水性UV油墨固化干燥機(jī)理及影響因素
普通UV墨中的預(yù)聚物黏度一般都很大，需加入活性稀釋劑稀釋，而目前用的稀釋劑丙烯酸酯類化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性，同時(shí)許多反應(yīng)性稀釋單體在紫外光輻射過(guò)程中還存在反應(yīng)不完全的問(wèn)題，殘留單體具有可滲透性，易帶來(lái)衛(wèi)生安全隱患，并影響固化膜的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定。水性油墨雖具有極易調(diào)節(jié)的低粘度和極低的有機(jī)揮發(fā)物（VOC），但其干燥時(shí)間一般較長(zhǎng)，大多需進(jìn)行加熱，基材耐熱性亦受限制，干燥與固化交聯(lián)可能同時(shí)發(fā)生等不足之處。水性UV油墨以水和乙醇等作為稀釋劑，結(jié)合了水性油墨與UV油墨的特點(diǎn)，是目前UV油墨領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向。
1水性UV油墨的固化干燥機(jī)理
水性UV油墨主要是由預(yù)聚物（水基光固化樹脂）、光引發(fā)劑、顏料、胺類物質(zhì)、水、助溶劑和其它添加劑等配制而成。其干燥固化結(jié)合了UV光固化和水性油墨滲透蒸發(fā)二種干燥形式，具體說(shuō)主要有兩種干燥方式：水性體系的預(yù)揮發(fā)干燥和紫外光固化。
1．預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)理
預(yù)干燥是光固化之前必須有的一道工序，不進(jìn)行預(yù)干燥將導(dǎo)致光固化的最終結(jié)果不理想。在水性UV油墨的制造過(guò)程中，水基光固化樹脂通過(guò)添加一種堿或者酸使其變成羧酸鹽才能溶于水，其中通過(guò)加氨水使其成鹽的反應(yīng)可示為：
R-COOH+NH→R-COO+NH（水溶性）反過(guò)來(lái)，在預(yù)干燥過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是：
R-COO+NH→R-COOH（水不溶）+NH↑
2．光固化成膜機(jī)理
UV固化水性材料的固化是指在紫外光的照射下，光引發(fā)劑吸收紫外光的輻射能后分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物發(fā)生聚合、交聯(lián)接枝反應(yīng)，在很短的時(shí)間內(nèi)固化成三維的網(wǎng)狀高分子聚合物，得到硬化膜，實(shí)質(zhì)是通過(guò)形成化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)化學(xué)干燥。其固化過(guò)程一般可分為四個(gè)階段：①光與光引發(fā)劑之間相互作用，它可能包括對(duì)光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用；②光引發(fā)劑分子發(fā)生重排，形成自由基中間體；③自由基與齊聚物中的不飽和基團(tuán)作用引發(fā)鏈或聚合反應(yīng)；④聚合反應(yīng)繼續(xù)，液態(tài)的組分轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w聚合物。
