一種噴墨印刷水性uv墨水及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于印刷復制技術領域，涉及一種噴墨印刷水性UV墨水，本發(fā)明還涉及上述噴墨印刷水性UV墨水的制備方法。
【背景技術】
[0002]喂■墨印刷水性UV墨水作為一種新型的、綠色環(huán)保型的唆墨墨水，具有節(jié)能無毒、對環(huán)境友好，印品性能優(yōu)異等特點，受到行業(yè)領域的關注。隨著噴墨印刷技術的廣泛應用，對于噴墨墨水質量等各方面有了更高的要求，市場上現(xiàn)有的噴墨墨水按載體的不同，主要分為水性、溶劑型、熱熔型、能量固化型幾種。水性噴墨墨水以水為載體，具有墨色穩(wěn)定、著色力強、色彩飽和度高，對噴墨頭和耗材損害小、對人體及環(huán)境均無污染的優(yōu)點，但是干燥速度慢，印品光澤度差；溶劑型噴墨墨水易揮發(fā)，對環(huán)境造成污染；熱熔型噴墨墨水目前主要應用于紙板包裝領域，有一定的局限性；能量固化型噴墨墨水沒有揮發(fā)性有機物質、低耗能、快速固化，為噴墨裝置帶來的最大優(yōu)勢是不會噴頭固化，但是能量固化型噴墨墨水的柔韌性、黏結性較遜色于傳統(tǒng)墨水。水性UV噴墨墨水結合上述水性噴墨墨水和能量固化型噴墨墨水的全部優(yōu)點，是喂'墨墨水的新秀及應用趨勢，因此，研發(fā)尚質量的水性UV喂.墨墨水具有重要的應用價值。
[0003]目前，噴墨印刷水性UV墨水仍處在研宄階段，我國還沒有開發(fā)出性能優(yōu)良的噴墨印刷水性UV墨水。國外的公司和學者已取得用于研發(fā)階段的研宄成果，但是進口的墨水價格昂貴，阻礙我國噴墨印刷行業(yè)及相關行業(yè)的發(fā)展。長期以來，噴墨墨水都是和打印設備配套使用，大多數(shù)設備生產(chǎn)廠家要求生產(chǎn)商在打印時使用原裝墨水，這也是造成我國噴墨墨水研宄進展緩慢的原因。噴墨印刷水性UV墨水的發(fā)展發(fā)明技術可參閱:發(fā)明名稱《不飽和聚酯聚氨酯嵌段共聚物水性UV墨水的制備方法》(申請?zhí)?01110096328.4，公開號CN102153914A，公開日2011.08.17)，發(fā)明名稱《一種水性UV墨水及其制備方法》(申請?zhí)?01110139166.8，公開號CN102241914B，公開日2011.11.16)，發(fā)明名稱《一種利用蠕蟲狀膠束體系分散的水性UV墨水及其制備方法》(申請?zhí)?011103117194.4，公開號CN102382504A，公開日2012.03.21)，發(fā)明名稱《一種柔版印刷水性UV墨水及其制備方法》(申請?zhí)?01310178593.6，公開號CN103275551A，公開日2013.09.04)，發(fā)明名稱《一種羥基硅油改性的水性UV墨水及其制備方法》(申請?zhí)?01310588755.3，公開號CN103613993A，公開日2014.03.05)，發(fā)明名稱《一種水性UV墨水的制備方法》(申請?zhí)?01410484615.6，公開號CN104231729A，公開日2014.12.2)等專利。但上述技術均存在污染環(huán)境，不易清洗，生產(chǎn)效率低等缺點。
[0004]鑒于喂■墨印刷水性UV墨水良好的市場如景，加強喂'墨印刷水性UV墨水的研究，制備出滿足市場需求的性能優(yōu)良的噴墨印刷水性UV墨水產(chǎn)品，是未來數(shù)字印刷墨水行業(yè)的一個發(fā)展方向。因此，發(fā)明一種性能優(yōu)良、綠色環(huán)保的噴墨印刷水性UV墨水在噴墨印刷墨水領域具有現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種噴墨印刷水性UV墨水，解決了現(xiàn)有噴墨印刷墨水干燥速度慢、附著牢度低、穩(wěn)定性差和環(huán)保性能不好的問題。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供上述噴墨印刷水性UV墨水的制備方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案是，一種噴墨印刷水性UV墨水，按質量百分比由以下原料組成:60%?80%的基料樹脂，0.3%?6%的光引發(fā)劑，6%?20%的色料，7%?19%的助劑，2%?8%的稀釋劑，以上各組分的質量百分比之和為100%。
[0008]本發(fā)明的特點還在于，
[0009]助劑為消泡劑、表面活性劑、光穩(wěn)定劑、流平劑、光增感劑組成的混合物，助劑中各組分占所有原料總質量的百分比分別為:消泡劑0.1%?1%、表面活性劑0.1%?5%、光穩(wěn)定劑I %?8%、流平劑0.05%?I %和光增感劑0.2%?4%。
[0010]消泡劑為型號為0S-5201或0S-5202的消泡劑；表面活性劑為烷基羧酸鹽、醇磺酸酯鹽或烷基磺酸鹽中的任意一種；光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一種；流平劑為磷酸酯改性丙烯酸樹脂或改性聚硅氧烷；光增感劑為三乙醇胺或N-N- 二甲氨基苯甲酸酯。
[0011]基料樹脂是由45%?70%可UV固化的水性聚氨酯和30%?55%質量份數(shù)為5%?10%的聚乙烯醇溶液組成的混合乳液，其中可UV固化的水性聚氨酯中各原料占基料樹脂總質量的百分比分別為:10 %?20 %異佛爾酮二異氰酸酯，15 %?25 %聚丁二醇，1%?2%二羥甲基丙酸，2%?2.5%三羥甲基丙烷，0.5%?0.8%三乙胺，0.2%?0.4%乙二胺，0.5%?1%二月桂酸二丁基錫，3%?8%丙酮，8%?15%去離子水。
[0012]光引發(fā)劑為2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的任意一種，或是質量比為2:1的2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮的混合物，或者是質量比為3:1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮和2-羥基-2-甲基_卜苯基_卜丙酮的混合物。
[0013]色料為直接染料、活性染料或顏料中的任意一種，稀釋劑為質量比為3:2的水和乙醇的混合物。
[0014]本發(fā)明所采用的另一技術方案，上述一種噴墨印刷水性UV墨水的制備方法，具體按以下步驟實施:
[0015]步驟1、制備聚乙烯醇溶液:
[0016]按質量百分比分別稱取去離子水90%?95%，聚乙烯醇5%?10%，邊攪拌邊將聚乙烯醇緩緩加入20°C?25°C冷水中使之充分溶脹、分散，并使揮發(fā)性物質逸出，然后升溫到90°C?95°C加速攪拌，待聚乙烯醇完全溶解，保溫2?2.5小時，得到質量分數(shù)為5%?10%的聚乙烯醇溶液；
[0017]步驟2、制備基料樹脂:
[0018]將聚丁二醇和二輕甲基丙酸加入反應器，在55°C?65°C下攪拌30min?40min至二羥甲基丙酸溶解，在干燥氮氣的保護下依次加入異佛爾酮二異氰酸酯，在75°C?85°C下反應2h?2.5h ;加入三羥甲基丙烷使預聚物交聯(lián)，在75°C?85°C反應3h?3.5h，制備得到聚氨酯聚合物；然后降溫至40°C?50°C，緩慢加入丙酮和三乙胺，攪拌20min?30min ;接著加入去離子水，在40°C?50°C下高速攪拌使其乳化分解；最后加入乙二胺，攪拌30min?40min，減壓除去丙酮，得到水性聚氨酯乳液；
[0019]將水性聚氨醋乳液和步驟I制備得到的聚乙稀醇溶液攪拌混合30min?60min，得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液，即基料樹脂；
[0020]步驟3，按質量百分比分別稱取步驟2制得的基料樹脂60 %?80 %，光引發(fā)劑0.3 %?6 %，色料6 %?20 %，助劑7 %?19 %，稀釋劑2 %?8 %，以上各組分的質量百分比之和為100%;其中助劑為消泡劑、表面活性劑、光穩(wěn)定劑、流平劑和光增感劑組成的混合物；
[0021]步驟4，將步驟3中稱取的基料樹脂加入反應容器中，控制溫度為40°C?50°C，緩慢加入光引發(fā)劑并攪拌，直至完全溶解，即制得混合溶液；
[0022]步驟5，將步驟3中稱取的色料和稀釋劑充分混合后，加入步驟4制備得到的混合溶液中，攪拌均勻，然后加入助劑，充分混合攪拌，即得到噴墨印刷水性UV墨水。
[0023]本發(fā)明的特點還在于，
[0024]步驟2中各組分的比例按照質量百分比為:質量分數(shù)為5%?10%的聚乙烯醇溶液30%?55%，異佛爾酮二異氰酸酯10%?20%，聚丁二醇15%?25%，二羥甲基丙酸1%?2%，三羥甲基丙烷2%?2.5%，三乙胺0.5%?0.8%，乙二胺0.2%?0.4%，二月桂酸二丁基錫0.5 %?I %，丙酮3 %?8 %，去離子水8 %?15 %，以上各組分的質量百分比之和為100%。
[0025]步驟3中光引發(fā)劑為2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦、2_甲基_1_(4_甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的任意一種，或是質量比為2:1的2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)_2_嗎啉-1-丙酮的混合物，或者是質量比為3:1的2-甲基-1- (4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮和2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；
[0026]色料為直接染料、活性染料或顏料中的任意一種，稀釋劑為質量比為3:2的水和乙醇的混合物；
[0027]助劑中消泡劑為型號為0S-5201或0S-5202的消泡劑；表面活性劑為烷基羧酸鹽、醇磺酸酯鹽或烷基磺酸鹽中的任意一種；光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧