一种喷墨印刷水性uv墨水及其制备方法_3

文档序号:9211805阅读:来源:国知局
性。为改善印刷质量,本发明选择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)为消泡剂,其具有与多种水性体系相容性好,快速消泡,抑泡持久,且不影响墨水色相和黏度、无毒无污染的特点。
[0056]表面活性剂在墨水体系中起润湿、渗透、润滑等作用,可调节墨水的表面张力和出墨量,改善性能。本发明所用的表面活性剂为中性试剂,不但具有良好的润湿、渗透、润滑作用,且不易氧化,且能够与各种助剂复配,成本较低。
[0057]光稳定剂能够屏蔽或吸收紫外线的能量,具有猝灭单线态氧及将氢过氧物分解成非活性物质等功能,使高分子聚合物在光的辐射下,能排除或减缓光化学反应的可能性,阻止或者延迟光老化的过程。本发明所用的光稳定剂为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,不但具有良好的光稳作用,同时其性能稳定,与其他助剂复配使用时,不会受到其他助剂的影响。
[0058]流平剂能促使墨水在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的墨膜,有效的降低墨水的表面张力,提高其流平性和均匀性。本发明所采用的流平剂,与本发明所采用的基料树脂具有良好的相容性,能够有效降低墨水表面张力,控制表面流动的能力。
[0059]光增感剂可扩大吸收色光的范围,因而扩大了感色性,提高了光感度,加快了墨水的光固化速度。本发明所用的光增感剂为三乙醇胺或N-N-二甲氨基苯甲酸酯,增强了光引发剂的引发性能,进一步提高了墨水的光固化速率,且本身不参与化学反应,对墨水性能没有负面影响。
[0060]稀释剂主要用于改变墨水的黏度,选用水和乙醇以质量比3:2组成的混合物作为稀释剂,以代替传统的活性稀释剂,消除了传统稀释剂带来的环境污染问题,降低制备成本。
[0061]实施例1
[0062]步骤1、制备聚乙烯醇(PVA)溶液:
[0063]按质量百分比分别称取去离子水95%,聚乙烯醇5%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至20°C冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到95°C加速溶解,并保温2小时,得到质量分数为5%的聚乙烯醇溶液。
[0064]步骤2、制备基料树脂:
[0065]按照质量百分比称取以下原料:45%步骤I制备的聚乙烯醇溶液(PVA),15%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),20%聚丁二醇(PBG),1.2% 二羟甲基丙酸(DMPA),2%三羟甲基丙烷(TMP),0.6% 三乙胺(TEA),0.2% 乙二胺(EDA),0.5% 二月桂酸二丁基锡(DBTDL), 5.5%丙酮,10%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0066]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、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在60°C下搅拌30min至二羟甲基丙酸(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80°C下反应2h ;加入三羟甲基丙烷(TMP)使预聚物交联,在80°C反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(TEA)进行中和,在45°C下搅拌20min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45°C下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(EDA),搅拌30min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。
[0067]将水性聚氨酯乳液和和步骤I制备得到的聚乙烯醇(PVA)溶液搅拌混合30min,得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。
[0068]步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂60%,光引发剂6%,色料7%,助剂19%,稀释剂8%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂I %、表面活性剂5 %、光稳定剂8 %、流平剂I %和光增感剂4 %。
[0069]步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为40°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。
[0070]步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的喷墨印刷水性UV墨水。
[0071]其中,光引发剂为质量比为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-吗啉-1-丙酮(907)的混合物;直接染料使用C.1.直接蓝84 ;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(0S-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮;流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂;光增感剂光增感剂为三乙醇胺;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。
[0072]实施例2
[0073]步骤1、制备聚乙烯醇(PVA)溶液:
[0074]按质量百分比分别称取去离子水92%,聚乙烯醇8%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至25°C冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,而后升温到90°C左右加速溶解,并保温2.5小时,得到质量分数为8%的聚乙烯醇溶液。
[0075]步骤2、制备基料树脂:
[0076]按照质量百分比称取以下原料:55%步骤I制得的聚乙烯醇溶液(PVA),12%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),16.5%聚丁二醇(PBG),I % 二羟甲基丙酸(DMPA),2.1 %三羟甲基丙烷(TMP),0.5%三乙胺(TEA), 0.2% 乙二胺(EDA),0.7%二月桂酸二丁基锡(DBTDL),4%丙酮,8%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0077]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、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65°C下搅拌35min至二羟甲基丙酸(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下反应2.5h ;加入三羟甲基丙烷(TMP)使预聚物交联,在80°C反应3h,制备得到聚氨酯聚合物。在搅拌过程中慢慢加入丙酮以降低聚合物的黏度,加入三乙胺(TEA)进行中和,在50°C下搅拌25min。接着向混合物中加入一部分去离子水,在45°C下高速搅拌使其乳化分解。最后加入乙二胺(EDA),搅拌35min,减压出去丙酮,制备出水性聚氨酯乳液。
[0078]将水性聚氨酯乳液和和步骤I制备得到的聚乙烯醇(PVA)溶液搅拌混合50min,得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液。
[0079]步骤3,按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂70%,光引发剂2%,色料12%,助剂12%,稀释剂4%。其中,助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为:消泡剂0.8%、表面活性剂3%、光稳定剂5%、流平剂0.8%和光增感剂2.4%。
[0080]步骤4,将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中,反应温度为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。
[0081]步骤5,将步骤3中称取的色料和稀释剂充分混合,加入到步骤4所制备好的混合溶液中,搅拌均匀,最后加入助剂,充分混合搅拌,即得到本发明的喷墨印刷水性UV墨水。
[0082]其中,光引发剂使用2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173);直接染料使用C.1.活性黄15 ;消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(0S-5202);表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠;光稳定剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;流平剂使用改性聚硅氧烷;光增感剂为N-N-二甲氨基苯甲酸酯;稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。
[0083]实施例3
[0084]步骤1、制备聚乙烯醇(PVA)溶液:
[0085]按质量百分比分别称取去离子水90%,聚乙烯醇10%,采用水浴锅控制温度,边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入至22°C冷水中充分溶胀、分散,并使挥发性物资逸出,然后升温到93°C加速溶解,并保温2.2小时,得到质量分数为10%的聚乙烯醇溶液。
[0086]步骤2、制备基料树脂:
[0087]按照质量百分比称取以下原料:33.7V0步骤I制得的聚乙烯醇溶液(PVA),18%异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),23%聚丁二醇(PBG),1.5% 二羟甲基丙酸(DMPA),2.3%三羟甲基丙烷(TMP),0.8%三乙胺(TEA),0.3% 乙二胺(EDA),0.9%二月桂酸二丁基锡(DBTDL),7%丙酮,12.5%去离子水,以上各组分的质量百分比之和为100%。
[0088]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、氮气进口和回流泠凝管的圆底四口烧瓶中,在65°C下搅拌40min至二羟甲基丙酸(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85°C下反应2.5h ;加入三羟甲基丙烷(TMP)使预聚物交联,在80°C反应3h,制备得到聚氨
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