CN104962132B - 利用研磨分散制备数码喷印uv生漆油墨及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是利用研磨分散制备的数码喷印UV生漆油墨及制备方法，其数码喷印UV生漆油墨，其特征是原料及其质量百分比：UV‑LED油墨45%‑95%，改性生漆5%‑40%，稀释剂0%‑60%，润湿分散剂0%‑5%，其他助剂0‑5%%。其制备方法包括：1）取原料；2）研磨；3）粗滤；4）制得生漆油墨粗料；5）粗滤、微孔滤膜过滤；6）制得用于数码喷印与UV固化的生漆油墨。优点：能够通过数码喷印设备直接被“打印”到基材表面，实现机械化作业。合成工艺简单、条件易于控制、漆膜性能佳，能够广泛用于装饰、家具、建筑、电子、机械、化工等领域，实现了漆艺彩绘从单纯传统人工制作向传统工艺和数字化相结合生产的转变。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨及制备方法，属于数码喷墨印刷、UV固化技术、生漆等多个领域的集成创新，针对改性生漆因自身粘稠不能用于数码喷墨印刷设备的小孔径喷涂的缺陷，通过对改性生漆的处理实现漆艺彩绘从单纯传统人工制作向传统工艺和数字化相结合生产的转变。
背景技术
生漆（以中国生漆为例）的化学成分主要是漆酚（60%～70%）、漆多糖（5%～7%）、漆酶（<1.0%）和水分（20%～30%）。生漆漆膜具有突出的耐久性、高装饰性、抗菌性、氧化稳定性、耐腐蚀性及环境友好性等优良性能，被广泛应用。且改性生漆在继承生漆原有优点的基础之上改善了生漆致敏性、附着力及其他性能的优点。但改性生漆因其粘度高、分散性差、分子粒径大等缺陷不能用于小孔径喷涂，在日常生产中难以满足现代工业化生产的条件要求。
而数码喷墨印刷技术是当今发展最快的技术领域之一，它是一种无接触、无压力、无印版的数字成像技术。UV油墨在光固化印刷技术中有着有机挥发物零排放、低能耗、适合于各种承印物、即时干燥而喷墨前不干燥、对喷头无堵塞等特点。目前在印刷行业，光固化技术是一种较为先进的新技术，光固化技术又主要以紫外光光固化为主，其余还有红外光、可见光固化等。UV固化是指利用紫外线的能量，使油墨连结料的分子产生聚合，是固化墨滴的一种技术，具有干燥迅速，可在线作业；无挥发性溶剂，减少环境污染；节省能源消耗；印品稳定性好等优点。将生漆与数码喷印技术、UV固化技术结合起来对于家具制造行业也是一种新的契机。
目前，国内将改性生漆与数码喷印技术结合到一起的研究非常有限，并未发现将UV油墨与生漆或改性漆结合用于数码喷印技术的研究和专利文献。
影响油墨墨滴的形成包括黏度、表面张力、分散性、分子粒径等，各因素之间相互影响。本发明的目的主要是针对上述改性生漆自身性质不能用于数码喷印设备喷印的不足，利用研磨和过滤技术改善改性生漆的黏度、表面张力、提高分散性，再通过UV油墨和其他溶剂、助剂的加入，使调配得到的“UV生漆油墨”在黏度、表面张力、分子粒径、分散性方面与UV油墨的指标参数更加契合，从而可以从数码喷印设备上在不堵塞喷头的情况下流畅地喷印出来，而且UV-LED光源瞬间固化，形成所需的图像，且形成的漆膜兼具生漆及油墨二者的优良性能，实现生漆涂饰领域与数码喷印技术领域的跨学科结合，满足现代工业化生产需求。
发明内容
本发明提出的是一种利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨及制备方法，其目的旨在解决如何利用研磨过滤技术、添加何种溶剂助剂来处理改性生漆，使得与油墨调配后能在不堵塞喷头的基础上流畅地喷出来，在UV-LED光源下瞬间固化，使得制得的“UV生漆油墨”具有生漆及UV油墨二者的优良性能，克服原有技术的缺陷。
本发明解决的技术方案是：
利用研磨分散制备的数码喷印UV生漆油墨，选用的原料及其质量百分比：UV-LED油墨45%-95%，改性生漆5%-40%，稀释剂0%-60%，润湿分散剂0%-5%，其他助剂0-5%，上述原料的百分比之和为原料的百分比之和为100%。
利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法，包括如下步骤：
1）取适量改性生漆、UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀。
2）将混合液置于研磨机中，研磨5-24h，当混合液细度小于20μm,黏度小于18s（涂4杯）、分子粒径及分散性达到后停止研磨。
3）将研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨，搅拌后超声分散15-30min。
4）将分散后得到的混合漆液加入适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，得到生漆油墨粗料。
5）将得到的粗料先粗滤几遍，再用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质。
6）最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到用于数码喷印与UV固化的生漆油墨。
本发明具有如下创新性优点：克服了生漆及改性生漆不可喷印、易堵塞喷头、干燥时间长的问题，制成的“UV生漆油墨”不仅能够通过数码喷印设备直接被“打印”到基材表面，而且弥补了传统生漆及改性漆干燥条件苛刻及耗时的缺陷，可以UV光瞬间固化，整个过程不超过40秒，可实现机械化作业。而且此“UV生漆油墨”既保留了原有生漆漆膜附着力高、耐酸、耐碱、耐水、耐油、耐磨、光泽度高的优点，同时漆液继承了UV-LED油墨完美的光泽度、色彩，瞬间固化、不堵塞喷头、低污染、喷印质量耐抗性佳、适用于各种基材的优点，集合了UV-LED油墨与改性生漆二者的优点，合成工艺简单、条件易于控制、漆膜性能佳，能够广泛用于装饰、家具、建筑、电子、机械、化工等领域，本发明创造性地应用了“数码喷墨打印技术”和“UV固化技术”，并结合传统工艺，实现了数码喷印技术的集成创新，使得漆艺彩绘从单纯传统人工制作向传统工艺和数字化相结合生产的转变。
具体实施方式
利用研磨分散制备的数码喷印UV生漆油墨，其原料及其质量百分比：UV-LED油墨45%-95%，改性生漆5%-40%，稀释剂0%-60%，润湿分散剂0%-5%，其他助剂0-5%，上述原料的百分比之和为原料的百分比之和为100%。
所述UV-LED油墨为UV油墨，其主要成分包括：光引发剂、颜料、稀释单体、预聚物和其他助剂，在UV-LED光源下可瞬间固化。
所述改性生漆为环氧改性生漆、漆酚缩甲醛改性生漆、精制漆、UV改性生漆中的一种或一种以上。
所述稀释剂为二甲苯、乙醇、丙酮、环己酮、活性单体、双氧水（H2O2）、防白水、溶剂油（IP2028）中的一种或几种。其中，二甲苯：乙醇的质量比为2:1，环己酮：丙酮的质量比为2:1。
所述润湿分散剂为改性聚酯、含颜料亲和基团的聚合物中的一种或几种。
所述其他助剂可以为光引发剂、胺化试剂、表面活性剂、消泡剂、阻聚剂、流平剂。
所述稀释剂中的活性单体为己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烯三丙烯酸酯中的一种或一种以上。其中己二醇二丙烯酸酯：邻苯二甲酸二乙醇二丙烯酸酯：新戊二醇二丙烯酸酯的质量比为1：2：1，二缩三乙二醇二丙烯酸酯：二缩三丙二醇二丙烯酸酯：三羟甲基丙烯三丙烯酸酯的质量比为1：1：1。
所述稀释剂中的防白水为乙二醇单丁醚、乙二醇一丁醚。
所述其他助剂中的光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮、苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酞基)氧化磷、2,4,6-三甲基苯甲酞基-二苯基氧化磷、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉节苄基)丁酮、1-羟基环己基苯基甲酮中的一种或几种。其中2-异丙基硫杂蒽酮：苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酞基)氧化磷：2,4,6-三甲基苯甲酞基-二苯基氧化磷质量比为1：2：1.5。
所述其他助剂中的胺化试剂为氨水、单乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的一种或几种，其中单乙醇胺：2-氨基-2-甲基-1-丙醇的质量比为2:1。
利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法，包括如下步骤：
1）取适量改性生漆、UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀；
2）将混合液置于研磨机中，研磨5-24h，当混合液细度小于20μm,黏度小于18s（涂4杯）、分子粒径及分散性达到后停止研磨；
3）将研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨， 搅拌后超声分散15-30min；
4）将分散后得到的混合漆液加入适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，得到生漆油墨粗料；
5）将得到的粗料先粗滤几遍，再用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质；
6）最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到用于数码喷印与UV固化的生漆油墨。
所述分散研磨方式为球磨、砂磨、研磨、超声波分散和高压均质中的一种或多种，研磨球直径为1-1.2mm。
所述过滤方式包括粗滤、萃取、结晶、微孔滤膜过滤中的一种或几种。
实施例1
本实施例的利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法中，各组分的质量百分比如下：
按上述质量比配方，将环氧改性生漆研磨加入UV油墨，超声分散30min后经过滤得到利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨。
实施例2-5
本实施例的利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法中，各组分的质量百分比如下：
按上述质量比配方，将环氧改性生漆与适量UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀。然后置于研磨机中，研磨5-24h，再把研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨， 搅拌后超声分散15-30min。接着添加适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，粗滤后用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质。最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到数码喷印UV生漆油墨。
实施例6
本实施例的利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法中，各组分的质量百分比如下：
按上述质量比配方，将环氧改性生漆与适量UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀。然后置于研磨机中，研磨5-24h，再把研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨， 搅拌后超声分散15-30min。接着添加适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，粗滤后用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质。最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到数码喷印UV生漆油墨。
实施例7
本实施例的利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法中，各组分的质量百分比如下：
按上述质量比配方，将环氧改性生漆与适量UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀。然后置于研磨机中，研磨5-24h，再把研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨， 搅拌后超声分散15-30min。接着添加适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，粗滤后用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质。最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到数码喷印UV生漆油墨。
实施例8
本实施例的利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法中，各组分的质量百分比如下：
按上述质量比配方，将环氧改性生漆与适量UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀。然后置于研磨机中，研磨5-24h，再把研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，在加入适量的UV油墨， 搅拌后超声分散15-30min。接着添加适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，粗滤后用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质。最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到数码喷印UV生漆油墨。
上述实施例制备的“生漆油墨”的技术性能参见表1。
表1性能指标
Claims (1)
1.利用研磨分散制备的数码喷印UV生漆油墨，其特征是原料及其质量百分比：UV油墨65%，改性生漆25%，稀释剂9.4%，光引发剂0.2%，润湿分散剂0.1%，胺化试剂0.1%，表面活性剂0.02%，消泡剂0.05%，其他助剂0.13%，上述原料的百分比之和为100%；
所述的UV油墨是UV-LED油墨，其主要成分包括：光引发剂、颜料、稀释单体、预聚物和其他助剂，在UV-LED光源下可瞬间固化；
所述的改性生漆为环氧改性生漆、漆酚甲醛改性生漆、精制改性生漆；
所述的稀释剂为二甲苯和乙醇的混合物或丙酮和环己酮的混合物，其中，二甲苯：乙醇的质量比为2:1，环己酮：丙酮的质量比为2:1；
所述的润湿分散剂为改性聚酯或含颜料亲和基团的聚合物；
所述的其他助剂为阻聚剂、流平剂；
利用研磨分散制备数码喷印UV生漆油墨的方法包括如下步骤：
1）取适量改性生漆、UV油墨、润湿分散剂、消泡剂先后加入容器搅拌均匀；
2）将混合液置于研磨机中，研磨5-24h，当混合液细度小于20μm，黏度小于18s，涂4杯，分子粒径及分散性达到后停止研磨；
3）将研磨后的液体经过粗滤后置于烧杯，再加入适量的UV油墨，搅拌后超声分散15-30min；
4）将分散后得到的混合漆液加入适量的稀释剂和助剂调制到所需性能指标的溶液，得到生漆油墨粗料；
5）将得到的粗料先粗滤几遍，再用微孔滤膜过滤掉颗粒较大的物质；
6）最后再加入适量助剂或稀释剂搅拌后超声分散15-30min后，得到数码喷印UV生漆油墨；
所述的研磨为球磨或砂磨，
所述的过滤包括粗滤、微孔滤膜。
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