CN105504976A - 一种陶瓷喷涂水性油墨及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷喷涂水性油墨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷喷涂水性油墨及其制备方法，涉及油墨生产技术领域。所述的陶瓷喷涂水性油墨包括以下重量份组分：40～60份的水性光固化树脂，1～4份的水溶性光引发剂，15～35份的陶瓷色料，3～8份的助溶剂，2～20份的超分散剂，0.5～5份的偶联剂，8～25份的水。本发明的陶瓷喷涂水性油墨结合了水性及传统油性油墨UV光固化技术的优点，运用水替代油性UV固化体系中的活性稀释剂，降低了成本，解决了活性稀释剂有毒性、刺激性等问题，同时，体系粘度更容易调节。

Description

一种陶瓷喷涂水性油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及油墨生产技术领域，尤其涉及一种陶瓷喷涂水性油墨及其制备方法。
背景技术
自2009年中国引进第一台喷墨印刷机起，陶瓷喷墨印刷技术在国内开始迅猛发展。相对于传统的丝网印花和辊筒印花陶瓷印刷技术，陶瓷喷墨印刷技术实现了非接触式的悬空印刷，图案和色彩不再受设备和工艺限制，制备流程简单，所制得的产品图像分辨率高，立体感强。然而现有技术中，市面通用的陶瓷墨水普遍是溶剂型油墨，需用添加大量有机溶剂，不利于生产操作者的健康且污染环境，随着人们环保意识的逐渐加强及相关法律法规的逐步完善，研究开发高性能、低污染甚至是无污染的陶瓷印刷技术是陶瓷喷墨印刷技术发展的必然趋势。
中国专利申请“一种UV光固化陶瓷喷墨油墨及其用于陶瓷表面印刷的方法”公开了一种应用于陶瓷喷墨技术领域的UV光固化油墨。UV光固化油墨通过紫外光照射，激发光引发剂产生自由基，引发低聚物和活性稀释剂交联固化成膜。传统的油性紫外光固化体系具有低或无VOC、固化速率快、节能等优点，但其配方中的许多活性稀释剂成分对人的皮肤和眼睛具有较强的刺激作用，影响操作者的身体健康，且价格较贵。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种对环境友好的应用于陶瓷喷墨印刷技术领域的陶瓷喷涂水性油墨：
一种陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，包括以下重量份组分：
进一步的，所述的水性光固化树脂为同时具有亲水基团和不饱和基团的水性不饱和聚酯。
进一步的，所述的亲水基团选自羧基、磺酸基、氨基、醚基或酰胺基中的至少一种；所述的不饱和基团选自丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、烯丙基或乙烯基中的至少一种。优选的，水性光固化树脂可选自长兴化学工业股份有限公司(以下称长兴化学)的ETERKYD5031-W-30水性光固化树脂、ETERKYD-50325-W-30水性光固化树脂、ETERKYD-5035-W-30水性光固化树脂或ETERKYD-5038-W-30水性光固化树脂中的至少一种。
优选的，所述的水溶性光引发剂选自引入亲水性阴离子基团的自由基型水溶性光引发剂，或引入亲水性阳离子基团的自由基型水溶性光引发剂，或引入亲水性非离子基团的自由基型水溶性光引发剂。
进一步的，所述亲水性阴离子基团为磺酸基或羧基；所述亲水性阳离子基团为季铵盐；所述的亲水性非离子基团为烷氧基羟基。
优选的，水溶性光引发剂可选自水性苯偶姻衍生物、水性苯乙酮衍生物、水性α-羟基酮衍生物、水性α-胺基酮衍生物、水性酰基膦氧化物等裂解型光引发体系或水性二苯甲酮衍生物、水性硫杂蒽酮衍生物、水性蒽醌衍生物与活性胺组合的夺氢型光引发体系中的一种或多种。
优选的，所述的陶瓷色料选自镨锆黄、钴蓝、红棕及钴黑中的一种。
优选的，所述超分散剂选自聚丙烯酸酯类超分散剂；所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种；所述的助溶剂选自乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚中的至少一种。
进一步的，所述的陶瓷喷涂水性油墨还包括助剂1～4份，所述助剂选自流平剂、消泡剂、防沉剂、杀菌剂或pH调节剂中的至少两种。
上述陶瓷喷涂水性油墨的制备方法，包括以下步骤：
a)制备色浆：在高速搅拌下向助溶剂与水的混合液中加入超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入陶瓷色料，高速搅拌至混合均匀；
b)制备预混液：向a)步骤制备的色浆中加入水性光固化树脂和偶联剂，混合均匀，再加入助剂搅拌均匀，最后加入水溶性光引发剂高速搅拌，充分混合；
c)制备油墨：将预混液研磨至陶瓷色料粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
传统油墨UV技术中的活性稀释剂成分对人的皮肤和眼睛具有较强的刺激作用，影响操作者的身体健康，且价格较贵。本发明的陶瓷喷涂水性油墨结合了水性及传统油性油墨UV光固化技术的优点，运用水替代油性UV固化体系中的活性稀释剂，降低了成本，解决了活性稀释剂有毒性、刺激性等问题。另一方面，由于活性稀释剂具有毒性，必须控制它的使用量，加入量过大时，产品变稠的问题也比较难解决，而相对于活性稀释剂，水的粘度较低，可以很好的控制油墨的粘度和流动性，使油墨在印刷时表现出较好的性能。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
以下实施例中，水性光固化树脂为同时具有亲水基团和不饱和基团的水性不饱和聚酯；亲水基团选自羧基、磺酸基、氨基、醚基或酰胺基中的至少一种；不饱和基团选自丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、烯丙基或乙烯基中的至少一种。
实施例1
按重量份，将5份的二乙二醇单甲醚加入12份的水中，混合成二乙二醇单甲醚水溶液；在高速搅拌下向二乙二醇单甲醚的水溶液中加入11份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入25份的镨锆黄陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入50份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD5031-W-30)和2.5份的硅烷偶联剂，混合均匀，再加入0.5份的流平剂、0.5份的消泡剂、0.5份的防沉剂、0.5份的杀菌剂及0.5份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入2.5份的水性苯偶姻衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例2
按重量份，将3份的乙二醇加入8份的水中，混合成乙二醇水溶液；在高速搅拌下向乙二醇水溶液中加入2份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入15份的钴蓝陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入40份水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD5031-W-30)和0.5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.2份的流平剂、0.2份的消泡剂、0.2份的防沉剂、0.2份的杀菌剂及0.2份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入1份的水性α-羟基酮衍生物和1份的水性α-胺基酮衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例3
按重量份，将3份的异丙醇和3份的乙二醇单丁醚加入25份的水中，混合成水溶液；在高速搅拌下向水溶液中加入20份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入35份的红棕陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入60份水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-50325-W-30)和5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.8份的流平剂、0.8份的消泡剂、0.8份的防沉剂、0.8份的杀菌剂及0.8份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入4份的水性二苯甲酮衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例4
按重量份，将5份的二乙二醇单甲醚加入15份的水中，混合成二乙二醇单甲醚水溶液；在高速搅拌下向二乙二醇单甲醚水溶液中加入8份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入20份的钴蓝陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入45份水性光固化树脂水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-50325-W-30)和2份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.4份的流平剂、0.4份的消泡剂、0.1份的防沉剂和0.2份的杀菌剂搅拌均匀，最后加入2份的水性酰基膦氧化物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例5
按重量份，将6份的异丙醇加入20份的水中，混合成异丙醇水溶液；在高速搅拌下向异丙醇水溶液中加入2份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入25份的钴黑陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入55份水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5035-W-30)和4.5份的硅烷偶联剂，混合均匀，再加入0.1份的流平剂、0.2份的消泡剂、0.3份的防沉剂、0.4份的杀菌剂及0.5份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入1.5份的水性苯乙酮衍生物和1.5份的水性硫杂蒽酮衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例6
按重量份，将3份的异丙醇加入8份的水中，混合成异丙醇水溶液；在高速搅拌下向异丙醇水溶液中加入2份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入15份的钴蓝陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入40份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5035-W-30)和0.5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.2份的流平剂、0.1份的消泡剂、0.3份的防沉剂、0.2份的杀菌剂及0.2份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入3份的水性α-羟基酮衍生物和1份的水性α-胺基酮衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例7
按重量份，将3份的乙二醇加入8份的水中，混合成乙二醇水溶液；在高速搅拌下向乙二醇水溶液中加入2份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入15份的钴蓝陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入40份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5035-W-30)和0.5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.2份的流平剂、0.2份的消泡剂、0.2份的防沉剂、0.2份的杀菌剂及0.2份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入3份的水性蒽醌衍生物夺氢型光引发剂与活性胺按1:1组合的混合物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例8
按重量份，将3份的异丙醇加入8份的水中，混合成异丙醇水溶液；在高速搅拌下向异丙醇水溶液中加入2份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入15份的钴蓝陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入40份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5038-W-30)和0.5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.1份的流平剂、0.2份的消泡剂、0.3份的防沉剂、0.4份的杀菌剂及0.5份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入3份的水性蒽醌衍生物夺氢型光引发剂与活性胺按1:1组合的混合物，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例9
按重量份，将3份的异丙醇和3份的乙二醇单丁醚加入25份的水中，混合成水溶液；在高速搅拌下向水溶液中加入20份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入35份的红棕陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入60份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5038-W-30)和5份的钛酸酯偶联剂，混合均匀，再加入0.8份的流平剂、0.8份的消泡剂、0.8份的防沉剂、0.8份的杀菌剂及0.8份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入4份的水性二苯甲酮衍生物与水性α-羟基酮衍生物按1:1组合的混合物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
实施例10
按重量份，将2份的乙二醇加入15份的水中，混合成乙二醇水溶液；在高速搅拌下向乙二醇水溶液中加入15份的聚丙烯酸酯类超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入15份的红棕陶瓷色料，高速搅拌混合制备成色浆；向制备的色浆中加入40份的水性光固化树脂(长兴化学ETERKYD-5038-W-30)和0.5份的硅烷偶联剂，混合均匀，再加入0.6份的流平剂、0.6份的消泡剂、0.6份的防沉剂、0.6份的杀菌剂及0.6份的pH调节剂搅拌均匀，最后加入1份的水性α-羟基酮衍生物和1份的水性α-胺基酮衍生物高速搅拌，充分混合制备成预混液；将预混液研磨至粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims (10)

1.一种陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，包括以下重量份组分：
2.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述的水性光固化树脂选自同时具有亲水基团和不饱和基团的水性不饱和聚酯。
3.根据权利要求2所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述的亲水基团为羧基、磺酸基、氨基、醚基或酰胺基中的至少一种；所述的不饱和基团为丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、烯丙基或乙烯基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述的水溶性光引发剂选自引入亲水性阴离子基团的自由基型水溶性光引发剂，或引入亲水性阳离子基团的自由基型水溶性光引发剂，或引入亲水性非离子基团的自由基型水溶性光引发剂。
5.根据权利要求4所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述亲水性阴离子基团为磺酸基或羧基；所述亲水性阳离子基团为季铵盐；所述的亲水性非离子基团为烷氧基羟基。
6.根据权利要求4所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，水溶性光引发剂选自水性苯偶姻衍生物、水性苯乙酮衍生物、水性α-羟基酮衍生物、水性α-胺基酮衍生物、水性酰基膦氧化物等裂解型光引发体系或水性二苯甲酮衍生物、水性硫杂蒽酮衍生物、水性蒽醌衍生物与活性胺组合的夺氢型光引发体系中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述的陶瓷色料选自镨锆黄、钴蓝、红棕及钴黑中的一种。
8.根据权利要求1所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，所述超分散剂选自聚丙烯酸酯类超分散剂；所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种；所述的助溶剂选自乙二醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚和乙二醇单丁醚中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的陶瓷喷涂水性油墨，其特征在于，还包括助剂1～4份；所述助剂选自流平剂、消泡剂、防沉剂、杀菌剂或pH调节剂中的至少两种。
10.如权利要求9所述陶瓷喷涂水性油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)制备色浆：在高速搅拌下向助溶剂与水的混合液中加入超分散剂，搅拌使得超分散剂充分混合，缓慢加入陶瓷色料，高速搅拌至混合均匀；
b)制备预混液：向a)步骤制备的色浆中加入水性光固化树脂和偶联剂，混合均匀，再加入助剂搅拌均匀，最后加入水溶性光引发剂高速搅拌，充分混合；
c)制备油墨：将预混液研磨至陶瓷色料粒径＜1μm，得到陶瓷喷涂水性油墨。
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