改性UV油墨印刷木制品耐光变色性能研究

摘要

本文以提高UV油墨印刷木制品的耐光变色性能为目标，通过物理共混，将纳米二氧化钛或纳米氧化锌作为改性剂加入到红、黄、黑三种UV油墨中，测试了改性油墨的基本性能，分析了改性剂的种类和添加量对UV油墨的影响;并将改性UV油墨印刷到木材上，分析了改性剂的种类和用量对UV油墨印刷木制品耐光变色性能影响，得出两种改性剂在三种颜色UV油墨中的最优添加量及耐光变色性能较优的UV油墨印刷木制品;通过分析印刷木制品老化后表面的物理变化和化学变化，初步探明了UV油墨印刷木制品的光老化变色的机理及改性剂改善木制品耐光变色性能的作用机理。主要结论如下:
　　(1)纳米二氧化钛或纳米氧化锌的加入对UV油墨的基本性能影响不大，不影响油墨的使用，但是这两种纳米氧化物在UV油墨中的用量不宜过大。纳米二氧化钛或纳米氧化锌的添加量分别为1.5％和1.0％时，改性UV油墨的黏度较低。UV油墨的色密度随着改性剂的增加而增加，当改性剂添加量为2.0％时，UV油墨的色密度达到最大。纳米二氧化钛改性UV油墨的粒径随着改性剂添加量的增加而减小，纳米氧化锌的加入基本不影响UV油墨的粒径。改性剂的用量较高时，改性UV油墨的稳定性会降低，纳米二氧化钛的用量≥1.5％，改性黄色和黑色油墨的贮存稳定时间下降明显。纳米氧化锌添加量为2.0％时，黄色和黑色油墨贮存稳定性均＜60天，稳定性较差。
　　(2)添加纳米二氧化钛或纳米氧化锌后，UV油墨在紫外光区的吸光强度增强，这对改善UV油墨的耐光变色性能具有积极的作用。添加2.0％的纳米二氧化钛后，三种颜色改性油墨在357nm处的吸光度分别相较未改性油墨增加了75.80％、16.50％、16.00％;添加1.5％的纳米氧化锌后，三种颜色改性油墨在357nm处的吸光度分别相较未改性油墨增加了75.80％、16.50％、16.00％。
　　(3)纳米氧化物的加入能够提高红色和黄色UV印刷木制品的耐光变色性能。老化后UV油墨印刷木制品的失光率保持在20％左右，各颜色之间差异不大。纳米二氧化钛添加量为1.0％时，改性红色和黄色UV油墨印刷木制品的耐光变色性能较佳，老化后的色差分别较未改性红色和黄色UV油墨老化后的色差低了80.69％和31.25％。纳米氧化性添加量为1.0％时改性红色和黄色UV油墨的耐光变色性能最佳，老化后的色差分别较未改性红色和黄色UV油墨老化后的色差低了62.93％和52.73％。由上述两种UV油墨印刷制成的地板产品其光变色性能明显优于未改性UV油墨印刷地板产品。
　　(4)在本文所采用的工艺下，UV油墨能够较好地被印刷到木质基材表面，老化后木制品表面基本平整，没有出现皱缩、鼓泡和开裂等劣化现象。
　　(5) UV油墨印刷木制品老化后，C元素含量减少，O元素含量增加，N元素含量变化很小。C1含量降低，C2和C4含量增加，C3含量变化不大。改性剂的加入削弱了C1转变为C2或C4的光氧化作用，且纳米二氧化钛的效果优于纳米氧化锌。红外光谱实验结果显示1572cm-1仲酰胺羰基吸收峰明显减弱，并出现了1630cm-1伯酰胺的特征吸收峰;-C-O的特征峰吸收强度减弱;亚甲基的特征峰基本没有变化。对比改性/未改性UV油墨印刷木制品油墨涂膜红外光谱数据中各特征峰的吸收强度发现，纳米氧化锌在保护UV油墨在光老化过程中分子结构发生微相分离生成醌式结构的效果更佳。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 木材光变色的影响因素

1．2．2 UV油墨光变色的影响因素

1．3 改善UV油墨耐光变色性能的方法

1．3．1 有机光稳定剂

1．3．2 无机光稳定剂

1．3．3 树脂改性

1．4 研究目的和项目来源

1．5 主要研究内容

1．5．1 改性UV油墨的制备及表征

1．5．2 改性UV油墨对印刷木制品耐光变色性能的影响

1．5．3 改性UV油墨印刷木制品光变色机理初探

1．5 技术路线图

第二章 改性UV油墨的制备及表征

2．1 引言

2．2 试验材料与方法

2．2．1 试验材料

2．2．2 主要仪器

2．3 试验方法

2．3．1 油墨改性

2．3．2 UV油墨黏度和稳定性测试

2．3．3 UV油墨色密度测试

2．3．2 改性剂和UV油墨粒度测试

2．3．3 UV油墨紫外吸收强度测试

2．4 结果与分析

2．4．1 改性剂种类和用量对UV油墨黏度的影响

2．4．1 改性剂种类和用量对UV油墨色密度的影响

2．4．1 改性剂种类及用量对UV油墨粒径的影响

2．4．2 改性剂种类及用量对UV油墨紫外吸收强度的影响

2．4 小结

第三章 改性UV油墨对印刷木制品耐光变色性能的影响

3．1 引言

3．2 试验材料和方法

3．2．1 实验材料

3．2．2 主要仪器

3．3 试验方法

3．3．1 木制品印刷

3．3．2 单色UV油墨印刷木制品的耐光变色性能测试

3．3．3 改性UV油墨直接印刷地板性能检测

3．4 结果与讨论

3．4．1 纳米二氧化钛改性对UV油墨印刷木制品老化前后色差的影响

3．4．2 纳米氧化锌改性对UV油墨印刷木制品老化前后色差的影响

3．4．3 纳米二氧化钛改性对UV油墨印刷木制品老化后光泽度的影响

3．4．4 纳米氧化锌改性对UV油墨印刷木制品老化后光泽度的影响

3．4．5 改性UV油墨直接印刷地板性能评价

3．4 小结

第四章 改性UV油墨印刷木制品光变色机理初探

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 主要仪器

4．1．3 试验方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 印刷木制品老化前后物理形态分析

4．2．2 油墨涂膜老化前后XPS分析

4．2．3 改性油墨老化前后红外光谱分析

4．3 结论

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．1．1 改性UV油墨的基本性能

5．1．2 改性UV油墨印刷木制品的耐光变色性能

5．1．3 改性UV油墨耐光变色性能机理初探

5．2 讨论与展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢