专利名称：一种抗uv染料墨水及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗UV染料墨水以及这种墨水的制备方法。
背景技术：
喷墨打印技术有热泡式和压电式两种,热泡式通过加热使通过喷孔的墨水迅速气化，气泡膨胀到一定大小便会被挤出，以极微小液滴的状态喷向纸张、布料等承接物。压电式喷墨打印通过压电晶体高速震动，使墨滴喷射出去。目前，在喷墨打印领域使用的墨水，主要包含有至少一种色料(染料或颜料)，提供墨水的颜色表现；媒介物(水或有机溶剂)，作为溶剂；保湿剂；表面活性剂；PH缓冲剂；防腐剂；螯合剂；杀菌剂。墨水根据色料和媒介物的不同，可以组合成水性染料墨水、水性颜料墨水、溶剂型染料墨水和溶剂型颜料墨水四类。溶剂型墨水使用的有机溶剂挥发性强，气味重，环保问题严重，在某些领域如网版印刷业逐步被水性墨取代，不是行业的发展方向。由于水性墨水廉价、安全、无污染，在喷墨领域成为主流产品。在水性墨水中，颜料墨水中的颜料是以颗粒状态存在的，用分散剂将其分散在墨水体系中，颗粒会慢慢的变大而发生沉降，堵塞打印头；另一方面，颜料墨水的色彩鲜艳度也不及染料墨水，染料墨水的价格为其四分之一到五分之一。因此，水性染料墨水是喷墨打印行业应用最广泛的墨水，广泛用于桌面打印、大幅面机喷绘、纺织数码印花等。虽然水性染料墨水在色彩、价格、稳定性等方面占有很大优势，但在防水性、抗UV(耐紫外光)性能上，不如水性颜料墨水。如何提高染料墨水的这两种性能，延长其打印品的耐久性保存，是本行业内众多厂家及技术人员研究的方向。目如，提闻染料墨水的抗UV性能有以下方法
I、通过改变染料性质，在染料的分子结构上接枝某些基团，如在染料中接枝卤素、将羧甲砜基接枝到染料分子上。这虽然能改善其耐紫外光的性能，但墨水的色相会发生改变，要么打印效果比较暗，要么色彩饱和度不好。2、在墨水中加入抗紫外光试剂，例如美国专利U. S6176909。在墨水中直接添加抗紫外光试剂，对其耐光性会有一定提高，但抗紫外光试剂与光线的反应是连续的和不可逆的。抗紫外光试剂不断快速的与光发生反应，直至消耗完，其对墨水耐久性的提高是短暂的。3、也有文献提到，通过加入含紫外光吸收剂的微胶囊的办法，其微胶囊的组成为脲醛树脂和紫外光吸收剂。紫外光吸收剂一般为油溶性的，采用此法制取的胶囊颗粒大小不好控制，而喷墨墨水中颗粒大小一般控制在I微米以下，有用的胶囊率低。另一方面，脲醛树脂遇酸碱容易分解，耐候性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种廉价、性能稳定、色彩鲜艳且耐久性强的抗UV染料墨水。本发明还提供了一种制备上述抗UV染料墨水的制备方法，利用该方法可以方便地制得抗UV染料墨水。本发明一种抗UV染料墨水所采用的技术方案是所述一种抗UV染料墨水包含有抗UV组合体和液态介质，所 述抗UV组合体由紫外光吸收剂、基液和丙烯酸树脂组成，所述抗UV组合体占所述抗UV染料墨水的质量百分比含量为0. I 10%。所述丙烯酸树脂把所述紫外光吸收剂和所述基液包裹在内部并在外形成囊壁，所述抗UV组合体结合成微胶囊状态。所述紫外光吸收剂为水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或受阻胺类，或其中的两种或多种组合型吸收剂。所述基液为乙二醇、异丙醇、二甘醇、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二乙醚或三乙二醇单丁醚，其作用为溶解并分散所述紫外光吸收剂。按质量百分比含量计算，所述液态介质包含以下组分
至少一种染料I 15% ;溶剂50 70% ;保湿剂10 30% ;分散剂I 10% ;表面活性剂0. I 5% ;乳化剂0. I 5% ;PH缓冲剂0. 05 1% ;杀菌剂0. 01 0. 3% ;螯合剂0. 05 5% ;其中，所述染料为提供颜色的着色剂，所述溶剂为去离子水。本发明一种抗UV染料墨水的制备方法所采用的技术方案是，该方法包括以下步骤
(1)制取抗UV组合体；
(2)利用反应罐制取液态介质；
(3)制取墨水，把上述步骤(2)中制得的液态介质置于反应罐中，把上述步骤(I)中制得的抗UV组合体加入到反应罐中并与所述液态介质充分搅拌I 3小时，静置后过滤，过滤精度控制在100纳米以下，最后制得抗UV染料墨水。在制备抗UV组合体步骤中包括以下步骤
a、将所述紫外光吸收剂溶解并分散在所述基液中，其比例在I:2到I :5之间，充分搅拌均匀；
b、将所述紫外光吸收剂和所述基液二者的混合液加入到丙烯酸树脂中，比例在I:2到I 10之间，充分搅拌，搅拌速度每分钟500-800转；
C、在室温下反应I 2小时，缓慢升温到50 70°C继续反应I 2小时，自然冷却，静置，过滤，制得抗UV组合体。在制备液态介质步骤中包括以下步骤
I、将一部分溶剂加入到反应罐中，开始搅拌，将选定的染料缓慢加到溶剂中，充分溶解后，依次加入保湿剂、表面活性剂到反应罐中；
II、取剩下的溶剂，分别将PH缓冲剂、杀菌剂、螯合剂溶解，然后加到反应罐中；
III、将分散剂和乳化剂分别加入到反应罐中，充分搅拌I 2小时，制得液态介质。本发明的有益效果是由于本发明在制作墨水的液态介质中加入了抗UV组合体，所述抗UV组合体由紫外光吸收剂、基液和丙烯酸树脂组成，所述抗UV组合体占所述抗UV染料墨水的质量百分比含量为0. I 10%，所述丙烯酸树脂把所述紫外光吸收剂和所述基液包裹在内部并在外形成囊壁，所述抗UV组合体结合成微胶囊状态，所以，本发明在保证了墨水的性能稳定、色彩鲜艳及廉价等优点外，还利用所述抗UV组合体来保证墨水具有较强的耐久性，达到很好的抗紫外光的效果。
此外，本发明用于制备所述一种抗UV染料墨水的方法是一种方便的制备墨水的方法，其制备过程简单，不会加大工作人员的劳动强度，且可以大幅度提高生产效率。
图I是具体实施例中的墨水成分列表；
图2是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式如图I、图2所示，本发明包括一种抗UV染料墨水及该种墨水的制备方法。其中，所述一种抗UV染料墨水包括以下组分抗UV组合体和液态介质。所述抗UV组合体由紫外光吸收剂、基液和丙烯酸树脂组成，所述抗UV组合体占所述抗UV染料墨水的质量百分比含量为0. I 10%。所述紫外光吸收剂可为水性或油性的，如水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或受阻胺类，或其中的两种或多种组合型吸收剂。所述基液的作用是用来溶解并分散紫外光吸收剂，可以选取多种有机溶剂，如乙二醇、异丙醇、二甘醇、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二乙醚或三乙二醇单丁醚。所述丙烯酸树脂还可以用与其性能相近的树脂来替代。所述丙烯酸树脂把所述紫外光吸收剂和所述基液包裹在内部并在外形成囊壁，所述抗UV组合体结合成微胶囊状态。按质量百分比含量计算，所述液态介质包含以下组分至少一种染料I 15% ;溶剂50 70% ;保湿剂10 30% ;分散剂I 10% ;表面活性剂0. I 5% ;乳化剂
0.I 5% ;PH缓冲剂0. 05 1% ;杀菌剂0. 01 0. 3% ;螯合剂0. 05 5% ;其中，所述染料为提供颜色的着色剂，根据客户的需求，可以选用不同颜色的染料。所述溶剂为去离子水。所述保湿剂可以是丙三醇、二甘醇、甘露醇，戊二醇，N-甲基二吡咯烷酮或2-吡咯烷酮等。所述分散剂可以是1，2-二丙二醇，聚乙二醇、三羟甲基丙烷或聚丙二醇等。所述表面活性剂的活性成分可以是炔二醇结构。所述乳化剂可以是烷基酚聚氧乙烯醚类。所述PH缓冲剂可以是三乙醇胺，二乙醇胺，氨水，氢氧化纳，氢氧化甲，碳酸钠或碳酸钾等。所述杀菌剂可以是广普杀菌剂，如苯并异噻唑酮类。所述螯合剂可以是二乙三胺乙酸钠，羟乙基乙二胺乙酸钠，乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠。所述一种抗UV染料墨水的制备方法包括以下步骤
(1)制取抗UV组合体；
(2)利用反应罐制取液态介质；
(3)制取墨水，把上述步骤(2)中制得的液态介质置于反应罐中，把上述步骤(I)中制得的抗UV组合体加入到反应罐中并与所述液态介质充分搅拌I 3小时，静置后过滤，过滤精度控制在100纳米以下，最后制得抗UV染料墨水。上述步骤(I)包括具体的步骤为
a、将所述紫外光吸收剂溶解并分散在所述基液中，其比例在I:2到I :5之间，充分搅拌均匀；
b、将所述紫外光吸收剂和所述基液二者的混合液加入到丙烯酸树脂中，比例在I:2到I 10之间，充分搅拌，搅拌速度每分钟500-800转；
C、在室温下反应I 2小时，缓慢升温到50 70°C继续反应I 2小时，自然冷却，静置，过滤，制得抗UV组合体。在上述步骤(2)利用反应罐制取液态介质的过程中，具体包括以下步骤
I、将一部分溶剂加入到反应罐中，开始搅拌，将选定的染料缓慢加到溶剂中，充分溶解后，依次加入保湿剂、表面活性剂到反应罐中；
II、取剩下的溶剂，分别将PH缓冲剂、杀菌剂、螯合剂溶解，然后加到反应罐中；
III、将分散剂和乳化剂分别加入到反应罐中，充分搅拌I 2小时，制得液态介质。下面，以制备100KG蓝色抗UV染料墨水为例来对本发明作进一步的说明。(I)抗UV组合体的制备
将紫外光吸收剂溶解并分散在基液中，其比例在I :2到I :5之间，充分搅拌均匀；再将二者的混合液加入到水性丙烯酸树脂中，比例在I :2到I :10之间，搅拌速度每分钟500-800转；在室温下反应I 2小时，缓慢升温到50 70°C继续反应I 2小时，自然冷却，静置、过滤，制得抗UV组合体。(2)将一部分去离子水(如47. 3KG)加入到反应罐中，开始搅拌，将蓝色染料(如SPECTRA公司生产的蓝DB-199)8KG缓慢加到反应罐中，充分溶解后，依次加入5KG 二甘醇、
O.8KG表面活性剂(如美国气体公司生产的465表面活性剂)到反应罐中。(3)取剩下的20KG去离子水，分别将三乙醇胺、广谱杀菌剂(GXL)、乙二胺四乙酸二钠溶解，然后加到反应罐中。(4)将5KG聚乙二醇和O. 2KG乳化剂分别加到反应罐中，充分搅拌。(5)约1-2小时后，将6KG抗UV组合体加到反应罐中，搅拌1-3小时，静置后过滤，过滤精度控制在100纳米以下，制得墨水成品。本发明可广泛应用于打印耗材领域。
权利要求
1.一种抗UV染料墨水，其特征在于所述一种抗UV染料墨水包含有抗UV组合体和液态介质，所述抗UV组合体由紫外光吸收剂、基液和丙烯酸树脂组成，所述抗UV组合体占所述抗UV染料墨水的质量百分比含量为0. I 10%。
2.根据权利要求I所述的一种抗UV染料墨水，其特征在于所述丙烯酸树脂把所述紫外光吸收剂和所述基液包裹在内部并在外形成囊壁，所述抗UV组合体结合成微胶囊状态。
3.根据权利要求I或2所述的一种抗UV染料墨水，其特征在于所述紫外光吸收剂为水杨酸酯类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或受阻胺类，或其中的两种或多种组合型吸收剂。
4.根据权利要求I或2所述的一种抗UV染料墨水，其特征在于所述基液为乙二醇、异丙醇、二甘醇、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二乙醚或三乙二醇单丁醚，其作用为溶解并分散所述紫外光吸收剂。
5.根据权利要求I或2所述的一种抗UV染料墨水，其特征在于，按质量百分比含量计算，所述液态介质包含以下组分 至少一种染料I 15%;溶剂50 70%;保湿剂10 30%; 分散剂I 10%;表面活性剂0. I 5% ;乳化剂0. I 5% ; PH缓冲剂0.05 1% ;杀菌剂0.01 0.3% ;螯合剂0.05 5% ;其中，所述染料为提供颜色的着色剂，所述溶剂为去离子水。
6.—种如权利要求I所述的一种抗UV染料墨水的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)制取抗UV组合体； (2)利用反应罐制取液态介质； (3)制取墨水，把上述步骤(2)中制得的液态介质置于反应罐中，把上述步骤(I)中制得的抗UV组合体加入到反应罐中并与所述液态介质充分搅拌I 3小时，静置后过滤，过滤精度控制在100纳米以下，最后制得抗UV染料墨水。
7.根据权利要求6所述的一种抗UV染料墨水的制备方法，其特征在于，在制备抗UV组合体步骤中包括以下步骤 a、将所述紫外光吸收剂溶解并分散在所述基液中，其比例在I:2到I :5之间，充分搅拌均匀； b、将所述紫外光吸收剂和所述基液二者的混合液加入到丙烯酸树脂中，比例在I:2到I 10之间，充分搅拌，搅拌速度每分钟500-800转； C、在室温下反应I 2小时，缓慢升温到50 70°C继续反应I 2小时，自然冷却，静置，过滤，制得抗UV组合体。
8.根据权利要求6所述的一种抗UV染料墨水的制备方法，其特征在于，在制备液态介质步骤中包括以下步骤 I、将一部分溶剂加入到反应罐中，开始搅拌，将选定的染料缓慢加到溶剂中，充分溶解后，依次加入保湿剂、表面活性剂到反应罐中； II、取剩下的溶剂，分别将PH缓冲剂、杀菌剂、螯合剂溶解，然后加到反应罐中； III、将分散剂和乳化剂分别加入到反应罐中，充分搅拌I 2小时，制得液态介质。
全文摘要
本发明公开并提供了一种廉价、性能稳定、色彩鲜艳且耐久性强的抗UV染料墨水以及制备上述抗UV染料墨水的制备方法。本发明一种抗UV染料墨水由抗UV组合体和液态介质组成，所述抗UV组合体由紫外光吸收剂、基液和丙烯酸树脂组成，所述抗UV组合体占所述抗UV染料墨水的质量百分比含量为0.1～10％；本发明用于制备抗UV染料墨水的制备方法包括以下步骤制取抗UV组合体→利用反应罐制取液态介质→制取墨水，把上述步骤(2)中制得的液态介质置于反应罐中，把上述步骤(1)中制得的抗UV组合体加入到反应罐中并与所述液态介质充分搅拌，静置后过滤，最后制得抗UV染料墨水。本发明可广泛应用于打印耗材领域。
文档编号C09D11/10GK102618116SQ201210071240
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者袁大江 申请人:珠海诚威电子有限公司