印刷UV油墨的成分及性能

新材料与新技术化 工 设 计 通 讯
New Material and New Technology
Chemical Engineering Design Communications
·69·
第44卷第10期
2018年10月
1 紫外光固化油墨固化原理及优势紫外光，即Ultra Violet ，简称UV ，是指波长为200~400nm 的光线，波长低于可见光。

紫外光固化的主要产品有涂料、油墨、黏合剂等。

UV 固化体系的固化本质上是基于光化学理论的光化学反应过程。

简单来说就是油墨中的光引发剂吸收特定波长的紫外光，并将其激发成激发态，就形成了参与反应的活性基团。

这些活性基团就引发聚合预聚物和稀释单体经历电荷转移形成络合物，在很短的时间内交联和聚合，形成具有三维网状结构的聚合物，从而使固化产物具有一定的硬度和耐磨性。

紫外光固化油墨干燥速度快，加快了印刷速度，适合现代自动化生产，同时印刷过程无污染，顺应现代环保要求。

再加上UV 油墨固含量高，固化后油墨呈现的色彩光泽度高、显色更加艳丽，所以即便UV 油墨的价格相对较高，但是在印刷工业中得到了越来越广泛的应用，近年来占据的印刷市场份额逐渐增大，特别是包装和标签印刷领域。

2 紫外光固化胶印油墨的分类和组成
2.1 光引发剂
整个辐射固化过程都是由引发剂开始，当其暴露于紫外光后，吸收能量并且双键断裂而形成活性集团，从而光固化树脂和反应性稀释剂的链式聚合，使得涂层或油墨交联并固化[3]。

光引发剂TPO 的光解过程见式（1）。

H 3C
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
O
O C
C O O +
P
P
Ph
Ph Ph
Ph
hv
CH 3（1）
引发剂分解而来的活性自由基，能与单体和树脂进行链式聚合，最终形成固化。

2.2 活性稀释剂（单体）
活性稀释剂通常也称为稀释性单体，主要成分是丙烯酸酯，在光引发剂的作用下参加聚合反应，同时因为其低黏度的特点，也起到了调节油墨黏度的作用。

单体的分类的主要根据是官能度的多少，一到六官能度的单体较为常见，官能度越低，可反应的基团就越少，固化速率越低，成膜后交联密度低，形成的墨膜收缩率越低，越有利于膜层的柔韧性；反之亦然。

2.3 预聚物
预聚物通常是是光固化油墨含量最高的组分构成固化产品的主体和基本骨架，对固化后油墨的各方面性质起决定性作用。

包括黏度、柔韧性、乳化性、附着力、耐化学性等性
能主要都是由预聚物树脂决定。

UV 油墨的预聚物都是含有碳碳不饱和双键结构的聚丙烯酸树脂。

2.4 颜料
颜料是一种彩色、黑色或白色、高度分散、细粉状的固体物质，在油墨中决定着和色彩有关的所有性质，此外，耐候性、透明度等性质也深受颜料的影响。

按照结构的不同来分，有机颜料和无机颜料各具特色，不过随着化学技术的发展，有机颜料逐渐成为颜料的主流选择，因为有机颜料的色泽鲜艳，着色力强、透明度好，目前的应用来看，只有黑、白墨采用无机颜料制备，其余的彩色体系采用的都是有机颜料。

2.5 稳定剂及其他助剂
UV 油墨中含有光引发剂和不饱和的树脂，所以在存储和运输中极易发生聚合引发油墨的胶化变质，因此，通常在UV 油墨中加入一定量的阻聚剂以防止油墨在运输存储的过程中发生反应变质，也可称为稳定剂。

其他助剂包括填料、分散剂、蜡粉、滑爽助剂等，用于改善特定的性能，可根据不同的应用需求选择性加入部分助剂，本文不作详细介绍。

3 UV 油墨的主要性能
固化速度：油墨由液态彻底转化为固态过程的时间，这是UV 固化油墨相较于热固性油墨最大的优势，也是最重要的指标之一。

黏度：油墨内摩擦力的外在表现，影响着油墨的印刷适性。

每一种印刷方式都规定了所用油墨的适宜黏度范围，过高或者过低都会严重影响印刷品质。

附着力：指油墨涂层和基材结合的牢固程度，也称牢度。

包装品上的UV 油墨直接和外部接触，所以为了防止油墨遇到带黏性物质而直接掉落，就要求油墨和基材之间紧密连接，具有一定的附着力。

柔韧性：指油墨在受力变形后，不易折断的性质。

印刷品在使用过程中很容易受到弯折变形，柔韧性好的油墨在多次弯折后油墨依然能够很好附着在基材上。

耐磨耐刮性：为了减少油墨遇到粗糙和尖锐物接触时掉落的几率，会对油墨进行耐磨和耐刮性能的测试，让油墨能够保存更长的时间。

耐光性：指油墨暴露在阳光中的抗晒能力，评估颜色是否发生改变或者褪色。

因为包装品和标签一般都外露，所以也是包装领域特别看重的性能。

参考文献
[1] 聂俊，肖鸣.光聚合技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2009.[2] 凌云星，薛生连.油墨组成与配方[M].北京：印刷工业出版社，2010.
摘　要：紫外光（UV ）固化油墨是目前在印刷行业中被认为是环保、绿色、可持续发展的油墨。

它具有很多的优越性，是未来油墨发展的大趋势，正被越来越多的印刷企业所使用。

UV 油墨的主要成分有光引发剂、单体、预聚物、颜料、稳定剂和其他助剂，主要对这些成分做简要介绍，然后简要探讨UV 油墨品质的主要性能。

关键词：紫外光固化；UV 油墨；印刷油墨中图分类号：TS802.3 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2018）10–0069–01
Composition and Properties of Printing UV Ink
Dai Yang
Abstract ：UV curing ink is considered as environmental protection ，green and sustainable development ink in the printing industry.It has many advantages ，is the future trend of ink development ，is being used by more and more printing enterprises.The main components of UV ink are photoinitiator ，monomer ，prepolymer ，pigment ，stabilizer and other auxiliaries.The main content of this paper is a brief introduction to these components ，and then brie fly discusses the main performance of UV ink considering the quality.
Key words ：UV curable ；UV ink ；printing ink 印刷UV油墨的成分及性能
代 洋
（上海交通大学材料学院，上海 200240）
收稿日期：2018–08–16作者简介： 代洋（1988—），男，重庆人，工程师，主要从事UV 油
墨研发工作。