丙烯酸酯单体结构对UV涂料流变性影响.pdfVIP

丙烯酸酯单体结构对 UV 涂料流变性影响的研究  昆山卡斯特高分子材料有限公司   作者：魏先福、赵雪辉、黄蓓青、赵蕾         摘要：油墨的印刷适性与其流变学性能密切相关，UV 单体是影响油墨流变学性 能的主要因素。本论文使用制备 UV 油墨的常用单体丙烯酸酯系列，开发研制了 UV 丝印油 墨，探讨了丙烯酸酯单体种类及结构对 UV 丝印油墨的粘度、触变性及动态粘弹性的影响。         关键词：材料科学与工程；ＵＶ油墨；单体；流变学；S310001182M             引言         UV 油墨由 UV 单体（活性稀释剂）、UV 光固化树脂 （低聚物）、光引发剂、颜料 以及其它助剂组成，具有印刷品质量高、固化速度快、利于环境保护等优点。UV 单体起着 润湿颜料、稀释和调节油墨的粘度作用，同时决定着 UV 油墨的固化干燥和成膜性能。UV 单体的种类及其结构特点直接影响 UV 油墨的流变学性能，从而影响油墨的印刷适性。本研 究使用制备 UV 油墨的常用单体丙烯酸酯系列，开发研制出 UV 丝网印刷油墨，通过测试不 同种类 UV 单体以及不同结构同类单体的 UV 油墨流变学参数，探讨 UV 单体种类及单体结 构对 UV 油墨的粘度、触变性、动态粘弹性的影响，以期为制备高质量、具有良好印刷适性 的 UV 油墨提供理论参考。            1.实验         1.1 实验仪器及原材料         油墨制备使用三辊研磨机进行分散，油墨流变学性能测试使用 ARES‐RFS  Ⅲ (Rheometrics Fluid         Spectrometer，美)型旋转流变仪（圆锥圆板夹具），测试温度控制在 25 ±1℃。         UV 单体使用 TMPTA 、EO3‐TMPTA 、PO3‐TMPTA 、IBOA、BDDA 和 PETA 六种单体。         1.2 油墨制备         油墨基本组分如表 1 所示。制备方法：首先将各组分混合预分散，再使用三辊研 磨机研磨 60 分钟制备出油墨样品。           2.  实验结果与分析         油墨的流变学性能参数的测试结果与油墨的初始状态有关。为了统一测试时的油 墨初始状态，本研究在测试油墨的各项参数之前，统一用 50s‐1 的切变速率对试样施加 300s, 再静置 300s，以使测试前各试样的分散状态处于同一水平。         2.1  丙烯酸酯单体对 UV 丝印油墨流动曲线的影响         2.1.1 不同单体对 UV 油墨粘度的影响         对使用六种单体制备的青色油墨测试的粘度与切变速率之间的关系如图 1 所示。 测试结果表明，所有六种油墨的粘度随切变速率的增大而减小。在低切变速率领域，粘度下 降速度较快，在高切变速率领域，部分油墨样品的粘度有趋向平衡值的趋势。这种现象反映 出分散体系典型的流变学特征。UV 油墨分散体系中，颜料粒子形成的内部结构受到外界刺 激后被破坏，形成更小的颜料凝聚体，表观上改善了颜料粒子的分散状态。外部刺激越强， 颜料凝聚体越小，直至被破坏的结构与再生成的结构达到动态平衡，油墨粘度不再随切变速 率的增加而改变。对其它颜色油墨的测试结果也具有相同的变化趋势。         2.1.2 单体结构对 UV 油墨的粘度影响         TMPTA 、EO3‐TMPTA 、PO3‐TMPTA 三种单体具有相似的分子结构，对使用这三种 单体的青色油墨测试的粘度与切变速率的关系曲线如图 2 所示。比较三种单体的油墨粘度， 使用 TMPTA 单体的油墨粘度最大，PO3‐TMPTA 次之，EO3‐TMPTA 粘度最小，而且，三种油 墨粘度对切变速率的变化基本相同。由于三种单体的主体结构相同，均为三羟甲基丙烷三丙 烯酸酯，其区别在于官能团的不同：TMPTA 为三羟甲基，EO3‐TMPTA 为乙氧基化三羟甲基， 而 PO3‐TMPTA 为丙氧基化三羟甲基。因此，油墨粘度的差异可以认为是由于官能团的不同 所导致。从测试结果来看，导入乙氧基和丙氧基后，油墨体系的粘度下降，而且导入乙氧基 单体体系的粘度下降的更明显。