一种喷墨印刷水性uv墨水及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于印刷复制技术领域，涉及一种喷墨印刷水性UV墨水，本发明还涉及上述喷墨印刷水性UV墨水的制备方法。
【背景技术】
[0002]喂■墨印刷水性UV墨水作为一种新型的、绿色环保型的唆墨墨水，具有节能无毒、对环境友好，印品性能优异等特点，受到行业领域的关注。随着喷墨印刷技术的广泛应用，对于喷墨墨水质量等各方面有了更高的要求，市场上现有的喷墨墨水按载体的不同，主要分为水性、溶剂型、热熔型、能量固化型几种。水性喷墨墨水以水为载体，具有墨色稳定、着色力强、色彩饱和度高，对喷墨头和耗材损害小、对人体及环境均无污染的优点，但是干燥速度慢，印品光泽度差；溶剂型喷墨墨水易挥发，对环境造成污染；热熔型喷墨墨水目前主要应用于纸板包装领域，有一定的局限性；能量固化型喷墨墨水没有挥发性有机物质、低耗能、快速固化，为喷墨装置带来的最大优势是不会喷头固化，但是能量固化型喷墨墨水的柔韧性、黏结性较逊色于传统墨水。水性UV喷墨墨水结合上述水性喷墨墨水和能量固化型喷墨墨水的全部优点，是喂'墨墨水的新秀及应用趋势，因此，研发尚质量的水性UV喂.墨墨水具有重要的应用价值。
[0003]目前，喷墨印刷水性UV墨水仍处在研宄阶段，我国还没有开发出性能优良的喷墨印刷水性UV墨水。国外的公司和学者已取得用于研发阶段的研宄成果，但是进口的墨水价格昂贵，阻碍我国喷墨印刷行业及相关行业的发展。长期以来，喷墨墨水都是和打印设备配套使用，大多数设备生产厂家要求生产商在打印时使用原装墨水，这也是造成我国喷墨墨水研宄进展缓慢的原因。喷墨印刷水性UV墨水的发展发明技术可参阅:发明名称《不饱和聚酯聚氨酯嵌段共聚物水性UV墨水的制备方法》(申请号201110096328.4，公开号CN102153914A，公开日2011.08.17)，发明名称《一种水性UV墨水及其制备方法》(申请号201110139166.8，公开号CN102241914B，公开日2011.11.16)，发明名称《一种利用蠕虫状胶束体系分散的水性UV墨水及其制备方法》(申请号2011103117194.4，公开号CN102382504A，公开日2012.03.21)，发明名称《一种柔版印刷水性UV墨水及其制备方法》(申请号201310178593.6，公开号CN103275551A，公开日2013.09.04)，发明名称《一种羟基硅油改性的水性UV墨水及其制备方法》(申请号201310588755.3，公开号CN103613993A，公开日2014.03.05)，发明名称《一种水性UV墨水的制备方法》(申请号201410484615.6，公开号CN104231729A，公开日2014.12.2)等专利。但上述技术均存在污染环境，不易清洗，生产效率低等缺点。
[0004]鉴于喂■墨印刷水性UV墨水良好的市场如景，加强喂'墨印刷水性UV墨水的研究，制备出满足市场需求的性能优良的喷墨印刷水性UV墨水产品，是未来数字印刷墨水行业的一个发展方向。因此，发明一种性能优良、绿色环保的喷墨印刷水性UV墨水在喷墨印刷墨水领域具有现实意义。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种喷墨印刷水性UV墨水，解决了现有喷墨印刷墨水干燥速度慢、附着牢度低、稳定性差和环保性能不好的问题。
[0006]本发明的另一目的是提供上述喷墨印刷水性UV墨水的制备方法。
[0007]本发明所采用的技术方案是，一种喷墨印刷水性UV墨水，按质量百分比由以下原料组成:60%?80%的基料树脂，0.3%?6%的光引发剂，6%?20%的色料，7%?19%的助剂，2%?8%的稀释剂，以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0008]本发明的特点还在于，
[0009]助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光增感剂组成的混合物，助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为:消泡剂0.1%?1%、表面活性剂0.1%?5%、光稳定剂I %?8%、流平剂0.05%?I %和光增感剂0.2%?4%。
[0010]消泡剂为型号为0S-5201或0S-5202的消泡剂；表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐或烷基磺酸盐中的任意一种；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光增感剂为三乙醇胺或N-N- 二甲氨基苯甲酸酯。
[0011]基料树脂是由45%?70%可UV固化的水性聚氨酯和30%?55%质量份数为5%?10%的聚乙烯醇溶液组成的混合乳液，其中可UV固化的水性聚氨酯中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为:10 %?20 %异佛尔酮二异氰酸酯，15 %?25 %聚丁二醇，1%?2%二羟甲基丙酸，2%?2.5%三羟甲基丙烷，0.5%?0.8%三乙胺，0.2%?0.4%乙二胺，0.5%?1%二月桂酸二丁基锡，3%?8%丙酮，8%?15%去离子水。
[0012]光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的任意一种，或是质量比为2:1的2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或者是质量比为3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基_卜苯基_卜丙酮的混合物。
[0013]色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种，稀释剂为质量比为3:2的水和乙醇的混合物。
[0014]本发明所采用的另一技术方案，上述一种喷墨印刷水性UV墨水的制备方法，具体按以下步骤实施:
[0015]步骤1、制备聚乙烯醇溶液:
[0016]按质量百分比分别称取去离子水90%?95%，聚乙烯醇5%?10%，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入20°C?25°C冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到90°C?95°C加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2?2.5小时，得到质量分数为5%?10%的聚乙烯醇溶液；
[0017]步骤2、制备基料树脂:
[0018]将聚丁二醇和二轻甲基丙酸加入反应器，在55°C?65°C下搅拌30min?40min至二羟甲基丙酸溶解，在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯，在75°C?85°C下反应2h?2.5h ;加入三羟甲基丙烷使预聚物交联，在75°C?85°C反应3h?3.5h，制备得到聚氨酯聚合物；然后降温至40°C?50°C，缓慢加入丙酮和三乙胺，搅拌20min?30min ;接着加入去离子水，在40°C?50°C下高速搅拌使其乳化分解；最后加入乙二胺，搅拌30min?40min，减压除去丙酮，得到水性聚氨酯乳液；
[0019]将水性聚氨醋乳液和步骤I制备得到的聚乙稀醇溶液搅拌混合30min?60min，得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液，即基料树脂；
[0020]步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂60 %?80 %，光引发剂0.3 %?6 %，色料6 %?20 %，助剂7 %?19 %，稀释剂2 %?8 %，以上各组分的质量百分比之和为100%;其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂和光增感剂组成的混合物；
[0021]步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，控制温度为40°C?50°C，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液；
[0022]步骤5，将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合后，加入步骤4制备得到的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入助剂，充分混合搅拌，即得到喷墨印刷水性UV墨水。
[0023]本发明的特点还在于，
[0024]步骤2中各组分的比例按照质量百分比为:质量分数为5%?10%的聚乙烯醇溶液30%?55%，异佛尔酮二异氰酸酯10%?20%，聚丁二醇15%?25%，二羟甲基丙酸1%?2%，三羟甲基丙烷2%?2.5%，三乙胺0.5%?0.8%，乙二胺0.2%?0.4%，二月桂酸二丁基锡0.5 %?I %，丙酮3 %?8 %，去离子水8 %?15 %，以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0025]步骤3中光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2_甲基_1_(4_甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的任意一种，或是质量比为2:1的2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)_2_吗啉-1-丙酮的混合物，或者是质量比为3:1的2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；
[0026]色料为直接染料、活性染料或颜料中的任意一种，稀释剂为质量比为3:2的水和乙醇的混合物；
[0027]助剂中消泡剂为型号为0S-5201或0S-5202的消泡剂；表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐或烷基磺酸盐中的任意一种；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧