專利名稱：打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打印用吸墨材料的制備方法。
背景技術(shù)：
吸墨材料，是在噴墨打印用基材表面上涂布一層具有吸墨性的材料或顏料，在基材的表面上形成具有良好的接受墨水的吸墨涂層。通過選擇顏料、粘合劑和助劑等物質(zhì)組成合適的吸墨層配方?，F(xiàn)有的吸墨材料是用顏料和膠粘劑制備吸墨層，其中顏料為碳酸鈣、高嶺土、二氧化鈦、氧化鋁或二氧化硅，膠粘劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、甲基纖維素、纖維素衍生物、白明膠、醋酸乙烯酯或聚乙烯醇的水溶性聚合物，但是現(xiàn)有的吸墨材料吸墨層吸收墨水性能差，吸墨速度較慢，易暈?zāi)?，從而?dǎo)致打印的圖像立體感不好，顏料分散不均一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的吸墨材料吸墨層吸收墨水性能差、易暈?zāi)募夹g(shù)問題，而提供打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法。本發(fā)明的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 5 20將聚乙烯醇加入到水中，攪拌20min 40min，然后用水浴加熱至70°C 80°C并保持Ih 1.證，冷卻至室溫后，得到膠粘劑；二、向水中加入酸至酸溶液的pH值為4 6，然后按酸溶液與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100 0.01 2將硅烷偶聯(lián)劑加入酸溶液中，攪拌均勻，得到分散液；三、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1 5份納米二氧化鈦粉、5 20份納米二氧化硅粉和 0. 01 0. 1份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量大于99 %，納米二氧化硅粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量大于99. 8%，其中納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量之和與分散液的質(zhì)量的比為15 25 100；四、按顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 1 5將步驟三得到的顏料乳液加入到步驟一得到的膠粘劑中，攪拌均勻，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置 3min 5min后，再放入60°C 90°C烘箱中干燥5min lOmin，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。本發(fā)明先用聚乙烯醇加入到水中充分溶脹、溶解后制備膠粘劑；將納米級原料分散在酸溶液中，然后再加入到膠粘劑中制備成涂料，避免了原料的團聚，得到了粒子分散均勻的具有納米微孔結(jié)構(gòu)的吸墨材料，其比表面積變大，接觸角變小(0° 90° )，更有利于墨水的浸潤，滲透，吸收，從而吸墨性能增強。石墨烯的加入，提高了吸墨涂層的力學(xué)性能。本發(fā)明的打印用納米復(fù)合吸墨材料吸墨層粒子分布均勻，無團聚現(xiàn)象，打印時，墨水可以快速被吸收，并且沒有暈?zāi)F(xiàn)象發(fā)生。印刷后成品色彩鮮艷，圖像清晰、逼真且表面光滑，抗水性好?？梢赃M行雙面或單面打印，可以用于照片制作，燈箱制作，廣告寫真噴繪等，應(yīng)用于數(shù)碼噴墨材料記錄及彩色噴繪領(lǐng)域。


圖1是試驗一中制備的打印用納米復(fù)合吸墨材料的掃描電鏡照片；圖2是試驗一中對比實驗制備的吸墨材料的掃描電鏡照片；圖3是試驗一中制備的打印用納米復(fù)合吸墨材料的的打印效果圖；圖4是試驗一中對比實驗制備的吸墨材料的的打印效果圖。
具體實施例方式具體實施方式

一本實施方式的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 5 20將聚乙烯醇加入到水中，攪拌20min 40min，然后用水浴加熱至70°C 80°C并保持Ih 1.證，冷卻至室溫后，得到膠粘劑；二、向水中加入酸至酸溶液的pH值為4 6，然后按酸溶液與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100 0.01 2將硅烷偶聯(lián)劑加入酸溶液中，攪拌均勻，得到分散液；三、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1 5份納米二氧化鈦粉、5 20份納米二氧化硅粉和 0. 01 0. 1份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量大于99 %，納米二氧化硅粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量大于99. 8%，其中納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量之和與分散液的質(zhì)量的比為15 25 100；四、按顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 1 5將步驟三得到的顏料乳液加入到步驟一得到的膠粘劑中，攪拌均勻，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置 3min 5min后，再放入60°C 90°C烘箱中干燥5min lOmin，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。本實施方式的打印用納米復(fù)合吸墨材料吸墨層粒子分布均勻，無團聚現(xiàn)象，打印時，墨水可以快速被吸收，并且沒有暈?zāi)F(xiàn)象發(fā)生。印刷后成品色彩鮮艷，圖像清晰、逼真且表面光滑，抗水性好。具體實施方式

二 本實施方式與具體實施方式

一不同的是步驟一中按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 8 18將聚乙烯醇加入到水中，攪拌25min 35min，然后用水浴加熱至 73°C 78°C并保持Ilh 1. 4h，冷卻至室溫后，得到膠粘劑。其他與具體實施方式

一相同。具體實施方式

三本實施方式與具體實施方式

一或二不同的是步驟二中酸為鹽酸、磷酸酸或硼酸。其他與具體實施方式

一或二相同。具體實施方式

四本實施方式與具體實施方式

一至三之一不同的是步驟二中酸溶液的pH值為4. 5 5. 5。其他與具體實施方式

一至三之一相同。具體實施方式

五本實施方式與具體實施方式

一至四之一不同的是步驟三中按質(zhì)量份數(shù)比稱取2 4份納米二氧化鈦粉、8 15份納米二氧化硅粉和0. 02 0. 08份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液。其他與具體實施方式

一至四之一相同。
具體實施方式

六本實施方式與具體實施方式

一至五之一不同的是步驟三中納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量之和與分散液的質(zhì)量的比為18 23 100。其他與具體實施方式

一至五之一相同。具體實施方式

七本實施方式與具體實施方式

一至六之一不同的是步驟四中顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 2 4。其他與具體實施方式

一至六之一相同。具體實施方式

八本實施方式與具體實施方式

一至六之一不同的是步驟五中干燥溫度為65°C 85°C、干燥時間為6min 9min。其他與具體實施方式

一至六之一相同。采用以下試驗來驗證本發(fā)明的有益效果試驗一本試驗的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 10將聚乙烯醇加入到水中，攪拌30min，然后用水浴加熱至75°C并保持lh，冷卻至室溫后，得到膠黏劑；二、向水中加入鹽酸至酸溶液的pH值調(diào)節(jié)至5，然后按酸溶液與加入硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100 1將硅烷偶聯(lián)劑加入到酸溶液中，攪拌均勻，得到分散液；三、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份納米二氧化鈦粉、8份納米二氧化硅粉和0. 01份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量為99%，納米二氧化硅粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量為99. 8%，且納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量和與分散液的質(zhì)量的比為20 100 ；四、按顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 1將步驟三得到的顏料乳液加入到步驟一得到的膠粘劑中，攪拌均勻，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置 :3min后，再放入80°C烘箱中干燥5min，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。同時采用現(xiàn)有的方法制備吸墨材料做為對比試驗，具體步驟如下一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 10將聚乙烯醇加入到水中，攪拌30min，然后用水浴加熱至75°C并保持lh，冷卻至室溫后，得到膠黏劑；二、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份納米二氧化鈦粉和8份納米二氧化硅粉加入到膠黏劑，邊攪拌邊加入，攪拌均勻，得到涂料，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量為99%，納米二氧化硅粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量為 99.8%，納米二氧化鈦粉和納米二氧化硅粉的質(zhì)量和與膠黏劑的質(zhì)量的比為20 100；三、將步驟二得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置 3min后，再放入80°C烘箱中干燥5min，得到吸墨材料。本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的掃描電鏡照片如圖1所示，而本試驗一中對比實驗得到的吸墨材料的掃描電鏡照片如圖2所示，比較圖1和圖2可知，本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的吸墨層粒子分布均勻，而對比實驗得到的吸墨材料的吸墨層粒子分布不均勻，粒子分布較均勻相應(yīng)的其材料的表面就更加光滑，直觀上可以判斷其表面的粗糙度會更小一些，粒子分布均勻并且有空隙，比表面積增大，有利于墨水的吸收。用AFM方法測試本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的粗糙度為3. 900nm, 而本試驗一中對比實驗得到的吸墨材料的的粗糙度為8. 3841nm。
對本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料和對比實驗得到的吸墨材料進行打印測試，本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料得到的效果圖如圖3所示，對比實驗得到的吸墨材料效果圖如圖4所示，比較圖3和圖4可知，本試驗一得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的吸墨時間短，無暈?zāi)玫降膱D像清晰度高。試驗二 本試驗的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 10將聚乙烯醇加入到水中，攪拌30min，然后用水浴加熱至75°C并保持lh，冷卻至室溫后，得到膠黏劑；二、向水中加入鹽酸至酸溶液的pH值調(diào)節(jié)至5，然后按酸溶液與加入硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為100 1將硅烷偶聯(lián)劑加入到酸溶液中，攪拌均勻，得到分散液；三、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1份納米二氧化鈦粉、8份納米二氧化硅粉和0.05份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量為99%，納米二氧化硅粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量為99. 8%，且納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量和與分散液的質(zhì)量的比為20 100 ；四、按顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 1將步驟三得到的顏料乳液加入到步驟一得到的膠粘劑中，攪拌均勻，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置 3min后，再放入80°C烘箱中干燥5min，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。本試驗二得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料表面粒子分布均勻并且有空隙，比表面積增大，有利于墨水的吸收。用AFM方法測試本試驗二得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的粗糙度為3. 977nm。對本試驗二得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料和對比實驗得到的吸墨材料進行打印測試，結(jié)果顯示本試驗二得到的打印用納米復(fù)合吸墨材料的吸墨時間短，無暈?zāi)?，得到的圖像清晰度高。
權(quán)利要求
1.打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法按以下步驟進行一、按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 5 20將聚乙烯醇加入到水中，攪拌20min 40min，然后用水浴加熱至70°C 80°C并保持Ih 1.證，冷卻至室溫后，得到膠粘劑；二、向水中加入酸至酸溶液的PH值為4 6，然后按酸溶液與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為 100 0.01 2將硅烷偶聯(lián)劑加入酸溶液中，攪拌均勻，得到分散液；三、按質(zhì)量份數(shù)比稱取1 5份納米二氧化鈦粉、5 20份納米二氧化硅粉和0.01 0. 1份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液，其中納米二氧化鈦粉的粒徑為IOnm 25nm，二氧化鈦粉質(zhì)量含量大于99 %，納米二氧化硅粉的粒徑為 IOnm 25nm，二氧化硅粉質(zhì)量含量大于99. 8 %，其中納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量之和與分散液的質(zhì)量的比為15 25 100；四、按顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 1 5將步驟三得到的顏料乳液加入到步驟一得到的膠粘劑中，攪拌均勻，得到涂料；五、將步驟四得到的涂料用涂布機涂布于聚對苯二甲酸二甲酯基材表面，靜置:3min 5min后，再放入60V 90°C烘箱中干燥5min lOmin，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟一中按聚乙烯醇與水的質(zhì)量比為1 8 18將聚乙烯醇加入到水中，攪拌25min 35min，然后用水浴加熱至73°C 78°C并保持1. Ih 1. 4h，冷卻至室溫后，得到膠粘劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟二中酸為鹽酸、磷酸或硼酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟二中酸溶液的pH值為4. 5 5. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟三中按質(zhì)量份數(shù)比稱取2 4份納米二氧化鈦粉、8 15份納米二氧化硅粉和0. 02 0. 08 份石墨烯粉并加入到步驟二得到的分散液中，攪拌均勻，得到顏料乳液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟三中納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉的質(zhì)量之和與分散液的質(zhì)量的比為 18 23 100。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟四中顏料乳液與膠粘劑的體積比為1 2 4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，其特征在于步驟五中干燥溫度為65°C 85°C、干燥時間為6min 9min。
全文摘要
打印用納米復(fù)合吸墨材料的制備方法，本發(fā)明涉及打印用吸墨材料的制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有的吸墨材料吸墨層吸收墨水性能差、易暈?zāi)募夹g(shù)問題。方法一、用聚乙烯醇與水制備膠粘劑；二、將硅烷偶聯(lián)劑加入酸溶液中制備分散液；三、將納米二氧化鈦粉、納米二氧化硅粉和石墨烯粉加入到分散液中攪拌，得到顏料乳液；四、將顏料乳液加入到膠粘劑中攪拌，得到涂料；五、將涂料涂布于基材表面，靜置后烘干，得到打印用納米復(fù)合吸墨材料。本發(fā)明的打印用納米復(fù)合吸墨材料吸墨層粒子分布均勻，無團聚，墨水快速被吸收且無暈?zāi)F(xiàn)象?？梢杂糜谡掌粝渲谱?，廣告寫真噴繪，應(yīng)用于數(shù)碼噴墨材料記錄及彩色噴繪領(lǐng)域。
文檔編號B41M5/50GK102501673SQ20111035038
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉麗, 吳捷, 姜波, 韓建平, 黃玉東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)