一种喷墨印刷水性uv墨水及其制备方法_2

文档序号:9211805阅读:来源:国知局
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。
[0028]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1%?8%、流平剂0.05%?I %和光增感剂0.2%?4%。
[0029]本发明的有益效果是,相对现有的喷墨印刷水性UV墨水,采用本发明喷墨印刷水性UV墨水进行喷墨打印,墨水固化速度快,固化温度低,印品干燥时间短且质量较好,墨头易清洗,能源消耗低;其次,本发明喷墨印刷水性UV墨水采用水与酒精的混合物作为稀释剂,在容易达到调节黏度目的的同时,不含VOC,无刺激性和臭味,不污染环境。
【具体实施方式】
[0030]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0031]本发明提供了一种喷墨印刷水性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%。其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光增感剂组成的混合物。
[0032]其中,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为:10%?20%异佛尔酮二异氰酸酯(Iroi),15%?25%聚丁二醇(PBG),1%?2%二羟甲基丙酸(DMPA),2%?2.5%三羟甲基丙烷(TMP),0.5%?0.8%三乙胺(TEA),0.2% ?0.4% 乙二胺(EDA),0.5% ?I % 二月桂酸二丁基锡(DBTDL),3% ?8%丙酬,8%?15%去尚子水。
[0033]光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2_甲基-1_(4_甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)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(TPO)和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)_2_吗琳-1-丙酬(907)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(907)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)的混合物。
[0034]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。
[0035]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1%?8%、流平剂0.05%?I %和光增感剂0.2%?4%。
[0036]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。
[0037]本发明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:
[0038]步骤1、制备聚乙烯醇(PVA)溶液:
[0039]按质量百分比分别称取去离子水90%?95%,聚乙烯醇5%?10%,采用水浴锅控制温度,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。
[0040]步骤2、制备基料树脂:
[0041]按照质量百分比称取以下原料:步骤I制得的质量分数为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%。
[0042]将聚丁二醇(PBG)和二羟甲基丙酸(DMPA)加入装有机械搅拌器的、温度计、氮气进口和回流冷凝管的圆底四口烧瓶中,在55°C?65°C下搅拌30min?40min至二轻甲基丙酸(DMPA)溶解,在干燥氮气的保护下依次加入异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),混合物在75°C?85°C下反应2h?2.5h ;加入三羟甲基丙烷(TMP)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,缓慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,并加入三乙胺(TEA)中和PH值,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(EDA),搅拌30min?40min,减压除去丙酮,得到水性聚氨酯乳液。
[0043]将水性聚氨酯乳液和称取的步骤I制备得到的聚乙烯醇(PVA)溶液搅拌混合30min?60min,得到可UV固化的水性聚氨醋和聚乙稀醇混合乳液,即基料树脂。
[0044]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。
[0045]其中光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2_甲基_1-(4_甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)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(TPO)和2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)_2_吗琳-1-丙酬(907)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(907)和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)的混合物。
[0046]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。
[0047]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1%?8%、流平剂0.05%?I %和光增感剂0.2%?4%。
[0048]助剂中消泡剂为矿物油及硬脂酸酯混合物(0S-5201)或疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(0S-5202);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。
[0049]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,缓慢加入光弓I发剂并搅拌,直至完全溶解,即制得混合溶液。
[0050]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,即得到本发明的喷墨印刷水性UV墨水。
[0051]基料树脂是喷墨印刷水性UV墨水的主要组成成分,它在墨水中起着连接料的作用,决定印刷墨水的流变性、黏度、干燥性、成膜性以及印刷性能等性质。
[0052]本发明所用的基料树脂是可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。该可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液光反应速度快、有利于色料分散、承印物范围广、具有良好的附着力,是水溶性树脂,绿色环保;其涂膜具有良好的机械性能及耐化学性,使本发明的墨水稳定性显著提高。
[0053]光引发剂是一类能在紫外光区(250?420nm)或可见光区(400?800nm)吸收一定波长的能量产生自由基、阳离子等,从而引发单体聚合交联固化的化合物。它在墨水体系中起着重要作用,影响着墨水的干燥速度,适量的光引发剂可加快墨水的固化速率并获得性能良好的墨水。
[0054]在现有的水性UV油墨体系中,光引发剂在光固化过程中往往不是完全耗尽,未光解的部分会迀移到墨层表面,使墨层泛黄和老化,影响产品的质量;另一方面,一些引发剂和体系不相容或相容性不好,使水性UV油墨应用受到限制。选择本发明中光引发剂的种类并控制其重量百分比为0.3%?6%,能保证制备的水性UV油墨在光固化过程中,光引发剂完全反应,光固化速度快,且成分均匀,相容性好。
[0055]消泡剂指对溶剂型(水性)墨水中已形成的泡沫能起消除作用的助剂。在墨水制备过程中会加入填充剂、干燥剂等含有助泡物的助剂,在印刷操作中易产生气泡。墨水质地均匀才能保障印刷质量,而气泡则破坏了墨水的均匀
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