專利名稱：用于uv套印漆的新型消光劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)消光的含有二氧化硅的UV套印漆(tiberdrucklacke ),所述二氧化硅的表面通過用含多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷處理而如下得到改性，使得其尤其好地適于作為UV套印漆和印刷油墨的消光劑使用，以及制備所述UV套印漆和印刷油墨或經(jīng)表面改性的二氧化硅的方法。例如，使用UV套印漆，以將經(jīng)印刷的區(qū)域消光。
背景技術(shù)：
UV涂料、UV套印漆或印刷油墨的消光一直以來都是重大問題。與其它涂料體系相反，對于UV涂料和UV套印漆來說在固化期間不會發(fā)生收縮。由此不能形成粗糙表面和作為消光劑加入的粒子不能發(fā)揮其消光作用。在廣泛的研究中(參見 RadTech Europe 2005Conference andExposition)， H. D. Christian測試了在UV涂料中作為消光劑的各種不同的熱解法和沉淀法二氧化硅 (Kieselsauren )。不僅測試了未經(jīng)處理的二氧化硅而且還測試了用PE蠟涂覆的二氧化硅以及用聚硅氧烷涂覆的二氧化硅。Christian得到的結(jié)果是，UV涂料的消光仍舊是復(fù)雜的問題，并且在該研究中未能表明哪種消光劑是選擇用于UV涂料的消光劑。因此，仍舊非常需要專門針對UV涂料、UV套印漆和印刷油墨的消光開發(fā)的基于二氧化硅的消光劑。
發(fā)明內(nèi)容
任務(wù)因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供經(jīng)表面改性的二氧化硅，其在用作UV涂料、UV套印漆和印刷油墨的消光劑，尤其是UV固化性清漆中的消光劑的情況下，相比于迄今已知的基于二氧化硅的消光劑顯示更佳的應(yīng)用技術(shù)性能。同樣意于提供制備經(jīng)表面改性的二氧化硅的方法，以及提供制備所述涂料和印刷油墨的方法。其它并未明確提及的任務(wù)產(chǎn)生自后續(xù)說明書、實(shí)施例和權(quán)利要求書的總的上下文。解決方案已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用含多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷對二氧化硅進(jìn)行的表面改性導(dǎo)致產(chǎn)生優(yōu)異地適于作為UV涂料、UV套印漆和印刷油墨，特別是UV固化性清漆的消光劑的產(chǎn)品。除了特別難于消光的UV涂料以外，采用根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品甚至可以優(yōu)異地將所有其它涂料體系消光。在此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的UV固化性涂料也可以優(yōu)異地用作印刷油墨和UV套印漆。根據(jù)本發(fā)明的UV固化性套印漆由于新的根據(jù)本發(fā)明的消光劑而還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)其尤其在液態(tài)下與用經(jīng)PE蠟涂覆的二氧化硅消光的UV涂料相比具有改進(jìn)的透明性。此處，聚硅氧烷改性的二氧化硅的沉降性能至少與聚乙烯蠟(PE蠟)改性的二氧化硅的沉降性能一樣好。因此，根據(jù)本發(fā)明使用的用包含多重鍵的聚硅氧烷涂覆的二氧化硅相對于經(jīng)常導(dǎo)致清漆起霧的用PE蠟覆蓋的消光劑具有優(yōu)點(diǎn)。已發(fā)現(xiàn)，可以通過用含多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷涂覆來使二氧化硅改性，使得折射率為1. 4000至1. 5000的其中摻入根據(jù)本發(fā)明的二氧化硅的UV涂料具有優(yōu)異的透明性。 相比于包含常規(guī)的用PE蠟覆蓋的二氧化硅作為消光劑并且折射率為1. 4000至1. 5000的 UV涂料，包含根據(jù)本發(fā)明的二氧化硅作為消光劑的等同涂料顯示顯著改進(jìn)的透明性，甚至在液體形式下也如此，其中沉降性能優(yōu)異。用常規(guī)消光劑消光的清漆在液態(tài)下通常是渾濁的，與此相反用根據(jù)本發(fā)明的沉淀法二氧化硅消光的清漆甚至在液體形式下也是基本上澄清和透明的。本發(fā)明的主題因此是UV套印漆和印刷油墨，優(yōu)選UV固化性清漆，其含有至少一種經(jīng)表面改性的二氧化硅，其特征在于，至少部分所述二氧化硅粒子用至少一種有機(jī)基聚硅氧烷覆蓋，并且至少一種有機(jī)基聚硅氧烷包含至少一個多重鍵。本發(fā)明的主題此外是制備根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)表面改性的二氧化硅的方法，其特征在于，將經(jīng)干燥的二氧化硅或二氧化硅的懸浮液或?yàn)V餅與至少一種包含至少一個多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷接觸。所述根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)表面改性的二氧化硅優(yōu)選是無定形二氧化硅，尤其優(yōu)選是沉淀法二氧化硅、熱解法二氧化硅、半凝膠或硅膠。所述二氧化硅類型之間的區(qū)別是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且可以查閱例如Ullmanns Encyclopedia of Chemistry(烏爾曼工業(yè)化學(xué)大全)，第5版，第23卷。由于經(jīng)濟(jì)原因和其表面性質(zhì)，也即對于聚硅氧烷而言的偶聯(lián)位置的數(shù)目，尤其優(yōu)選沉淀法二氧化硅、半凝膠和硅膠。非常特別優(yōu)選使用沉淀法二氧化硅。術(shù)語“沉淀法二氧化硅”和“沉淀二氧化硅”在本發(fā)明范圍內(nèi)同義地使用。同樣同義地使用術(shù)語“有機(jī)基聚硅氧烷”和“聚有機(jī)基硅氧烷”。根據(jù)本發(fā)明使用的二氧化硅優(yōu)選通過至少一種下述物理-化學(xué)參數(shù)來表征已經(jīng)表明，根據(jù)本發(fā)明使用的二氧化硅的DBP值在某種程度上可以與消光效率相關(guān)聯(lián)。再者，DBP值是重要的，以保證有機(jī)基聚硅氧烷的最佳吸收。因此，根據(jù)本發(fā)明使用的二氧化硅的DBP值優(yōu)選為100g/100g-600g/100g，尤其優(yōu)選150g/100g_500g/100g，非常特別優(yōu)選 200-450g/100g 和特別優(yōu)選 250g/100g-400g/100g。為了能夠?qū)崿F(xiàn)尤其好的消光作用，但是同時也使得可以實(shí)現(xiàn)不過分粗糙的涂層表面，根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)表面改性的二氧化硅的平均粒子尺寸d5(l優(yōu)選為1 μ m-50 μ m, 特別優(yōu)選1 μ m-40 μ m,非常特別優(yōu)選1 μ m_30 μ m,特別優(yōu)選2 μ m_20 μ m和非常特別優(yōu)選 3 μ m-15 μ m。平均粒子尺寸可以根據(jù)套印漆層的層厚而改變。表面改性影響了根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)表面改性的二氧化硅的沉降行為。已經(jīng)表明，尤其有利的是，根據(jù)本發(fā)明使用的經(jīng)表面改性的二氧化硅的碳含量為1重量％ "20重量％，尤其優(yōu)選1重量％ -10重量％和非常特別優(yōu)選2重量％ -8重量％。作為表面改性用的有機(jī)基聚硅氧烷，使用包含多重鍵，優(yōu)選包含至少一個碳-碳雙鍵和/或三鍵的有機(jī)基聚硅氧烷。不受特定理論束縛，本發(fā)明的發(fā)明人的觀點(diǎn)是，多重鍵在UV固化中交聯(lián)在一起，這對消光作用產(chǎn)生有利影響。
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特別優(yōu)選使用有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯聚合物或有機(jī)硅聚醚甲基丙烯酸酯聚合物。非 常特別優(yōu)選使用羥基官能的硅氧烷和/或聚亞烷基改性的硅氧烷的丙烯酸酯和/或甲基丙 烯酸酷。尤其優(yōu)選使用有機(jī)基聚硅氧烷，其通過丙烯酸和/或甲基丙烯酸或丙烯酸酯和/ 或甲基丙烯酸酯在酯化或酯交換催化酶的存在下與通式(I)的羥基官能的和/或聚氧化亞 烷基改性的硅氧烷衍生物進(jìn)行酯化或酯交換而獲得
權(quán)利要求
1.UV涂料，其特征在于，其包含至少一種經(jīng)表面改性的二氧化硅，其中至少部分所述二氧化硅粒子用至少一種有機(jī)基聚硅氧烷覆蓋，并且至少一種有機(jī)基聚硅氧烷包含至少一個多重鍵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的UV涂料，其特征在于，所述二氧化硅是沉淀法二氧化硅或熱解法二氧化硅或半凝膠或硅膠，優(yōu)選沉淀法二氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一的UV涂料，其特征在于，所述經(jīng)表面改性的二氧化硅具有至少一種下述物理-化學(xué)參數(shù)d5。 1-50 μ m，優(yōu)選1-40 μ m，尤其優(yōu)選1-30 μ m，特別優(yōu)選2-20 μ m和非常特別優(yōu)選 3-15 μ mDBP :100g/100g-600g/100g,優(yōu)選 150g/100g_500g/100g，尤其優(yōu)選 200g/100g-450g/100g 和特別優(yōu)選 250g/100g-400g/100gC含量1重量％ -20重量％，優(yōu)選1重量％ -10重量％和尤其優(yōu)選2重量％ -8重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的UV涂料，其特征在于，所述經(jīng)表面改性的二氧化硅將折射率nD20 = 1. 4000至1. 5000的包含5重量％該經(jīng)改性的經(jīng)表面改性的二氧化硅的 UV涂料的透射率，與包含5重量％用聚乙烯蠟處理的參比二氧化硅的等同涂料相比改進(jìn)至少 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的UV涂料，其特征在于，所述參比二氧化硅是ACEMATT OK 607。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的UV涂料，其特征在于，所述有機(jī)基聚硅氧烷包含至少一個碳-碳雙鍵和/或至少一個碳-碳三鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的UV涂料，其特征在于，所述有機(jī)基聚硅氧烷是有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯聚合物和/或有機(jī)硅聚醚甲基丙烯酸酯聚合物，優(yōu)選羥基官能的硅氧烷和/或聚亞烷基改性的硅氧烷的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的UV涂料，其特征在于，所述聚硅氧烷具有5重量％至50重量％， 優(yōu)選5重量％至40重量％，尤其優(yōu)選10重量％至30重量％和非常尤其優(yōu)選10重量％至 20重量％的聚醚過量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的UV涂料，其特征在于，其是清漆或色漆。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的UV涂料，其特征在于，其含有基于反應(yīng)性單體和/ 或低聚物的粘結(jié)劑，所述反應(yīng)性單體和/或低聚物優(yōu)選是丙烯酸酯或經(jīng)取代的丙烯酸酯的反應(yīng)性單體和/或低聚物，尤其優(yōu)選環(huán)氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、低聚醚丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的UV涂料，其特征在于，其含有3重量％至30重量％，優(yōu)選5重量％至20重量％和非常尤其優(yōu)選8重量％至15重量％的經(jīng)有機(jī)基聚硅氧烷改性的二氧化硅和/或至少一種選自光敏引發(fā)劑、流平劑、抗氧化劑、顏料、微晶蠟、有機(jī)溶劑和水的組分。
12.制備按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)中定義的經(jīng)表面改性的二氧化硅的方法，其特征在于，將經(jīng)干燥的二氧化硅或二氧化硅的懸浮液或?yàn)V餅與至少一種包含至少一個多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，其包括至少一個下述步驟a)將堿金屬硅酸鹽溶液與酸化劑，優(yōu)選在堿性至弱酸性條件下反應(yīng)，b)進(jìn)一步加入酸化劑，以調(diào)節(jié)7至2的pH值，從而獲得二氧化硅懸浮液，c)過濾出所沉淀出的固體和d)借助長時間干燥，例如轉(zhuǎn)筒式干燥器或盤式干燥器，或者借助快速干燥，例如噴霧干燥器、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器，而干燥所述固體，使得產(chǎn)物具有小于10%的殘余濕度，e)用至少一種包含至少一個多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷來處理如此獲得的二氧化硅。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，加入0.5重量％ -30重量％的根據(jù)權(quán)利要求 6-8中任一項(xiàng)的表面改性用聚硅氧烷。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，按照步驟c)過濾出來并任選地用去離子水洗滌的二氧化硅用水或硫酸或水與硫酸的混合物重新懸浮，隨后將根據(jù)權(quán)利要求6-8 中任一項(xiàng)的表面改性用有機(jī)基聚硅氧烷加入懸浮液中，將如此獲得的懸浮液干燥，優(yōu)選噴霧干燥，尤其優(yōu)選使得產(chǎn)物具有小于10重量％的殘余濕度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，向步驟d)之后的二氧化硅中摻入根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)的表面改性用有機(jī)基聚硅氧烷并將其充分混合，優(yōu)選持續(xù)0至120 分鐘。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，將所述二氧化硅和所述有機(jī)基聚硅氧烷繼續(xù)混合0- 和/或在20至150°C下進(jìn)行熱處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在經(jīng)表面改性的二氧化硅的干燥之后進(jìn)行研磨，和/或分離出直徑大于50 μ m的粒子。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，將二氧化硅，優(yōu)選沉淀法二氧化硅或熱解法二氧化硅或半凝膠或硅膠在研磨設(shè)備，優(yōu)選噴射磨中，同時進(jìn)行研磨和表面改性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，研磨氣體具有<4巴(絕對)的壓力和/或小于或等于180°C，優(yōu)選小于100°C的溫度。
21.制備UV涂料的方法，其特征在于，其包括按照權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)的方法步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，將按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)中定義的經(jīng)有機(jī)基聚硅氧烷改性的二氧化硅或按照權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)制備的經(jīng)有機(jī)基聚硅氧烷改性的二氧化硅摻入UV涂料組合物中。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的UV涂料組合物用于制備UV套印漆的用途。
24.UV套印漆，其可使用根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)的涂料組合物而獲得。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，將按照權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)中定義的經(jīng)有機(jī)基聚硅氧烷改性的二氧化硅或按照權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)制備的經(jīng)有機(jī)基聚硅氧烷改性的二氧化硅摻入UV套印印刷油墨組合物中。
全文摘要
本發(fā)明涉及經(jīng)消光的含有二氧化硅的UV套印漆，所述二氧化硅的表面通過用含多重鍵的有機(jī)基聚硅氧烷處理而如下改性，使得其尤其好地適于用作UV涂料和印刷油墨的消光劑，以及涉及其制備方法。
文檔編號C09D11/02GK102277028SQ20101024723
公開日2011年12月14日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者C.席林, G.林德納, H.D.克里斯汀, K.梅爾 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限公司