一种UV-LED固化喷墨及其制备方法与应用与流程

本发明涉及固化油墨，尤其是涉及一种uv-led固化喷墨及其制备方法与应用。

背景技术：

1、pcb(printed circuit board)，也即印刷线路板，是电子元件的连接体和承载体。在pcb板上印刷字符，以便于后续的检查、维修或安装。传统的热固型字符油墨以丝印工艺生产字符，工序多、周期长，还有字符重影、模糊等缺陷。且一般还需使用有机溶剂加以稀释便于操作，有废水和voc排放，最后还需清洗网板。喷墨打印结合uv-led固化，助力线路板生产的工艺变革。喷墨打印是一种无网板、无触式的印刷技术，通过计算机程序控制，实现按需打印，油墨利用率较高。而uv固化则要求无挥发性溶剂，uv喷墨无voc，比传统丝印油墨更加环保。近年来pcb线路板逐步向自动化生产转变，有了线路油涂布半自动产线、阻焊油丝印半自动产线。而字符油率先转变，走喷墨打印uv固化的工艺路线，极大程度地提高生产效率，同时降低人工操作的出错率。

2、字符油墨是线路板上的重要组成部分。除了附着力、硬度、耐高温、抗黄变等基础性能要求外，为保证良好的打印性，还需具有较低的粘度、良好的储存稳定性以及稳定的粒径(不团聚)。最后，对张力也有一定要求：就喷头喷射形成墨滴落在底材上之前，高表面张力的油墨利于墨滴拖尾的收缩，这样打印的图案相对饱满、线条比较光滑；就打印在底材上而言，低张力的油墨有利于墨滴在底材上润湿铺展，不出现收缩异常现象。

3、当前，中高端线路板制造的要求越来越严苛，如新能源汽车板的终端客户在成品字符白油块上继续喷码(条形码、二维码)、或整板喷涂三防漆，要求字符白油块的表面张力达到32mn/m以上，甚至有的终端要求达到38mn/m以上，以此保证：1、白油块上喷码有附着力、不脱落；2、三防漆在整板上能均匀铺展而不存在局部收缩、不平整等异常问题。市场上各品牌的pcb阻焊油墨中，哑光色阻焊油墨有较高的表面张力(32～42mn/m)，而亮光色阻焊油墨的表面张力相对低一些(24～32mn/m)。进而带来生产字符过程的矛盾，也即是开发满足高表面张力的字符油墨在低张力的阻焊油墨上存在字符油墨自身收缩的异常现象。

4、基于此，亟需开发一种固化后有高表面张力的uv喷墨，用于提供较高的表面张力，以便满足后续的喷码或喷涂三防漆的工艺要求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是：

2、提供一种固化喷墨。

3、本发明所要解决的第二个技术问题是：

4、提供一种所述固化喷墨的制备方法。

5、本发明所要解决的第三个技术问题是：

6、所述固化喷墨的应用。

7、为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：

8、一种固化喷墨，所述固化喷墨的原料包括以下重量份的组分：

9、光引发剂7～10份；

10、uv单体50～75份；

11、低聚物5-10份；

12、热固化剂2～8份。

13、根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

14、所述固化喷墨，通过合理的光引发剂、uv单体、低聚物和热固化剂的比例，促使形成较为紧密的聚合物网络结构，而uv单体和低聚物的选择会进一步促使分子间相互吸引，使得表面张力增加从而使油墨固化后的表面张力较高。

15、根据本发明的一种实施方式，所述光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、4-二甲氨基-苯甲酸乙酯中的至少一种。

16、根据本发明的一种实施方式，所述uv单体包括单官能团单体、双官能团单体和三官能团单体。

17、根据本发明的一种实施方式，所述单官能团单体与双官能团单体的重量份比为：15-30：15-40。

18、根据本发明的一种实施方式，所述单官能团单体与三官能团单体的重量份比为：15-30：5-25。

19、根据本发明的一种实施方式，所述单官能团单体、双官能团单体、三官能团单体的重量份比为：20-25：25-35：8-20。

20、在uv单体中，单官能团单体、双官能团单体和三官能团单体具有不同的官能团，这些官能团会影响油墨分子之间的相互作用。例如，多官能团的单体可以形成更多的交联结构，从而增强分子之间的相互吸引力，而单官能团单体则可能会导致较少的交联结构和较弱的分子间吸引力。

21、此外，单官能团单体、双官能团单体、三官能团单体的重量份比会影响到油墨中不同官能团的比例和油墨分子之间的相互作用力，其中，不同官能团的比例会影响油墨分子的结构。多官能团的单体可能形成更复杂的分子结构，而单官能团单体则可能具有较简单的分子结构。这些结构差异会影响油墨分子在表面的排列和形态，进而影响表面张力；其中，官能团的不同类型可以影响油墨分子之间的相互作用力，例如氢键、范德华力等。这些相互作用力会影响油墨分子的聚集状态和表面张力。

22、根据本发明的一种实施方式，所述单官能团单体包括乙烯基活性单体、环己基类丙烯酸酯单体和带羟基的丙烯酸酯单体中的至少一种。

23、根据本发明的一种实施方式，所述乙烯基活性单体包括acmo(n-丙烯酰吗啉)、dmma(n,n-二甲基丙烯酰胺)、deaa(n,n-二乙基丙烯酰胺)中的至少一种。

24、不同乙烯基活性单体在光聚合过程中会与其他组分发生不同的反应，形成不同的交联结构。这些交联结构会影响油墨分子间的相互作用和表面张力。一些乙烯基活性单体可能会导致较多的交联点形成，使得油墨分子间的吸引力增强，从而降低表面张力。

25、根据本发明的一种实施方式，acmo是一种含有丙烯酰吗啉官能团的乙烯基活性单体。它在光聚合过程中可以与含有活性氢的化合物发生聚合反应，形成交联结构。例如，当acmo与含有活性氢的低聚物反应时，会发生交联反应。

26、根据本发明的一种实施方式，dmma是一种含有甲基丙烯酰胺官能团的乙烯基活性单体。它可以与其他组分中的乙烯基活性单体发生共聚反应，形成共聚物。如dmma可以与其他乙烯基活性单体如deaa共聚。

27、根据本发明的一种实施方式，deaa是一种含有乙基丙烯酰胺官能团的乙烯基活性单体。它在光聚合过程中可以与光引发剂发生反应，启动聚合反应。光引发剂可以通过释放自由基或离子等反应物质，引发乙烯基活性单体的聚合，从而促使油墨的固化。

28、根据本发明的一种实施方式，所述环己基类丙烯酸酯单体tbcha(4-叔丁基环己基丙烯酸酯)、tmcha(3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯)中的至少一种。

29、根据本发明的一种实施方式，所述带有羟基的丙烯酸单体为4-hba(丙烯酸-4-羟基丁酯)、ca(己内酯丙烯酸酯)、hema(丙烯酸-2-羟基乙酯)中的至少一种。

30、根据本发明的一种实施方式，所述双官能团单体包括hdda(1,6-己二醇二丙烯酸酯)、tpgda(二缩三丙二醇二丙烯酸酯)、dpgda(二丙二醇二丙烯酸酯)、npgda(新戊二醇二丙烯酸酯)、npg(po)2da(2(丙氧基)新戊二醇二丙烯酸酯)、ttegda(四乙二醇二丙烯酸酯)中的至少一种。

31、根据本发明的一种实施方式，单官能团单体包括acmo和ca。

32、根据本发明的一种实施方式，双官能团单体包括hdda和npg(po)2da。

33、根据本发明的一种实施方式，所述三官能团单体包括tmpta(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、3eo-tmpta(3(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯)、gpta(丙氧基化甘油三丙烯酸酯)、pet3a(季戊四醇三丙烯酸酯)中的至少一种。

34、根据本发明的一种实施方式，所述低聚物包括乙氧基化双酚a二丙烯酸酯、乙氧基化双酚f二丙烯酸酯中的至少一种。

35、根据本发明的一种实施方式，所述乙氧基化双酚a二丙烯酸酯，化学名称为bpa(eo)nda，其中n＝3，4，8，10，20，30。

36、选择不同聚合度(n值)的乙氧基化双酚a二丙烯酸酯(bpa(eo)nda)作为低聚物，会对uv-led固化油墨的表面张力和油墨固化后表面自由能产生影响。这是因为聚合度的不同会影响低聚物的分子结构和性质，从而影响油墨分子的相互作用和表面性质。进一步的，选择不同聚合度的低聚物会影响油墨的表面张力。通常情况下，聚合度较高的低聚物会导致油墨分子间的相互吸引力增强，从而使得表面张力降低。因此，选择较高聚合度(较大的n值)的低聚物可能会使油墨的表面张力较低。其中，聚合度的不同也会影响油墨固化后表面自由能。油墨固化后，表面自由能是指油墨分子在表面的能量状态，较低的表面自由能意味着油墨分子在表面更加稳定。较高聚合度的低聚物可能会有更复杂的分子结构，从而形成更为稳定的网络结构，使得油墨固化后表面的自由能较低。

37、综上，选择不同聚合度的乙氧基化双酚a二丙烯酸酯(bpa(eo)nda)作为低聚物，会对uv-led固化油墨的表面张力和油墨固化后表面自由能产生影响。较高聚合度的低聚物可能会使油墨表面张力降低，同时油墨固化后表面的自由能较低，有助于油墨形成更稳定的表面状态。选择合适的聚合度可以根据实际应用需求来调整油墨的性能和表面特性

38、根据本发明的一种实施方式，所述乙氧基化双酚f二丙烯酸酯，化学名称为bpf(eo)nda，其中n＝4，6，8，10，15，20，30。

39、选择不同类型的低聚物(如乙氧基化双酚a二丙烯酸酯或乙氧基化双酚f二丙烯酸酯)会对uv-led固化油墨的表面张力和油墨固化后表面自由能产生影响。由于乙氧基化双酚a二丙烯酸酯和乙氧基化双酚f二丙烯酸酯的化学结构不同，因此它们与其他组分间的相互作用也会有所不同。这些相互作用可以影响油墨分子的排列和在表面的状态，从而影响油墨的表面张力。此外，低聚物的不同选择也会影响油墨固化后表面的自由能。油墨固化后，表面自由能是指油墨分子在表面的能量状态。不同类型的低聚物可能形成不同类型的网络结构，使得油墨固化后表面的自由能有所不同。

40、根据本发明的一种实施方式，所述热固化剂包括异氰酸酯。

41、根据本发明的一种实施方式，所述异氰酸酯包括lanxess(朗盛)异氰酸酯。

42、根据本发明的一种实施方式，所述lanxess(朗盛)异氰酸酯包括txiene bi 7981、txiene bi 7984、txiene bi 7991、txiene bi 7992中的至少一种。

43、根据本发明的一种实施方式，所述固化喷墨，还包括以下组分：色浆与助剂，其中色浆包括丙烯酸单体、钛白粉和分散剂。

44、根据本发明的一种实施方式，所述色浆包括20-25份丙烯酸单体，65-70份钛白粉和5-8份分散剂。

45、根据本发明的一种实施方式，所述丙烯酸单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

46、根据本发明的一种实施方式，钛白粉包括美礼联595、美礼联r-105、杜邦706、石原cr-50、石原r-980中的至少一种。

47、根据本发明的一种实施方式，色浆组分中分散剂包括毕克的bykjet-9150、bykjet-9151、bykjet-9152，巴斯夫的basf efka 4310、basf efka 4330、basf efkapx4701、basf efka px7701，路博润的solsperse 39000、solsperse 36000、solsperse28000、solsperse 24000中的至少一种。

48、根据本发明的一种实施方式，所述助剂为流平助剂，包括迪高的tego 410、tego432、tego 425、tego 2200n、tego 2300，毕克的byk 307、byk 377、byk 379、byk 3500、byk361n中的至少一种。

49、为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：

50、一种制备所述固化喷墨的方法，包括以下步骤：

51、混合光引发剂、uv单体、低聚物和热固化剂，得到固化喷墨。

52、本发明的再一个方面，还提供一种pcb阻焊油墨，包括所述的一种固化喷墨。由于该应用采用了上述固化喷墨的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

53、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。