CN101134863B - 耐候的红色喷墨打印水基油墨及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的耐候的红色喷墨打印水基油墨，采用了染料、溶剂、表面活性剂和聚合物复配的体系，按重量百分比其组成为：染料2％～4％，溶剂90％～97％，表面活性剂0.5％～3％，聚合物0.5％～3％，各组分的总量为100％。将上述各组份搅拌、过滤后，即得。本发明的红色喷墨打印水基油墨流动性好，耐候稳定性高，无堵头，连续，间歇打印皆可，打印出来的文字和图像清晰，无扩散、化开、缺墨、不均和墨滴飞溅的现象，价格便宜、制备方法简单，具有节约能源和环保等特点。

Description

耐候的红色喷墨打印水基油墨及其制备方法

技术领域

本发明属于喷墨打印技术领域，涉及一种红色喷墨打印水基油墨组方，具体涉及一种耐候的红色喷墨打印水基油墨组方，本发明还涉及该油墨的制备方法。

背景技术

随着喷墨打印技术的飞速发展，喷墨打印机质量不断地改进和提高，与之匹配的喷墨打印消耗材料也在迅速地发展。喷墨打印油墨作为喷墨打印系统的重要组成部分，其质量的好坏和技术水平的高低，直接影响喷墨打印的质量，已成为决定喷墨打印效果的关键因素。而油墨的好坏与其配方有很大的关系，现有的配方体系采用简单溶剂加染料体系，其打印存在耐候性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐候的红色喷墨打印水基油墨，采用了染料、溶剂、表面活性剂和聚合物复配体系，解决了现有油墨存在耐候性差的问题。本发明的目的还在于提供上述油墨的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，耐候的红色喷墨打印水基油墨，按重量百分比其组成为：红色染料2％～4％，溶剂90％～97％，表面活性剂0.5％～3％，聚合物0.5％～3％，上述各组份的总量为100％。

本发明的特点还在于，

溶剂由蒸馏水、乙醇、乙二醇丁醚、丙三醇组成，各组份重量百分含量为：蒸馏水76％～80％，乙醇4％～6％，乙二醇丁醚8％～12％，丙三醇4％～6％，上述各组份的总量为100％。

表面活性剂采用了阴离子、阳离子、非离子三种表面活性剂的复配。

阴离子表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠或十六烷基硫酸钠。

阳离子表面活性剂选自十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵。

非离子表面活性剂选自OP乳化剂或吐温系列。

表面活性剂由十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、OP乳化剂三种组成，组份重量百分比为：十二烷基磺酸钠40％～55％、十六烷基三甲基溴化铵1％～5％、OP乳化剂40％～55％，上述各组份的总量为100％。

聚合物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400、聚乙二醇800、聚乙二醇1000，其中聚乙二醇系列优选为聚乙二醇400。

聚合物由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400三种组成，组份重量百分比为：聚乙烯醇10％～20％、聚乙烯吡咯烷酮45％～65％、聚乙二醇400 25％～35％，上述各组份的总量为100％。

本发明的红色油墨的制备方法，按以下步骤进行，

步骤1：将红色染料2％～4％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂90％～97％，充分搅拌3～5分钟，接着加入表面活性剂0.5％～3％及聚合物0.5％～3％，搅拌10～15分钟；

步骤2：将上述溶液搅拌直至完全溶解；

步骤3：把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

相对现有喷墨打印油墨的简单溶剂加染料体系，本发明采用了染料、溶剂、表面活性剂和聚合物复配体系，所制备的红色喷墨打印油墨流动性好，耐候稳定性高，无堵头，连续，间歇打印皆可，打印出来的文字和图像清晰，无扩散、化开、缺墨、不均和墨滴飞溅的现象，价格便宜、制备方法简单，具有节约能源和环保等特点。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细说明。

本发明的红色喷墨打印水基油墨，采用了染料、溶剂、表面活性剂和聚合物复配的体系，按重量百分比其组成为：红色染料2％～4％，溶剂90％～97％，表面活性剂0.5％～3％，聚合物0.5％～3％，各组分的总量为100％。

其中溶剂由蒸馏水、乙醇、乙二醇丁醚、丙三醇组成，各组份重量百分含量为：蒸馏水76％～80％，乙醇4％～6％，乙二醇丁醚8％～12％，丙三醇4％～6％。

红色染料一般选用NOVACRON活性染料或气巴克隆类活性染料。

表面活性剂采用了阴离子、阳离子、非离子三种表面活性剂的复配体系。其中阴离子表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠或十六烷基硫酸钠；阳离子表面活性剂选自十二烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基溴化铵；非离子表面活性剂选自OP乳化剂或吐温系列。

其中表面活性剂优选十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、OP乳化剂三种复配，其组份重量百分比为：十二烷基磺酸钠40％～55％、十六烷基三甲基溴化铵1％～5％、OP乳化剂40％～55％，上述各组份的总量为100％。

聚合物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400、聚乙二醇800、聚乙二醇1000中的三种组合，其中优选聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组合，其组份重量百分比为：聚乙烯醇10％～20％、聚乙烯吡咯烷酮45％～65％、聚乙二醇400 25％～35％，上述各组份的总量为100％。

其组成中各成份的作用：

红色染料作为喷墨打印油墨的显色物质，其含量范围为2％～4％，如果低于2％则打印效果不理想，如超出4％则容易堵塞打印喷头。

溶剂在里面作为一种载体，起溶解染料及其它物质的作用，含量90％～97％，含量小于90％则染料不能完全溶解，若超过97％则打印效果不理想。其组成中蒸馏水是作为染料的载体，其含量为76％～80％，含量小于76％则染料可能未完全溶解，若超过80％则打印效果不理想；乙醇的作用是使打印出的墨滴迅速干燥，其含量为4％～6％，小于4％干燥效果不好，大于6％打印效果不理想；乙二醇丁醚的作用提高墨滴的渗透程度，使色密度更大，其含量为8％～12％，低于8％和超过12％其渗透程度都不理想；丙三醇的作用是改善油墨的粘度，其含量为4％～6％，低于或超出这个范围黏度都不符合打印要求。

表面活性剂含阴、阳、非三中表面活性剂可以产生协同作用，使表面张力降低显著，并且其中的阳离子表面活性剂和聚合物络合，对抗紫外光能力增强。具体到本发明中，在一定的条件下，十二烷基磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵复配体系具有很高的表面活性，显示出极大的增效作用。但要求阴，阳离子表面活性剂非等摩尔复配，阴阳离子表面活性剂混合体系的全面增效作用来源于正负离子的强吸引力，使溶液内部的表面活性剂分子更易聚集形成胶团，表面吸附层中的表面活性剂分子的排列更紧密，表面能更低。非离子表面活性剂OP乳化剂在水中不电离，以分子态存在，与其它类型表面活性剂有较好的相溶性，因此可以很好的混合使用。加入溶解度较大的OP乳化剂，有助于正负离子表面活性剂在水中溶解度的增加。表面活性剂含量小于0.5％起不到应有的分散效果，大于3％不仅无助于分散效果的提高，反而会产生絮状沉淀。

聚合物主要起分散和润滑作用，改善油墨的流动性，防止墨滴堵塞打印喷头，提高油墨的耐候性。其中聚乙二醇400、聚乙烯吡咯烷酮的作用为，带负电荷的染料分子和阳离子表面活性剂静电吸引，阳离子表面活性剂-十六烷基三甲基溴化铵与聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇有明显的作用，即阳离子表面活性剂和聚合物相结合，并且聚乙二醇中的氧原子有未成对的电子，可以与水中的H⁺相结合而带有正电性，因此易与染料负离子结合，形成“复合物”，而表面活性剂以其亲水头基通过离子—偶极作用结合到高聚合聚乙二醇链的极性基上，从而有效的保护了染料分子在进入纸纤维中后被紫外线分解。聚乙烯醇的作用为，聚乙烯醇丰富的羟基是良好的氢给体，而染料中常见的官能团C＝O、S＝O等均为氢键的良好受，二者可产生有效的氢键作用，聚乙烯醇与染料形成的氢键可提高染料的耐候性。聚合物低于0.5％抗紫外线能力不明显，高于3％则油墨的流动性变差，可能导致墨滴堵塞打印喷头。

下面提供一种本发明红色油墨的制备方法：

步骤1：将红色染料2％～4％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂90％～97％，充分搅拌3～5分钟，接着加入表面活性剂0.5％～3％及聚合物0.5％～3％，搅拌10～15分钟；

步骤2：将上述溶液搅拌直至完全溶解；

步骤3：把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

本发明的红色油墨和市售红色油墨在高压汞灯下接受分别为12小时，24小时，36小时的紫外光照射，再用721分光光度计选择在600nm条件下测其吸光度。下表为其紫外光照射前后红色油墨吸光度变化表。

表紫外光照射红色油墨吸光度变化表

红色	照射前吸光度	12小时照射吸光度	与照射前差值	24小时照射吸光度	与照射前差值	36小时照射吸光度	与照射前差值
								市售	0.38	0.21	0.17	0.13	0.25	0.1	0.28
本发明方法得到的产品	0.32	0.285	0.035	0.265	0.055	0.25	0.07

由表可知：市售油墨的紫外光照射后的吸光度变化差值变化比本发明的油墨吸光度变化差值大，吸光度变化差值说明油墨有部分的染料被分解了，其前后的差值越大，被分解的染料越多。因此市售油墨的光稳定性不如本发明油墨好，并且本发明的油墨抗紫外线的能力是市售油墨的3～5倍。

实施例1

分别选取：

NOVACRON活性红色染料2％；

溶剂97％，由重量配比为蒸馏水76％，乙醇6％，乙二醇丁醚12％，丙三醇6％组成；

表面活性剂0.5％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵5％，十二烷基磺酸钠40％，OP-10乳化剂55％组成；

聚合物0.5％，由重量配比为聚乙二醇25％，聚乙烯吡咯烷酮65％，聚乙烯醇400 10％组成。

将红色染料2％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂97％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂0.5％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物0.5％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

实施例2

分别选取：

气巴克隆活性红色染料4％；

溶剂90％，由重量配比为蒸馏水80％，乙醇5％，乙二醇丁醚10％，丙三醇5％组成；

表面活性剂3％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵1％，十二烷基磺酸钠55％，OP-10乳化剂44％组成；

聚合物3％，由重量配比为聚乙二醇400 25％，聚乙烯吡咯烷酮55％，聚乙烯醇20％组成。

将红色染料4％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂90％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂3％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物3％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

实施例3

分别选取：

NOVACRON活性红色染料4％；

溶剂90％，由重量配比为蒸馏水80％，乙醇6％，乙二醇丁醚8％，丙三醇6％组成；

表面活性剂3％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵5％，十二烷基磺酸钠55％，OP-10乳化剂40％组成；

聚合物3％，由重量配比为聚乙二醇400 25％，聚乙烯吡咯烷酮55％，聚乙烯醇20％组成。

将红色染料4％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂90％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂3％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物3％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

实施例4

分别选取：

气巴克隆活性红色染料2％；

溶剂97％，由重量配比为蒸馏水76％，乙醇6％，乙二醇丁醚12％，丙三醇6％组成；

表面活性剂0.5％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵3％，十二烷基磺酸钠50％，OP-10乳化剂47％组成；

聚合物0.5％，由重量配比为聚乙二醇400 35％，聚乙烯吡咯烷酮45％，聚乙烯醇20％组成。

将红色染料2％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂97％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂0.5％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物0.5％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

实施例5

分别选取：

气巴克隆活性红色染料3％；

溶剂95％，由重量配比为蒸馏水80％，乙醇4％，乙二醇丁醚12％，丙三醇4％组成；

表面活性剂1％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵2％，十二烷基磺酸钠53％，OP-10乳化剂45％组成；

聚合物1％，由重量配比为聚乙二醇400 25％，聚乙烯吡咯烷酮65％，聚乙烯醇10％组成。

将红色染料3％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂95％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂1％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物1％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

实施例6

分别选取：

NOVACRON活性红色染料3％；

溶剂95％，由重量配比为蒸馏水76％，乙醇6％，乙二醇丁醚12％，丙三醇6％组成；

表面活性剂1％，由重量配比为十六烷基三甲基溴化铵4％，十二烷基磺酸钠46％，OP-10乳化剂50％组成；

聚合物1％，由重量配比为聚乙二醇400 35％，聚乙烯吡咯烷酮45％，聚乙烯醇20％组成。

将红色染料3％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂95％，充分搅拌3～5分钟，接着加入由十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠、OP-10乳化剂组成表面活性剂1％及由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400组成的聚合物1％，搅拌10～15分钟；直至溶液完全溶解；把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。

相对现有喷墨打印油墨的简单溶剂加染料体系，本发明采用了染料、溶剂、表面活性剂和聚合物复配体系，所制备的红色喷墨打印水基油墨流动性好，耐候稳定性高，无堵头，连续，间歇打印皆可，打印出来的文字和图像清晰，无扩散、化开、缺墨、不均和墨滴飞溅的现象，价格便宜、制备方法简单，具有节约能源和环保等特点。

Claims (3)

1.耐候的红色喷墨打印水基油墨，按重量百分比其组成为：

红色染料        2％～4％

溶剂            90％～97％

表面活性剂      0.5％～3％

聚合物          0.5％～3％

上述各组份的总量为100％；

所述的溶剂由蒸馏水、乙醇、乙二醇丁醚、丙三醇组成，各组份重量百分含量为：蒸馏水76％～80％，乙醇4％～6％，乙二醇丁醚8％～12％，丙三醇4％～6％，上述各组份的总量为100％；

所述的表面活性剂采用了阴离子、阳离子、非离子三种表面活性剂的复配；

所述的聚合物由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400三种组成，组份重量百分比为：聚乙烯醇10％～20％、聚乙烯吡咯烷酮45％～65％、聚乙二醇40025％～35％，上述各组份的总量为100％。

2.根据权利要求1所述的红色喷墨打印水基油墨，其特征在于，所述的表面活性剂由十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、OP乳化剂三种组成，组份重量百分比为：十二烷基磺酸钠40％～55％、十六烷基三甲基溴化铵1％～5％、OP乳化剂40％～55％，上述各组份的总量为100％。

3.一种制备权利要求1所述油墨的方法，其特征在于，该方法按以下步骤进行，

步骤1：将红色染料2％～4％倒入烧杯中，放在磁力搅拌器上，加入由蒸馏水、乙醇、丙三醇和乙二醇丁醚组成的溶剂90％～97％，充分搅拌3～5分钟，接着加入表面活性剂0.5％～3％及聚合物0.5％～3％，搅拌10～15分钟；

步骤2：将上述溶液搅拌直至完全溶解；

步骤3：把上步溶解完全的溶液用滤纸过滤，即得。