王萌+劉昕

本文介紹的是一種實(shí)現(xiàn)新型噴墨印刷水性UV油墨的最新專(zhuān)利（申請(qǐng)?zhí)枺?01510324290.X），該發(fā)明主要是關(guān)于一種新型噴墨印刷水性UV油墨及其制備方法。噴墨印刷水性UV油墨包括以下組分：水性聚氨酯、聚乙烯醇、光引發(fā)劑、色料、稀釋劑、助劑，其中助劑為消泡劑、表面活性劑、光穩(wěn)定劑、流平劑、光增感劑組成的混合物。制備的噴墨印刷水性UV油墨解決了現(xiàn)有噴墨油墨的干燥速度慢、附著牢度低、穩(wěn)定性差和環(huán)保性能不好的問(wèn)題，滿(mǎn)足高檔印刷品的印刷。該專(zhuān)利噴墨印刷水性UV油墨安全性能好、無(wú)污染、固化速度快、固化溫度低、印品干燥時(shí)間短且質(zhì)量較好、墨頭易清洗、能源消耗低。

市場(chǎng)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(qiáng)、色彩飽和度高，對(duì)噴墨頭和耗材損害小、對(duì)人體及環(huán)境均無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，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(duì)環(huán)境造成污染；熱熔型噴墨墨水目前主要應(yīng)用于紙板包裝領(lǐng)域，有一定的局限性；能量固化型噴墨墨水沒(méi)有揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)、低耗能、快速固化，為噴墨裝置帶來(lái)的最大優(yōu)勢(shì)是不會(huì)噴頭固化，但是能量固化型噴墨墨水的柔韌性、黏結(jié)性較遜色于傳統(tǒng)墨水。水性UV噴墨墨水結(jié)合上述水性噴墨墨水和能量固化型噴墨墨水的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，是噴墨墨水的新秀及應(yīng)用趨勢(shì)，因此，研發(fā)高質(zhì)量的水性UV噴墨墨水具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

目前，噴墨印刷水性UV墨水仍處在研究階段，我國(guó)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的噴墨印刷水性UV墨水。國(guó)外的公司和學(xué)者已取得用于研發(fā)階段的研究成果，但是進(jìn)口的墨水價(jià)格昂貴，阻礙我國(guó)噴墨印刷行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)，噴墨墨水都是和打印設(shè)備配套使用，大多數(shù)設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家要求生產(chǎn)商在打印時(shí)使用原裝墨水，這也是造成我國(guó)噴墨墨水研究進(jìn)展緩慢的原因。

基本組成

該專(zhuān)利制備的一種噴墨印刷水性UV油墨，按重量百分比由以下組分組成：60%～80%的基料樹(shù)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，以上各組分的重量百分比總和為100%。其中：基料樹(shù)脂為可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液；助劑為消泡劑、表面活性劑、光穩(wěn)定劑、流平劑和光增感劑；稀釋劑為去離子水和乙醇按質(zhì)量比為3∶2的混合物。助劑中，各組分占噴墨印刷水性UV油墨總質(zhì)量的百分比為消泡劑0.1%～1%、表面活性劑0.1%～5%、光穩(wěn)定劑1%～8%、流平劑0.05%～1%和光增感劑0.2%～4%。消泡劑為礦物油及硬脂酸酯混合物或疏水改性有機(jī)硅及礦物油為主要成分的消泡劑；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(shù)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。色料為直接染料、活性染料或顏料中的任意一種光引發(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(zhì)量比為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-嗎啉-1-丙酮的混合物，或者是質(zhì)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。

制備方法

步驟1：制備聚乙烯醇溶液。按質(zhì)量百分比分別稱(chēng)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℃～25℃冷水中使之充分溶脹、分散，并使揮發(fā)性物質(zhì)逸出，然后升溫到90℃～95℃加速攪拌，待聚乙烯醇完全溶解，保溫2～2.5小時(shí)，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～10%的聚乙烯醇溶液。

步驟2：制備基料樹(shù)脂。將聚丁二醇和二羥甲基丙酸加入反應(yīng)器，在55℃～65℃下攪拌30～40分鐘至二羥甲基丙酸溶解，在干燥氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下依次加入異佛爾酮二異氰酸酯，在75℃～85℃下反應(yīng)2～2.5小時(shí)；加入三羥甲基丙烷使預(yù)聚物交聯(lián)，在75℃～85℃反應(yīng)3～3.5小時(shí)，制備得到聚氨酯聚合物；然后降溫至40℃～50℃，緩慢加入丙酮和三乙胺，攪拌20～30分鐘；接著加入去離子水，在40℃～50℃下高速攪拌使其乳化分解；最后加入乙二胺，攪拌30～40分鐘，減壓除去丙酮，得到水性聚氨酯乳液。

將水性聚氨酯乳液和步驟1制備得到的聚乙烯醇溶液攪拌混合30～60分鐘，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(shù)脂。

步驟3：按質(zhì)量百分比分別稱(chēng)取步驟2制得的基料樹(shù)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(zhì)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。

步驟4：將步驟3中稱(chēng)取的基料樹(shù)脂加入反應(yīng)容器中，控制溫度為40℃～50℃，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。

步驟5：將步驟3中稱(chēng)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。

特點(diǎn)及應(yīng)用

1.本配方選擇水性聚氨酯和聚乙烯醇樹(shù)脂混合乳液為連結(jié)料，在柔韌性、成膜性、附著力和環(huán)保性等性能方面明顯優(yōu)勢(shì)。

2.本配方的噴墨印刷水性UV油墨安全無(wú)污染、生產(chǎn)效率高、印刷質(zhì)量?jī)?yōu)異、色飽和度、色強(qiáng)度明顯優(yōu)于普通油墨，設(shè)備易清洗，有利用環(huán)境保護(hù)。

3.本配方的噴墨印刷水性UV油墨具有固化速度快，固化溫度低，印品干燥時(shí)間短且質(zhì)量較好，墨頭易清洗，能源消耗低等特點(diǎn)；其次，本發(fā)明噴墨印刷水性UV墨水采用水與酒精的混合物作為稀釋劑，在容易達(dá)到調(diào)節(jié)黏度目的的同時(shí)，不含VOC，無(wú)刺激性和臭味，不污染環(huán)境。endprint