CN102408779B

CN102408779B - 一种油墨组合物及其制备方法和一种不锈钢工件

Info

Publication number: CN102408779B
Application number: CN 201010289425
Authority: CN
Inventors: 张璐璐; 李海滨; 薛进营
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: Zhaoqing Laide Sanitary Ware Hardware Co ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2030-09-24
Also published as: CN102408779A

Abstract

本发明提供了一种油墨组合物，含有以下组分：环氧乙烯基酯树脂30-40wt%；热固性羟基丙烯酸树脂20-30wt%；硅烷改性聚异丁烯树脂10-15wt%；聚酰胺加成物3-10wt%；液体石蜡5-10wt%；甘油5-10wt%；有机溶剂10-20wt%。本发明的油墨组合物，在室温表干后仍能从离型膜上转印至模具表面，转印图案精度较高，转印工艺简化。

Description

一种油墨组合物及其制备方法和一种不锈钢工件

技术领域

本发明属于油墨领域，具体涉及一种油墨组合物及其制备方法和一种不锈钢工件。

背景技术

汽车内外饰件表面的各种花纹，一方面可以隐蔽产品表面的缺陷，使产品外观美观，迎合视觉的需求，另一方面使产品表面与型腔表面之间容纳少许空气，不致形成真空吸附，容易脱模。例如汽车皮纹主要通过化学腐蚀在模具表面形成纹理，注塑内饰件经过喷漆后形成。化学腐蚀前需要在模具表面形成可抗蚀刻的纹理图形，一般先通过在模具整体表面喷涂抗蚀刻感光油墨，再贴合软菲林，曝光显影后即可在模具表面形成可抗蚀刻的图形。但是，由于模具形状不一，通过菲林曝光显影后的图形线条纹理会因光照强度不均匀而不清晰。

为了使图形线条纹理清晰，也可将抗蚀刻油墨丝印在离型膜上，现有技术中的各种抗蚀刻油墨在转印过程中需在油墨层没有完全表干的情况下贴合在模具表面，从而将离型膜上的油墨图案转移到模具表面；否则油墨层完全表干后难以从离型膜上脱落，难以实现转印。而如果油墨层没有完全表干，对位过程中易出现偏差，导致油墨层贴合位置错误，图案精度降低。此时，需要将油墨层擦拭干净，重新印刷转印膜然后转印，工艺非常复杂。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的抗蚀刻油墨转印得到的图案精度较低、工艺复杂的技术问题。

本发明提供了一种油墨组合物，含有以下组分：

环氧乙烯基酯树脂 30-40wt%；

热固性羟基丙烯酸树脂 20-30wt%；

硅烷改性聚异丁烯树脂 10-15wt%；

聚酰胺加成物 3-10wt%；

液体石蜡 5-10wt%；

甘油 5-10wt%；

有机溶剂 10-20wt%。

本发明还提供了所述油墨组合物的制备方法，包括将环氧乙烯基酯树脂、热固性羟基丙烯酸树脂、硅烷改性聚异丁烯树脂、聚酰胺加成物、液体石蜡、甘油和有机溶剂按比例混合均匀，即可得到所述油墨组合物。

本发明最后提供了一种不锈钢工件，包括不锈钢基材和位于不锈钢基材表面的油墨图案层；所述的油墨图案层通过将本发明提供的油墨组合物印刷于离型膜上，室温表干后转印至不锈钢基材表面并固化得到。

本发明的油墨组合物，在室温表干后仍能从离型膜上转印至模具表面，因此能实现油墨图案与模具表面的花纹准确对位，从而保证转印图案的精度，且油墨图案层具有较强的抗蚀刻性。另外，由于本发明的油墨组合物可实现室温表干后转印，因此可通过一次转印实现准确对位，无需多次对位、校正，工艺简化。

具体实施方式

本发明提供了一种油墨组合物，含有以下组分：

环氧乙烯基酯树脂 30-40wt%；

热固性羟基丙烯酸树脂 20-30wt%；

硅烷改性聚异丁烯树脂 10-15wt%；

聚酰胺加成物 3-10wt%；

液体石蜡 5-10wt%；

甘油 5-10wt%；

有机溶剂 10-20wt%。

优选情况下，所述油墨组合物中，各组分的含量为：

环氧乙烯基酯树脂 30-35wt%；

热固性羟基丙烯酸树脂 25-30wt%；

硅烷改性聚异丁烯树脂 10-12wt%；

聚酰胺加成物 3-6wt%；

液体石蜡 5-8wt%；

甘油 5-8wt%；

有机溶剂 10-15wt%。

现有的转印用油墨组合物，如果树脂挥发过快，油墨粘度增大，油墨图案难以从离型膜上脱落，油墨转移至模具上时，会破坏图案形状，降低转印精度。本发明的发明人通过大量实验，对油墨组合物中的各组分进行选择，并通过含量的调配，使得本发明的油墨组合物室温表干后仍具有良好的转印能力，容易从离型膜表面脱除，然后把离型膜与模具准确对位，使离型膜上的图案完全转移至模具表面，因此可保证图案转印的精度。另外，本发明的油墨组合物固化后，形成的图案层与模具的附着力非常高。

本发明中的油墨组合物中，主体成膜树脂为环氧乙烯基酯树脂和热固性羟基丙烯酸树脂，交联树脂为聚酰胺加成物。其中，环氧乙烯基酯树脂由环氧树脂与甲基丙烯酸反应而制得，其结合了环氧树脂的高热性、力学性能和耐化学性以及不饱和聚酯树脂的快速固化和易操作性能。因此，环氧乙烯基酯树脂具有极强的耐酸腐蚀性，并具有极佳的室温固化性能。所述聚酰胺加成物作为胺加速剂，可促进油墨组合物的室温固化。

本发明中，所述环氧乙烯基酯树脂的乙烯基含量为30-45wt%。更优选情况下，所述环氧乙烯基酯树脂采用弹性体改性的环氧乙烯基酯树脂。本发明中，所述环氧乙烯基酯树脂可直接采用商购产品，例如可以采用411-400环氧乙烯基酯树脂或DERAKANE公司的8084。

所述热固性羟基丙烯酸树脂的羟值为80-120mgKOH/g。本发明中，所述热固性羟基丙烯酸树脂可采用本领域技术人员常用的各种树脂，例如可以采用昶宇化工公司的SC341或上海爱力金涂料有限公司的A900、A909、NUPLEX公司的1762、1757。

所述硅烷改性聚异丁烯树脂用于保证油墨的耐久性和柔韧性，从而保证油墨图案层的抗蚀刻能力。所述硅烷改性聚异丁烯树脂中，硅氧烷基作为端基，可同钢材表面的羟基反应水解成硅羟基，从而使油墨与钢材表面产生稳定优异的粘接性；异丁烯基团用于稳定各种温度下油墨的粘度，保证油墨的耐久性、柔韧性。优选情况下，所述硅烷改性聚异丁烯树脂中，硅含量为5-20wt%。所述硅烷改性聚异丁烯树脂也可采用商购产品，例如日本钟渊化学公司的EPION^TM硅烷改性聚异丁烯树脂。

所述聚酰胺加成物的胺值180-320mgKOH/g。所述聚酰胺加成物也可直接采用商购产品，例如福清王牌化工有限公司的kingcure450。

本发明中，所述甘油和液体石蜡用于调节油墨的玻璃化温度，从而调节油墨组合物固化后形成的油墨层的柔韧性，保证油墨层的抗蚀刻能力。

作为本领域技术人员的公知常识，所述油墨组合物中含有有机溶剂。所述有机溶剂可直接采用现有技术中的各种溶剂。优选情况下，本发明采用的有机溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；其中，第一溶剂为高沸点溶剂，选自混合二元酸酯（DBE）、乙二醇丁醚醋酸酯（DBGA）、异氟尔酮中的至少一种；第二溶剂为低沸点溶剂，选自环已酮、甲苯、乙酸乙酯、异丁醇中的至少一种。更优选情况下，本发明的有机溶剂采用第一溶剂与第二溶剂体积比为1：0.3-0.5的混合溶剂，例如可以采用异氟尔酮与环已酮体积比为2：1的混合物或者异氟尔酮、环已酮及异丁醇体积比为1：0.2：0.2的混合物。

本发明的油墨组合物中，还可根据印刷图案的需要含有相应颜色的颜料。优选情况下，以油墨组合物的质量为基准，颜料的含量为6-15wt%。所述颜料可以为各种常规的颜料，例如可以选自炭黑、铁红、钛白粉、珠光粉、珍珠粉、铝浆、银浆、偶氮颜料和酞青颜料中的一种或多种，根据印刷图案的不同进行选择。所述颜料可以直接采用商购产品，例如可以采用科莱恩公司生产的1533、1541、7005s和1441。

作为本发明的优选实施方式，为提高油墨组合物的各种性能，所述油墨组合物中还可根据需要含有各种助剂。优选情况下，所述油墨组合物中还含有0.5-8wt%的助剂；助剂选自消泡剂、流平剂、润湿分散剂中的至少一种。

本发明的油墨组合物中所述的消泡剂的种类和用量为本领域技术人员所公知，例如，所述消泡剂可以选自EFKA2022、EFKA2527、EFKA2040、BYK352，BYK354，BYK357、BYK054中一种或多种。以油墨组合物的质量为基准，所述消泡剂的含量为0-2重量％，优选为0-1.5重量％。

所述流平剂主要是为了保证油墨组合物优异的表面效果，流平剂的种类和用量为本领域技术人员所公知，例如所述流平剂可以选自EFKA3883、EFKA3886、EFKA3600、BYK366，BYK333，BYK307、DEGO410中一种或多种。其中EFKA系列是荷兰爱夫卡公司产品，BYK系列是BYK公司产品，DEGO系列是德国迪高公司产品，以上其牌号为本领域技术人员所公知。以油墨组合物的质量为基准，所述流平剂的含量为0-2重量％，优选为0-1.5重量％。

所述润湿分散剂指任何能改善所述主体树脂在溶剂中分散状态的物质，如Kerper-602，Kerper-605，Kerper630，CFC-500HP，CFC-510，CFC-637，CFC-604S、BYK163中的一种或多种。其中Kerper系列为美国Kerper公司产品，CFC系列为法国CFC公司产品。以油墨组合物的质量为基准，所述润湿分散剂的含量为，0-5重量％，优选为0-3重量％。

本发明提供了所述油墨组合物的制备方法，包括将环氧乙烯基酯树脂、热固性羟基丙烯酸树脂、硅烷改性聚异丁烯树脂、聚酰胺加成物、液体石蜡、甘油和有机溶剂按比例混合均匀，即可得到所述油墨组合物。

本发明中，对于油墨组合物中的各组分的添加顺序没有特别限定，可以分批加入，也可一起加入，最后混合均匀即可。优选情况下，为使油墨组合物中各组分均匀混合，可先将除有机溶剂以外的各组分混合，采用三辊研磨机研磨直至细度为10微米以下，并在研磨过程中加入有机溶剂，混合均匀即可得到本发明的油墨组合物。

本发明还提供了一种不锈钢工件，包括不锈钢基材和位于不锈钢基材表面的油墨图案层；所述的油墨图案层通过将本发明提供的油墨组合物印刷于离型膜上，室温表干后转印至不锈钢基材表面并固化得到。

本发明中，所采用离型膜为本领域技术人员常用的各种离型膜，例如可以采用PET离型膜。将油墨组合物印刷于离型膜上所采用的印刷方式也为本领域技术人员所公知，例如可以通过丝网印刷的方式。

待离型膜上的油墨组合物室温表干后，将离型膜与不锈钢基材进行准确对位，然后将表干后的油墨组合物转印至不锈钢基材表面，其中转印可通过在一定压力下摩擦离型膜未印刷油墨组合物的一面，待油墨层完全转移至不锈钢基材表面即可剥离离型膜，最后将油墨层固化，即可在不锈钢基材表面形成油墨图案层。所述固化的条件包括固化温度为40-90℃，固化时间为20-30分钟。

本发明中，不锈钢基材表面的油墨图案层的厚度没有特别限定，根据所印刷的图案的要求而确定。

以下结合实施例对本发明做进一步说明。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到。

实施例1

（1）将除有机溶剂以外的各组分混合，才用三辊研磨机研磨直至细度为10微米以下，研磨过程中加入有机溶剂，混合均匀，各组分含量比例如下所示；得到本实施例的油墨组合物，记为S1；

环氧乙烯基酯树脂：8084，乙烯基含量42wt% 30%

热固性羟基丙烯酸树脂：SC341，羟值86 mgKOH/g 25%

硅烷改性聚异丁烯树脂：EPION^TM，硅含量10wt% 10%

聚酰胺加成物：kingcure 450，胺值300mgKOH/g 3%

液体石蜡 5%

甘油 6%

助剂：消泡剂：EFKA2022 0.5%

流平剂：EFKA3883 0.5%

润湿分散剂：Kerper-602 0.8%

颜料：炭黑 6%

有机溶剂：异氟尔酮、环已酮体积比2：1 13.2%

（2）将油墨组合物S1通过丝网印刷的方式印刷于PET离型膜表面，室温表干后，将离型膜贴合于模具钢表面，其中PET离型膜上印刷有油墨的一面与模具钢接触；反复摩擦 PET离型膜的另一面，待油墨层完全转移至模具钢表面，剥离PET离型膜，然后50℃左右干燥30min，得到本实施例的不锈钢基材，记为S11。

实施例2

采用与实施例1相同的方法制备油墨组合物S2，并转印至不锈钢基材表面，固化制备不锈钢工件S22，不同之处在于，油墨组合物S2中各组分及重量百分含量如下：

环氧乙烯基酯树脂：411-400，乙烯基含量33wt% 35%

热固性羟基丙烯酸树脂：A909，羟值70mgKOH/g 22%

硅烷改性聚异丁烯树脂：EPION^TM，硅含量15wt% 12%

聚酰胺加成物：kingcure46，胺值190mgKOH/g 7%

液体石蜡 5%

甘油 5%

助剂：消泡剂：BYK352 0.5%

润湿分散剂：CFC-500HP 0.5%

颜料：铁红 3%

有机溶剂：异氟尔酮、环已酮、异丁醇体积比1：0.2：0.2 10%。

实施例3-4

采用与实施例1相同的步骤准备油墨组合物S3-S5和不锈钢基材S33-S55，不同之处，在于步骤（1）中各组分的重量百分含量分别如表1中所示。

对比例1-3

采用与实施例1相同的步骤准备油墨组合物DS1-DS3和不锈钢基材DS11-DS33，不同之处，在于步骤（1）中各组分的重量百分含量分别如表1中所示。

表1

组分	S33	S44	S55	DS11	DS22	DS33
							环氧乙烯基酯树脂	31	33	30	-	40	-
热固性羟基丙烯酸树脂	25	25	24	35	-	-
							硅烷改性聚异丁烯树脂	10	10	14	21	20	45
聚酰胺加成物	3	5	5	12	5	23
							液体石蜡	5	5	5	5	5	5
甘油	6	5	5	6	6	6
							助剂	-	1.8	-	1.8	1.8	1.8
颜料	6	-	-	6	6	6
							有机溶剂	14	15.2	17	13.2	16.2	13.2

性能测试：

1、图案精度测试：

检查转印后离型膜纸上面是否有残留油墨，无残留为Y，否则为N；与原菲林比较，检查模具钢表面油墨层线条是否有缺失变形，无缺失变形为Y，否则为N。

2、附着力测试：

用划格器在喷涂表面划100个1mm×1mm的正方形格，用美国3M公司生产的型号为600的透明胶带平整粘结在方格上，不留一丝空隙，然后以最快速度垂直揭起，观察划痕边缘处有无脱漆。如脱漆量在0-5％之间为5B，在5-10％之间为4B，在10-20％之间为3B，在20-30％之间为2B，在30-50％之间为B，在50％以上为0B。

3、抗蚀刻测试

蚀刻液采用pH=1的混合酸（HCl：H₂SO₄： HNO3体积比为1：1：3）；将不锈钢工件S11-S55和DS11-DS33置于蚀刻液中，浸泡20分钟，看油墨图案层是否脱落；无脱落记为Y，否则记为N。

测试结果如表2所示。

表2

测试

S11

S22

S33

S44

S55

DS11

DS22

DS33

图案精度

Y

N

附着力

5B

3B

2B

抗蚀刻性

Y

N

从表2的测试结果可以看出，本发明的实施例的油墨组合物在室温表干后仍能转印至不锈钢表面，油墨图案层的精度明显优于对比例；另外，本发明的油墨层与基材的附着力较高，耐蚀刻能力也较好。

Claims

1. 一种油墨组合物，其特征在于，含有以下组分：

环氧乙烯基酯树脂 30-40wt%；

热固性羟基丙烯酸树脂 20-30wt%；

硅烷改性聚异丁烯树脂 10-15wt%；

聚酰胺加成物 3-10wt%；

液体石蜡 5-10wt%；

甘油 5-10wt%；

有机溶剂 10-20wt%。

2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，各组分的含量为：

环氧乙烯基酯树脂 30-35wt%；

热固性羟基丙烯酸树脂 25-30wt%；

硅烷改性聚异丁烯树脂 10-12wt%；

聚酰胺加成物 3-6wt%；

液体石蜡 5-8wt%；

甘油 5-8wt%；

有机溶剂 10-15wt%。

3.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述环氧乙烯基酯树脂的乙烯基含量为30-45wt%；热固性羟基丙烯酸树脂的羟值为80-120mgKOH/g。

4.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述硅烷改性聚异丁烯树脂的硅含量为5-20wt%。

5.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚酰胺加成物的胺值为180-320mgKOH/g。

6.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述有机溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；第一溶剂选自二元酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、异氟尔酮中的至少一种，第二溶剂选自环已酮、甲苯、乙酸乙酯、异丁醇中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述油墨组合物中还含有6-15wt%的颜料；颜料选自炭黑、铁红、钛白粉、珠光粉、珍珠粉、铝浆、银浆、偶氮颜料和酞青颜料中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的油墨组合物，其特征在于，所述油墨组合物中还含有0.5-8wt%的助剂；助剂选自消泡剂、流平剂、润湿分散剂中的至少一种。

9.权利要求1所述的油墨组合物的制备方法，包括将环氧乙烯基酯树脂、热固性羟基丙烯酸树脂、硅烷改性聚异丁烯树脂、聚酰胺加成物、液体石蜡、甘油和有机溶剂按比例混合均匀，即可得到所述油墨组合物。

10.一种不锈钢工件，包括不锈钢基材和位于不锈钢基材表面的油墨图案层；所述的油墨图案层通过将权利要求1-8中任意一项所述的油墨组合物印刷于离型膜上，室温表干后转印至不锈钢基材表面并固化得到。

11.根据权利要求10所述的不锈钢工件，其特征在于，所述固化的条件包括固化温度为40-90℃，固化时间为20-30分钟。