкость 0,5-1,0
Инертный неорганический наполнитель Остальное
Печатная краска КФ-отверждения в качестве олигоэфиракрилата содержит диметакрилат триэтиленгликоля (ТГМ-3), диметакрилат триэтиленгликольфталата (МГФ-9), триакрилат пентаэритрита, диметакрилат диэтиленгликольфталата (МДФ-2) или их смеси.

В качестве пигментов используют полиграфические пигменты, а количество их в трафаретной краске меньше, чем в офсетной, поскольку из-за высокого поглощения пигментом УФ-излучения его концентрация в краске должна быть минимальна, а высокая интенсивность цвета и кроющая способность достигаются за счет большей толщины красочного слоя. Содержание пигмента в заявляемой композиции краски составляет 1-15 мас. причем для большинства пигментов наиболее предпочтительно содержание 1-3, а для белых 10-12 мас. Количество пигмента более 15 мас. нежелательно из-за резкого снижения скорости отверждения краски, а менее 1 мас. из-за снижения интенсивности цвета краски.

В качестве олигоэфиракрилата используются такие промышленные олигоэфиракрилаты как диметакрилат триэтиленгликоля (промышленная марка ТГМ-3), диметакрилат триэтиленгликольфталата (МГФ-9), триакрилат пентаэритрита, триакрилат триметилолпропана диметакрилат диэтиленгликольфталата (МДФ-2), олигокарбонатдиметакрилат (ОКМ-2) и другие подобные соединения. Наиболее предпочтительными являются промышленные олигоэфиракрилаты марок ТГМ-3 и МГФ-9. Содержание олигоэфиракрилата в краске составляет 35-60 мас. что определяется предельными значениями вязкости краски.

В качестве акрилированной эпоксидиановой смолы, так называемого дианового эпоксиакрилата, молекулярной массы 550-600, используют продукт взаимодействия широко распространенных эпоксидиановых смол молекулярной массы 400-500, например промышленных марок ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10587-76), и акриловой или метакриловой кислот (1 моль кислоты на 1 моль эпокси-групп). Получаемый эпоксиакрилатный олигомер имеет молекулярную массу 550-600 и практически не содержит свободных эпокси-групп, но имеет высокоактивные С= С-связи, что придает краске высокую скорость отверждения. Получение акрилированной эпоксидиановой смолы описано в примере 1 настоящего описания изобретения. Количество акрилированной эпоксидиановой смолы в краске составляет 20-35 мас. Меньшие количества существенно ухудшают фоточувствительность краски (скорость отверждения), адгезию к невпитывающим подложкам и устойчивость оттиска к внешним воздействиям. Концентрация же смолы более 35 мас. приводит к недопустимо высокой вязкости краски из-за высокой вязкости самой акрилированной эпоксидиановой смолы и, следовательно, плохим печатно-техническим свойствам краски. Наиболее предпочтительное содержание акрилированной эпоксидиановой смолы 25-30 мас.

В качестве фотоинициатора можно использовать известные соединения для подобных фотополимеризующихся композиций, например производные антрахинона, эфиры бензоина, диметилбензилкеталь и др. а также их смеси. Содержание фотоинициатора в краске тоже обычное 3-6 мас. Меньшие его количества не обеспечивают высокой скорости отверждения, а большие нецелесообразны из-за ограниченной растворимости этих соединений в олигоэфиракрилате.

В качестве термического соинициатора используются такие хорошо известные и распространенные соединения как перекись бензоила и/или динитрил азобисизомасляной кислоты. Содержание соинициатора в краске составляет 0,01-0,1 мас. Использование меньших чем 0,01% количеств термоинициатора практически не оказывает ускоряющего действия на процесс отверждения, а введение более 0,1% нежелательно из-за заметного снижения стабильности краски при хранении.

Краски трафаретной печати должны обладать тиксотропными свойствами, поэтому в их состав входит тиксотропный агент аэросил. Содержание аэросила в краске, обеспечивающее требуемый уровень тиксотропности, составляет 1-2,5 мас. Для предотвращения вспениваемости краски при печати сеткотрафаретным способом необходимо вводить небольшие количества (0,5-1,0 мас. пеногасителя полидиметилсилоксановой жидкости марок ПМС-200, ПМС-400 и др. Поскольку краска имеет обычно невысокое содержание пигмента, то для придания ей необходимых реологических свойств дополнительно вводят инертный неорганический наполнитель типа микроталька, мела, каолина, бланфикса и т.п. Количество наполнителя зависит от вязкости жидкого связующего и cодержания и маслоемкости пигмента.

П р и м е р 1. 1. Получение акрилированной эпоксидиановой смолы.

В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником загружают 100 ч. эпоксидной смолы марки ЭД-20 с эпоксидным числом 20% что соответствует содержанию эпокси-групп 0,47 моля. Затем добавляют 0,47 моля (33,5ч.) акриловой кислоты, включают перемешивание, вводят 0,33-0,66 ч. (1-2 мас. в расчете на акриловую кислоту) гидрохинона и перемешивают 30 мин при комнатной температуре. После этого вводят 0,7 г триэтиламина (0,5 мас. от общей загрузки) и постепенно повышают температуру до 90-110^оС, перемешивая далее при этой температуре до достижения кислотного числа < 5 мг КОН/г. Полученную вязкую акрилированную эпоксидиановую смолу охлаждают до 40-50^оС и сливают. Получение эпоксидиановых акрилированных смол на основе смол ЭД-22 и др. ведут совершенно аналогично, учитывая только соответствующе содержание эпокси-групп.

2. Приготовление печатной краски УФ-отверждения.

К 25 ч. полученной (как описано выше) акрилированной эпоксидиановой смолы добавляют 50% расчетного количества олигоэфиракрилата МГФ-9, т.е. 28 ч. и перемешивают, нагревая смесь до 35-40^оС. Затем добавляют фотоинициатор смесь 3,0 ч. 2-третбутилантрахинона, 10 ч. изобутилового эфира бензоина и 1,0 ч. диметилбензилкеталя и перемешивают до полного растворения фотоинициаторов. Затем к полученному жидкому связующему последовательно добавляют 1,0 ч. черного пигмента (сажа газовая ДГ-100), 1,0 ч. аэросила, 0,5 ч. полидиметилсилоксановой жидкости ПМС-200А и 15,45 ч.микроталька, тщательно перемешивают в течение 15 мин и перетирают полученную суспензию на трехвалковой краскотерке 2-3 раза до достижения степени перетира не более 12-15 мкм. К полученной краске добавляют оставшуюся половину расчетного количества олигоэфиракрилата МГФ-9 (т.е. 26 ч.), в котором предварительно при температуре 35 ± 5^оС растворено 0,05 ч. перекиси бензоила. Готовую краску перемешивают с помощью механической мешалки в течение не менее 30 мин. Полученная краска имеет следующие характеристики. Цвет черный, степень перетира менее 15 мкм, вязкость по стержневому вискозиметру ПВК-1 (без груза, 22^оС) 7-8 с, растекаемость 32-35 мм, время отверждения красочного слоя толщиной 30-50 мкм под УФ-лампой ДРТ-400 на расстоянии 6,5 см от источника (уд.мощность 30 Вт/см) 10-12 с, время отверждения под лампой 2000 Вт (уд.мощность 80-100 Вт/см) 2-3 с, что позволяет работать на печатной машине фирмы "Kamman" со скоростью не менее 12 м/мин. Отпечатанные на указанной трафаретной печатной машине оттиски на сетке 120 лин/см (скорость печати и УФ-сушки 12 м/мин) устойчивы к действию воды, растворов щелочей и кислот, а также к спирту (устойчивость 5 баллов, табл.2). Краска имеет высокую разрешающую способность и печатно-технические свойства, качество оттиска высокое. Стабильность краски при хранении не менее 5 месяцев.

П р и м е р ы 2-11. Получение акрилированной эпоксидиановой смолы и приготовление краски проводят аналогично примеру 1. Количественное содержание компонентов в краске приведено в табл.1. Характеристики красок приведены в табл.2. Краски согласно примерам 8-11 соответствуют запредельным содержаниям основных компонентов.

Формула изобретения

1. ПЕЧАТНАЯ КРАСКА УФ-ОТВЕРЖДЕНИЯ, преимущественно трафаретная, содержащая пигмент, олигоэфиракрилат и модифицированную эпоксидиановую смолу, отличающаяся тем, что в качестве модифицированной эпоксидиановой смолы она содержит акрилированную эпоксидиановую смолу мол.м. 550 - 600 - продукт взаимодействия эквивалентных количеств (мет)акриловой кислоты и эпоксидиановой смолы мол.м. 400 - 500, и дополнительно содержит фотоинициатор, соинициатор - перекись бензоила и/или динитрилазобисизомасляной кислоты, тиксотропный агент - аэросил, пеногаситель - полидиметилсилоксановую жидкость и инертный неорганический наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пигмент - 1,00 - 15,00
Олигоэфиракрилат - 35,00 - 55,00
Акрилированная эпоксидиановая смола с мол.м.550 - 600 - 20,00 - 35,00
Фотоинициатор - 3,00 - 6,00
Соинициатор - перекись бензоила и/или динитрилазобисизомасляной кислоты - 0,01 - 0,10
Тиксотропный агент - аэросил - 1,00 - 2,50
Пеногаситель - полидиметилсилоксановая жидкость - 0,50 - 1,00
Инертный неорганический наполнитель - Остальное
2. Краска по п.1, отличающаяся тем, что в качестве олигоэфиракрилата она содержит диметитакрилат триэтиленгликоля ТГМ-3, диметакрилат триэтиленгликольфталата МГФ-9, триакрилат пентаэритрита, диметакрилат диэтиленгликольфталата МДФ-2 или их смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2