在包裝印刷行業(yè)匯總，一般普通UV油墨中預(yù)聚物的粘度很高，需要用活性稀釋劑稀釋。然而，現(xiàn)有的稀釋丙烯酸酯化合物具有不同程度的皮膚刺激性和毒性。同時(shí)，許多活性稀釋劑單體在紫外光照射過程中仍反應(yīng)不完全，殘留單體具有滲透性，容易帶來健康安全風(fēng)險(xiǎn)，影響固化膜的長期性能穩(wěn)定性。水性油墨雖然粘度低，揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）極低，但其干燥時(shí)間一般較長，大部分需要加熱，基材的耐熱性也有限，干燥和固化交聯(lián)可能同時(shí)發(fā)生。水性UV油墨以水和乙醇為稀釋劑，結(jié)合了水性油墨和UV油墨的特點(diǎn)，是UV油墨領(lǐng)域的一個新的研究方向。今天中紙網(wǎng)編輯查詢了相關(guān)資料，帶大家詳細(xì)了解一下機(jī)理。
1.水性UV油墨的固化干燥機(jī)理
水性UV油墨主要由預(yù)聚物（水性光固化樹脂）、光引發(fā)劑、顏料、胺、水、助溶劑和其他助劑配制而成。其干燥和固化結(jié)合了UV固化和水性油墨滲透蒸發(fā)。具體有兩種干燥方式：水性體系預(yù)蒸發(fā)干燥和UV固化。
1預(yù)揮發(fā)干燥機(jī)構(gòu)
預(yù)干燥是光固化前必不可少的一道工序，沒有預(yù)干燥光固化的最終效果不會理想。在水性UV油墨的制造過程中，水性光固化樹脂可以通過加入堿或酸使其羧酸化而溶解在水中，加入氨水使其成鹽的反應(yīng)可以如下所示：
r-cooh+NH3-r-首席運(yùn)營官+NH4（水溶性）
光固化成膜機(jī)理
紫外光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，分裂成自由基，引發(fā)預(yù)聚物的聚合、交聯(lián)、接枝反應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)固化成三維網(wǎng)狀聚合物，從而得到固化膜。化學(xué)干燥本質(zhì)上是通過形成化學(xué)鍵來實(shí)現(xiàn)的。固化過程一般可分為四個階段：①光與引發(fā)劑的相互作用，可能包括光的吸收和光引發(fā)劑之間的相互作用；②光引發(fā)劑分子重排形成自由基中間體；③自由基與低聚物中的不飽和基團(tuán)反應(yīng)引發(fā)成鏈或聚合；④聚合反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，液態(tài)組分轉(zhuǎn)化為固態(tài)聚合物。
二、影響水性UV油墨固化干燥的因素
影響水性UV油墨固化干燥的因素很多。本文僅討論主要因素，具體如下：
1.水性體系的預(yù)干燥對光固化影響很大。未干燥或未完全干燥時(shí)，固化速度較慢，隨著暴露時(shí)間的延長，膠凝速度無明顯提高。這是因?yàn)�，雖然水對抑制氧的聚合有一定作用，但只能使墨膜表面快速凝固，只能達(dá)到表面干燥，而不能實(shí)際工作。由于體系中有大量的水，當(dāng)體系在一定溫度下固化時(shí)，隨著墨膜表面水分的迅速蒸發(fā)，墨膜表面迅速固化，膜層中的水分難以逸出，大量水分殘留在墨膜中，阻礙了墨膜的進(jìn)一步固化，降低了固化速度。此外，UV照射過程中的環(huán)境溫度對UV油墨的固化有很大影響。溫度越高，固化性越好。因此，如果進(jìn)行預(yù)熱，油墨的固化性能會增強(qiáng)，附著力會更好。
2.水性紫外光固化樹脂對紫外光固化的影響
水性UV固化樹脂要通過自由基固化，這就要求樹脂分子中必須含有不飽和基團(tuán)。在紫外光的照射下，分子中的不飽和基團(tuán)相互交聯(lián)，由液體涂層變?yōu)楣腆w涂層。通常，引入丙烯�；�、甲基丙烯�；�、乙烯基醚或烯丙基以使合成的樹脂具有不飽和基團(tuán)，從而可以在合適的條件下固化。丙酸酯由于其高反應(yīng)性而經(jīng)常被使用。對于自由基紫外光固化體系，隨著分子中雙鍵含量的增加，涂膜的交聯(lián)速度會增加，固化速度會加快。而且不同結(jié)構(gòu)的樹脂對固化速度的影響不同，各種官能團(tuán)的反應(yīng)性一般按以下順序增加：乙烯基醚
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