本發明屬于紫外光固化材料與噴墨打印涂層，具體為一種紫外光固化耐候型廣告噴墨打印涂層及其制備方法。
背景技術：
1、戶外廣告標識的圖像通常采用噴墨打印技術制作。然而，打印圖像直接暴露在戶外環境中，面臨紫外線輻射、溫差變化、雨水沖刷、刮擦等嚴峻挑戰，極易出現圖像褪色、涂層粉化、開裂、墨水附著牢度不足等問題，導致廣告壽命縮短，維護成本高昂。目前，市面上的戶外廣告材料多采用在基材上涂覆一層溶劑型或水性丙烯酸樹脂涂層的方案。這類涂層主要通過物理干燥成膜，其分子鏈為線性結構，交聯密度低，存在耐候性差、抗刮擦性弱、耐化學性不足以及生產能耗高等固有缺陷。雖然紫外光固化涂層技術因其快速固化、低voc排放和高交聯密度等優勢被引入相關領域，但在實際應用于廣告噴墨打印材料時，仍需在耐候性、柔韌性、附著力及抗刮擦性能之間取得良好平衡。
2、專利cn108977010b公開了一種多功能紫外光固化涂層，其原料包含改性多官能團光固化低聚物、有機硅光固化低聚物、有機氟光固化低聚物、活性稀釋劑、可聚合抗靜電劑及光引發劑。該涂層旨在實現持久自清潔、抗污、耐候、耐老化及耐劃傷等綜合功能。然而，該技術方案側重于功能性添加劑的復合使用，未針對噴墨打印墨水的附著特性進行專門設計，也未考慮涂層在柔性基材（如pvc、pet）上反復卷曲、運輸過程中的力學穩定性。此外，配方中同時引入有機硅與有機氟組分，雖可提升表面性能，但可能對墨水潤濕性和附著力產生不利影響，不利于高質量圖像的呈現與長期保持。
3、專利cn108977056b公開了一種超耐磨紫外光固化涂層，其特征在于采用苯基有機硅接枝多官能團光固化低聚物與氧化石墨烯接枝多官能團光固化低聚物復配，并輔以填料和耐刮傷助劑，以實現優異的耐磨與耐鋼絲絨劃傷性能。該方案雖在機械強度方面表現突出，但其高填充體系及剛性納米材料（如氧化石墨烯）的引入，可能導致涂層脆性增加，在柔性廣告材料頻繁彎折或低溫環境下使用時，存在微裂紋甚至涂層剝離的風險。同時，該專利未涉及對涂層光學性能（如透明度、光澤度）及與噴墨墨水相容性的優化，難以滿足廣告圖像對高清晰度、色彩還原度及長期戶外展示效果的要求。
4、綜上所述，現有紫外光固化涂層技術在應用于戶外廣告噴墨打印領域時，尚未有效兼顧高耐候性、優異柔韌性、強墨水附著力及良好光學性能等多重需求，存在進一步優化的空間。
技術實現思路
1、本技術提供了一種紫外光固化耐候型廣告噴墨打印涂層及其制備方法，旨在通過特定組分的協同配比與工藝控制，在柔性基材表面構建兼具高交聯密度、優異柔韌性、強墨水吸附能力及長效戶外耐候性的涂層結構。
2、第一方面，本技術提供了一種紫外光固化耐候型廣告噴墨打印涂層，所述涂層由包含以下重量份組分的涂層液經紫外光輻照固化而成：
3、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯：30至50份；
4、環氧丙烯酸酯：10至20份；
5、活性稀釋劑：20至30份；
6、納米二氧化硅溶膠：5至15份；
7、光引發劑：3至6份；
8、光穩定劑：1至3份；
9、流平劑：0.1至0.5份。
10、所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯為六官能度或八官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，其主鏈不含芳香環結構，在紫外光照射下參與自由基聚合反應，形成具有三維網絡結構的交聯骨架。該組分在固化膜中提供分子鏈段間的柔性連接點，使涂層在受到外力彎折或拉伸時具備良好的形變恢復能力，并有效抑制因紫外線長期照射引起的黃變現象。
11、所述環氧丙烯酸酯為雙酚a型環氧丙烯酸酯或氫化雙酚a型環氧丙烯酸酯，其分子結構中含有多個可聚合的丙烯酰基團和剛性苯環或脂環結構。在紫外光引發聚合過程中，該組分與脂肪族聚氨酯丙烯酸酯共同參與交聯反應，提升整體網絡結構的交聯密度和剛性，從而增強涂層的表面硬度、抗刮擦性能及對酸雨、清洗劑等化學介質的抵抗能力。
12、所述活性稀釋劑選自三丙二醇二丙烯酸酯（tpgda）、1,6-己二醇二丙烯酸酯（hdda）或二縮三乙二醇二丙烯酸酯（tegda）中的至少一種，其用量占總配方的20至30重量份。該組分不僅用于調節涂層液的施工黏度，使其適用于微凹版涂布工藝，同時作為可聚合單體參與紫外光固化反應，成為交聯網絡的一部分，避免傳統溶劑型體系中揮發性有機化合物（voc）的釋放。
13、所述納米二氧化硅溶膠為粒徑在10至20納米范圍內的膠體分散體系，固含量為20%至40%，以水或醇類為分散介質。該組分在涂層液中均勻分散后，在紫外光固化過程中被包裹于有機交聯網絡內部，形成有機－無機雜化結構。納米二氧化硅粒子一方面通過物理填充效應提高涂層的致密性和表面硬度，另一方面因其對波長小于400納米的紫外光具有強散射和吸收能力，顯著降低紫外線對有機樹脂基體的穿透深度，從而延緩光氧化降解過程。
14、所述光引發劑為irgacure?184與irgacure?819按質量比1比1至2比1組成的復合體系，總用量為3至6重量份。irgacure?184為α-羥基酮類光引發劑，主要吸收波長在240至330納米的紫外光；irgacure?819為雙酰基膦氧化物類光引發劑，吸收波長延伸至350至420納米。二者復配使用可拓寬光引發體系對紫外光源的響應范圍，尤其適配led?uv光源的發射光譜，確保涂層在高速生產線條件下實現充分且均勻的深層固化。
15、所述光穩定劑由受阻胺光穩定劑hals-770與紫外吸收劑uv-531按質量比1比1至3比1組成，總用量為1至3重量份。hals-770通過捕獲自由基中斷光氧化鏈式反應，uv-531則通過分子內氫鍵結構吸收并耗散紫外能量。二者在涂層固化后長期存在于交聯網絡中，形成“吸收－猝滅－捕獲”三位一體的光穩定機制，有效抑制涂層在戶外長期暴曬下的黃變、粉化及力學性能衰減。
16、所述流平劑為聚醚改性聚二甲基硅氧烷類表面活性劑，具體為byk-361n，用量為0.1至0.5重量份。該助劑降低涂層液的表面張力，改善其在pvc、pet等低表面能基材上的鋪展潤濕性，防止涂布過程中出現縮孔、橘皮等缺陷，確保固化后膜面平整光滑，為后續噴墨打印提供均勻一致的吸附界面。
17、第二方面，本技術提供了一種紫外光固化耐候型廣告噴墨打印涂層的制備方法，包括以下步驟：
18、s10：預分散，在避光環境下，將納米二氧化硅溶膠緩慢加入活性稀釋劑中，控制加料速度使體系溫度不超過35攝氏度；隨后使用高速分散機在1000至2000轉每分鐘的轉速下分散30分鐘，使納米粒子的軟團聚體初步解聚，形成穩定的初級分散液；
19、s20：混合，將脂肪族聚氨酯丙烯酸酯與環氧丙烯酸酯依次加入上述初級分散液中，在200至500轉每分鐘的低速攪拌條件下混合40分鐘，直至體系呈現均一透明狀態，無可見顆粒或相分離現象；
20、s30：添加助劑，在持續攪拌狀態下，依次加入光引發劑、光穩定劑及流平劑，控制攪拌速度為300至600轉每分鐘，攪拌時間為60分鐘，使各助劑分子充分溶解并均勻分布于樹脂體系中，最終獲得澄清透明、無沉淀、無氣泡的涂層液；
21、s40：涂布與固化，將所述涂層液通過微凹版涂布頭均勻涂覆于廣告用柔性基材表面，所述基材為厚度50至200微米的白色pvc薄膜或透明pet薄膜；控制涂布輥與基材之間的間隙，使濕膜厚度維持在10至20微米范圍內；涂布后的基材立即進入紫外光固化裝置，采用汞燈或led?uv燈作為光源，光源功率密度設定為80至120瓦每厘米，基材運行線速度控制在20至40米每分鐘，使涂層在0.5至2秒內完成自由基聚合反應，形成連續、致密、透明的固化膜。
22、進一步的，所述步驟s10中，納米二氧化硅溶膠的加入方式為滴加，滴加速率為每分鐘5至10克，以避免局部濃度過高導致二次團聚。
23、進一步的，所述步驟s20中，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯與環氧丙烯酸酯的質量比為2比1至4比1，該比例范圍確保固化膜在鉛筆硬度達到2h至3h的同時，仍可通過180度對折無裂紋測試。
24、進一步的，所述步驟s30中，光引發劑的加入順序為先加入irgacure?184，攪拌15分鐘后加入irgacure?819，以減少二者在混合初期可能發生的相互作用。
25、進一步的，所述步驟s30中，光穩定劑的加入溫度控制在25至30攝氏度，避免高溫下uv-531發生熱分解。
26、進一步的，所述步驟s40中，微凹版涂布的網紋輥線數為150至300線每英寸，以精確控制濕膜厚度并保證涂層表面微觀粗糙度適中，利于墨水滲透與錨定。
27、進一步的，所述步驟s40中，紫外光固化裝置采用氮氣惰性氣氛保護，氧濃度控制在1000ppm以下，以抑制表面氧阻聚效應，確保涂層表層完全固化。
28、進一步的，所述涂層液在制備完成后于4至10攝氏度避光保存，儲存期不少于30天，黏度變化率小于5%。
29、綜上所述，本技術通過脂肪族聚氨酯丙烯酸酯與環氧丙烯酸酯的復配、納米二氧化硅溶膠的引入、光引發-光穩定協同體系的構建以及精細化的涂布固化工藝控制，解決了現有戶外廣告噴墨打印涂層在耐候性、柔韌性、抗刮擦性及墨水適性之間難以兼顧的技術難題，提供了一種可工業化實施、性能全面優化的新型紫外光固化涂層解決方案。