CN105623383A - 一种uv喷墨墨水组成、制备方法及其应用 - Google Patents

一种uv喷墨墨水组成、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于陶瓷墨水领域，尤其涉及一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用。本发明提供的一种UV喷墨墨水的原料，包括：色粉、树脂、单体稀释剂、分散剂、光引发剂、抗氧化剂、表面助剂和流变助剂。同时，本发明还提供了一种UV喷墨墨水的制备方法，以及包括以上所述的UV喷墨墨水或以上所述的制备方法得到的产品在陶瓷墨水领域的应用。经测定，本发明制得的UV喷墨墨水热稳定性好，可满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水可以适用于艺术陶瓷中，扩大了UV喷墨墨水的使用范围。本发明提供以喷墨方式施作之新型UV陶瓷墨水，除可符合建筑陶瓷之要求，亦可完全满足艺术陶瓷领域之所需。

Description

一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于陶瓷墨水领域，尤其涉及一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用。
背景技术
UV(紫外光固化)喷墨墨水是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使墨水连接料中的单体聚合成聚合物，使墨水成膜和干燥。UV喷墨墨水具备良好的印刷适性和适宜的固化干燥速率，同时还具有良好的附着力，兼具耐磨、耐蚀、耐候等特性，可广泛应用于喷墨印刷、网版印刷与丝网印刷等领域。由于UV喷墨墨水是一种不用溶剂、干燥速度快、光泽好、色彩鲜艳、耐水、耐溶剂、耐磨性好的墨水，目前国内外的本领域技术人员都积极研发与拓展UV喷墨墨水。据统计，UV喷墨墨水(含油墨)的年产量在日本约1.6万吨，在欧洲约1.8万吨，在北美约1.9万吨。其中，UV喷墨墨水中的水性UV喷墨墨水与UV喷墨陶瓷墨水是目前UV喷墨墨水领域研究的新方向。我国于2012年始，陶瓷建材行业即大量引入喷墨设备以取代传统网版、滚筒、喷涂等上色方式，其快速、精细以及可量产化的特性备受业者肯定。
然而，由于UV喷墨墨水其热稳定性无法满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水无法适用于艺术陶瓷中，限制了UV喷墨墨水的使用范围。
因此，研发出一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用，用于解决现有技术中，UV喷墨墨水热稳定性差，无法满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水无法适用于艺术陶瓷中，限制了UV喷墨墨水的使用范围的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用，用于解决现有技术中，UV喷墨墨水热稳定性差，无法满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水无法适用于艺术陶瓷中，限制了UV喷墨墨水的使用范围的技术缺陷。
本发明提供的一种UV喷墨墨水的原料，包括：色粉、树脂、单体稀释剂、分散剂、光引发剂、抗氧化剂、表面助剂和流变助剂。
优选地，以质量份计，所述UV喷墨墨水的原料包括：色粉40份、树脂5～15份、单体稀释剂25～45份、分散剂3～10份和光引发剂2～4份、抗氧化剂0.2～0.5份、表面助剂0.1～2份和流变助剂0.1～2份。
优选地，所述树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸酯中的一种或者多种：所述单体稀释剂选自单官能基反应单体、双官能基反应单体和多官能基反应单体中的一种或者多种。
优选地，所述树脂选自酚醛环氧丙烯酸酯、改性酚醛环氧丙烯酸酯、双酚a环氧丙烯酸酯、改性双酚a环氧丙烯酸酯、脂肪族环氧丙烯酸酯、环氧大豆丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯四丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯二丙烯酸酯、芳香族聚氨酯三丙烯酸酯、芳香族聚氨酯四丙烯酸酯、芳香族聚氨酯六丙烯酸酯和芳香族聚氨酯十丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯中的一种或者多种；所述光引发剂选自2羟基-2甲基-1苯基丙酮、1羟基环己基苯基甲酮、2甲基-2(4吗啉基)-1[4(甲硫基)苯基]-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2苯基苄-2二甲基胺-1(4吗啉苄苯基)丁酮、2异丙基硫杂蒽酮(2、4异构体混合物)和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或者多种。
本发明还提供了一种UV喷墨墨水的制备方法，所述制备方法包括：步骤一、色粉、树脂、单体稀释剂和分散剂混合后，第一次研磨，得第一产物；步骤二、所述第一产物与光引发剂混合，进行第二次研磨，得第二产物；步骤三、所述第二产物与抗氧化剂、表面助剂和流变助剂混合，进行第三次研磨，得产品。
优选地，所述第一次研磨的时间为20～600min，所述第一次研磨的温度为18～20℃，所述第一次研磨的研磨转子转速为200～2000rpm，所述第一次研磨的搅拌转子转速为0～2000rpm。
优选地，所述第二次研磨的时间为20～100h，所述第二次研磨的温度为18～20℃，所述第二次研磨的研磨转子转速为1000～5000rpm，所述第二次研磨的搅拌转子转速为200～2000rpm；所述第三次研磨的时间为20～600min，所述第三次研磨的温度为18～20℃，所述第三次研磨的研磨转子转速为1000～5000rpm，所述第三次研磨的搅拌转子转速为200～2000rpm。
优选地，所述第一次研磨、所述第二次研磨和所述第三次研磨使用的研磨转子为研磨锆珠。
优选地，所述研磨锆珠的直径为0.2～12mm，所述研磨锆珠的填充量的体积与研磨体系总体积的比值为(1～4):(2～5)。
本发明还提供了以上任意一项所述的UV喷墨墨水或由以上任意一项所述的制备方法得到的产品在陶瓷墨水领域的应用。
综上所述，本发明提供的一种UV喷墨墨水的原料，包括：色粉、树脂、单体稀释剂、分散剂光引发剂、抗氧化剂、表面助剂和流变助剂。同时，本发明还提供了一种UV喷墨墨水的制备方法，所述制备方法包括：步骤一、色粉、树脂、单体稀释剂和分散剂混合后，第一次研磨，得第一产物；步骤二、所述第一产物与光引发剂混合，进行第二次研磨，得第二产物；步骤三、所述第二产物与抗氧化剂、表面助剂和流变助剂混合，进行第三次研磨，得产品。本发明还提供了以上任意一项所述的UV喷墨墨水或以上任意一项所述的制备方法得到的产品在陶瓷墨水领域的应用。经测定，本发明制得的UV喷墨墨水热稳定性好，可满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水可以适用于艺术陶瓷中，扩大了UV喷墨墨水的使用范围。本发明提供以喷墨方式施作之新型UV陶瓷墨水，除可符合建筑陶瓷之要求，亦可完全满足艺术陶瓷领域之所需。本发明还具有以下优点：第一，本发明提供的方法，与现有技术中白颜色之钛白墨水(约10％)相比，本发明色粉含量高(20～50％)，使得本发明具有发色更强、成本更低以及用量更省的优势；第二、本发明提供的方法简单、操作容易，对于人员操作的要求低，相对地生产成本也较低，更利于工业化。
具体实施方式
本发明提供了一种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用，用于解决现有技术中，UV喷墨墨水热稳定性差，无法满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水无法适用于艺术陶瓷中，限制了UV喷墨墨水的使用范围的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的种UV喷墨墨水组成、制备方法及其应用，进行具体地描述。
实施例1
称取环氧丙烯酸酯70g、单体稀释剂450g、亲颜料机团高分子共聚物型分散剂40g和蓝色色粉400g混合后，置于高剪切分散研磨设备中搅拌腔体第一次研磨，得第一产物1。其中，第一次研磨的时间为1h，第一次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第一次研磨中研磨转子速度为1200rpm，第一次研磨的温度为18～20℃，第一次研磨的压力为常压1MPa。
本实施例中，单体稀释剂由甲基丙烯酸月桂酯35g、N,N二甲基丙烯酰胺200g和四氫呋喃丙烯酸酯215g组成。
待第一次研磨结束后，第一产物1和30g光引发剂继续在在高剪切分散研磨设备中进行第二次研磨，制得第二产物1。其中，第二次研磨的时间为72h，第二次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第二次研磨中研磨转子速度为4500rpm，第二次研磨的温度为18～20℃。
本实施例中，光引发剂由5gTPO、7.5gITX和17.5g1173组成。
将第二产物1与2g抗氧化剂、3g表面助剂与5g流变助剂混合后，进行第三次研磨，制得产品1。其中，其中，第三次研磨的时间为72h，第三次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第三次研磨中研磨转子速度为4500rpm，第三次研磨的温度为18～20℃。
本实施例中，第一次研磨、所述第二次研磨和所述第三次研磨使用的研磨转子为研磨锆珠。研磨锆珠的直径为0.8～1.2mm，研磨锆珠的填充量的体积与研磨体系总体积的比值4：5。
产品1细度检测：采用本领域技术人员熟知的细度检测方法，测得产品1的细度为D50:221nm、D90:320nm。
产品1发色对比检测：将产品1以250目网版印刷于磁片上，烧成温度为800℃，烧成时间为45分钟，测试色差值：测试所得数据：L:38.43，a:19.80，b:-46.86。
实施例2
称取环氧丙烯酸酯50kg、单体稀释剂200kg、亲颜料机团高分子共聚物型分散剂25kg和黄色色粉200kg混合后，置于高剪切分散研磨设备中搅拌腔体第一次研磨，得第一产物2。其中，第一次研磨的时间为1h，第一次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第一次研磨中研磨转子速度为1200rpm，第一次研磨的温度为18～20℃，第一次研磨的压力为常压1MPa。
本实施例中，单体稀释剂由异冰片基丙烯酸酯25kg、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯47kg、四氫呋喃丙烯酸酯75kg和甲基丙烯酸月桂酯53kg组成。
待第一次研磨结束后，第二产物2和8kg光引发剂继续在在高剪切分散研磨设备中进行第二次研磨，制得第二产物2。其中，第二次研磨的时间为72h，第二次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第二次研磨中研磨转子速度为4500rpm，第二次研磨的温度为18～20℃。
本实施例中，光引发剂由2kgTPO、1.5kgITX和4.5kg1173组成。
将第二产物2与2.5kg抗氧化剂、7.5kg表面助剂与5kg流变助剂混合后，进行第三次研磨，制得产品2。其中，其中，第三次研磨的时间为72h，第三次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第三次研磨中研磨转子速度为4500rpm，第三次研磨的温度为18～20℃。
本实施例中，第一次研磨、所述第二次研磨和所述第三次研磨使用的研磨转子为研磨锆珠。研磨锆珠的直径为0.8～1.2mm，研磨锆珠的填充量的体积与研磨体系总体积的比值4：5。
产品2细度检测：采用本领域技术人员熟知的细度检测方法，测得产品2的细度为D50:255nm、D90:343nm。
产品2发色对比检测：将产品2以250目网版印刷于磁片上，烧成温度为900℃，烧成时间为45分钟，测试色差值：测试所得数据：L:91.45，a:-3.14，b:68.42。
实施例3
称取环氧丙烯酸酯40g、单体稀释剂200g、分散剂40g和黑色色粉200g混合后，置于高剪切分散研磨设备中搅拌腔体第一次研磨，得第一产物3。其中，第一次研磨的时间为1h，第一次研磨中搅拌转子速度为600rpm，第一次研磨中研磨转子速度为1200rpm，第一次研磨的温度为18～20℃，第一次研磨的压力为常压1MPa。
本实施例中，单体稀释剂为N,N二甲基丙烯酰胺。
待第一次研磨结束后，第二产物3和20g1173光引发剂在高剪切分散研磨设备中进行第二次研磨，制得第二产物3。其中，第二次研磨的时间为0.5h，第二次研磨中搅拌转子速度为300rpm，第二次研磨中研磨转子速度为1000rpm，第二次研磨的温度为18～20℃，第二次研磨的压力为常压1MPa。
将第二产物3与1g抗氧化剂、3g表面助剂与3g流变助剂混合后，进行第三次研磨，制得产品3。其中，其中，，第三次研磨的时间为5h，第三次研磨中搅拌转子速度为300rpm，第三次研磨中研磨转子速度为2500rpm，第三次研磨的温度为18～20℃。
本实施例中，第一次研磨、所述第二次研磨和所述第三次研磨使用的研磨转子为研磨锆珠。研磨锆珠的直径为1.2～1.4mm，研磨锆珠的填充量的体积与研磨体系总体积的比值4：5。
产品3细度检测：采用本领域技术人员熟知的细度检测方法，测得产品3的细度为D50:235nm、D90:352nm。
产品3发色对比检测：将产品3以250目网版印刷于磁片上，烧成温度为900℃，烧成时间为45分钟，测试色差值：测试所得数据：L:30.58，a:0.28，b:-1.08。
综上所述，本发明提供的一种UV喷墨墨水的原料，包括：色粉、树脂、单体稀释剂、分散剂和助剂。同时，本发明还提供了一种UV喷墨墨水的制备方法，所述制备方法包括：步骤一、色粉、树脂、单体稀释剂和分散剂混合后，第一次研磨，得第一产物；步骤二、所述第一产物与光引发剂混合，进行第二次研磨，得第二产物；步骤三、所述第二产物与抗氧化剂、表面助剂和流变助剂混合，进行第三次研磨，得产品。本发明还提供了以上任意一项所述的UV喷墨墨水或以上任意一项所述的制备方法得到的产品在陶瓷墨水领域的应用。经测定，本发明制得的UV喷墨墨水热稳定性好，可满足艺术陶瓷之工艺参数，使得UV墨水可以适用于艺术陶瓷中，扩大了UV喷墨墨水的使用范围。本发明提供以喷墨方式施作之新型UV陶瓷墨水，除可符合建筑陶瓷之要求，亦可完全满足艺术陶瓷领域之所需。本发明还具有以下优点：第一，本发明提供的方法，与现有技术中白颜色之钛白墨水(约10％)相比，本发明色粉含量高(20～50％)，使得本发明具有发色更强、成本更低以及用量更省的优势；第二、本发明提供的方法简单、操作容易，对于人员操作的要求低，相对地生产成本也较低，更利于工业化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种UV喷墨墨水，其特征在于，所述UV喷墨墨水的原料包括：色粉、树脂、单体稀释剂、分散剂、光引发剂、抗氧化剂、表面助剂和流变助剂。
2.根据权利要求1所述的UV喷墨墨水，其特征在于，以质量份计，所述UV喷墨墨水的原料包括：色粉40份、树脂5～15份、单体稀释剂25～45份、分散剂3～10份和光引发剂2～4份、抗氧化剂0.2～0.5份、表面助剂0.1～2份和流变助剂0.1～2份。
3.根据权利要求1所述的UV喷墨墨水，其特征在于，所述树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂和聚酯丙烯酸酯中的一种或者多种：所述单体稀释剂选自单官能基反应单体、双官能基反应单体和多官能基反应单体中的一种或者多种。
4.根据权利要求3所述的UV喷墨墨水，其特征在于，所述树脂选自酚醛环氧丙烯酸酯、改性酚醛环氧丙烯酸酯、双酚a环氧丙烯酸酯、改性双酚a环氧丙烯酸酯、脂肪族环氧丙烯酸酯、环氧大豆丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯三丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯四丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯二丙烯酸酯、芳香族聚氨酯三丙烯酸酯、芳香族聚氨酯四丙烯酸酯、芳香族聚氨酯六丙烯酸酯和芳香族聚氨酯十丙烯酸酯聚酯丙烯酸酯中的一种或者多种；所述单体稀释剂选自异十三烷基丙烯酸酯、月桂酸丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、四氫呋喃丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、异十三烷基丙烯酸酯、甲基丙烯酸月桂酯、N,N二甲基丙烯酰胺、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇甲基二丙烯酸酯和乙二醇甲基二丙烯酸酯中的一种或者多种；所述光引发剂选自2羟基-2甲基-1苯基丙酮、1羟基环己基苯基甲酮、2甲基-2(4吗啉基)-1[4(甲硫基)苯基]-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2苯基苄-2二甲基胺-1(4吗啉苄苯基)丁酮、2异丙基硫杂蒽酮(2、4异构体混合物)和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或者多种。
5.一种UV喷墨墨水的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤一、色粉、树脂、单体稀释剂和分散剂混合后，第一次研磨，得第一产物；
步骤二、所述第一产物与光引发剂混合，进行第二次研磨，得第二产物；
步骤三、所述第二产物与抗氧化剂、表面助剂和流变助剂混合，进行第三次研磨，得产品。
6.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次研磨的时间为20～600min，所述第一次研磨的温度为18～20℃，所述第一次研磨的研磨转子转速为200～2000rpm，所述第一次研磨的搅拌转子转速为0～2000rpm。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第二次研磨的时间为20～100h，所述第二次研磨的温度为18～20℃，所述第二次研磨的研磨转子转速为1000～5000rpm，所述第二次研磨的搅拌转子转速为200～2000rpm；所述第三次研磨的时间为20～600min，所述第三次研磨的温度为18～20℃，所述第三次研磨的研磨转子转速为1000～5000rpm，所述第三次研磨的搅拌转子转速为200～2000rpm。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一次研磨、所述第二次研磨和所述第三次研磨使用的研磨转子为研磨锆珠。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述研磨锆珠的直径为0.2～12mm，所述研磨锆珠的填充量的体积与研磨体系总体积的比值为(1～4):(2～5)。
10.一种包括权利要求1到4任意一项所述的UV喷墨墨水或由权利要求5～9任意一项所述的制备方法得到的产品在陶瓷墨水领域的应用。
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