CN107083113A - 一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水及其制备方法，它包括以下质量分数的组分：色浆25~35%、润湿剂1~10%、流平剂1~10%、水30~50%和溶剂5~25%；所述色浆包括以下重量份数的原料：分散蓝染料20~30份；溶剂25~35份；水65~75份；表面活性剂0.5~5份；分散剂5~8份；所述表面活性剂为木质素磺酸盐，其磺化度为1.05~1.8mmol/g；所述分散剂为选自苯乙烯‑马来酸酐共聚物、聚乙二醇、EO‑PO嵌段共聚物和EO‑PO‑EO三嵌段共聚物中的一种或多种组成的混合物。能够确保染料在粒径小的情况下仍能够稳定分散，避免了其在使用过程中颗粒团聚而堵塞喷头的情形，能够与七代头机器喷头相适配。

Description

一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水及其制备方法

技术领域

本发明属于热升华墨水领域，具体涉及一种基于分散蓝染料且具有高稳定性和高色牢度的热升华墨水及其制备方法。

背景技术

七代头机器喷头单排有360喷孔，10排共有3600个喷孔，单色通道，最高精度可达2880dpi，可实现十色打印，无论是在颜色范围还是在精度上都可达到无可挑剔的效果。其通过控制压电晶体，墨点实现可控性，达到墨滴尺寸最小3.5pl墨滴，实现速度与精度的完美结合，此外还有喷头是否堵塞自动检测功能，有效的保证了打印出的画面的完美性，然而七代头机器专用喷墨墨水价格非常昂贵。

市面上很多原来在五代头机器上打印性能较好的喷墨墨水应用在爱普生七代头机器上，经常会出现打印断线或者堵头现象，导致打印性能较差；即现有技术的喷墨墨水对爱普生七代头机器的适应性和匹配性不佳，不能充分发挥七代头机器的优越性能，给用户带来很大的不便和损失。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，它包括以下质量分数的组分：

所述色浆包括以下重量份数的原料：

所述表面活性剂为木质素磺酸盐，其磺化度为1.05～1.8mmol/g；

所述分散剂为选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙二醇、EO-PO嵌段共聚物和EO-PO-EO三嵌段共聚物中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述表面活性剂为木质素磺酸钠，其磺化度为1.2～1.6mmol/g。

优化地，所述溶剂为选自多羟基醇中的一种或多种组成的混合物，所述多羟基醇包括二甘醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、D-山梨醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

优化地，所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物或EO-PO-EO三嵌段共聚物。

优化地，所述分散蓝染料的编号为分散蓝359，其结构式如下式所示：

本发明的又一目的在于提供一种上述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，它包括以下步骤：

(a)向容器中依次加入配方量的水、分散剂、溶剂和表面活性剂，进行剪切分散；再向所述容器中继续加入配方量的染料，进行搅拌分散；

(b)采用不同粒径的氧化锆珠对步骤(a)的产物进行研磨；

(c)向步骤(b)的产物中加入与其相同质量的水，然后离心分离除去大颗粒残渣，过滤得色浆；

(d)将所述色浆与润湿剂、流平剂、溶剂和水按比例配制成热升华墨水即可。

优化地，所述步骤(b)中，使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的混合氧化锆珠进行研磨使得染料颗粒的粒径D90≤170nm。

优化地，所述步骤(d)中，所述热升华墨水的固含量为2.5～3.5％。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，通过采用特定的表面活性剂和分散剂与分散蓝染料进行协同配合，能够确保染料在粒径小的情况下仍能够稳定分散，避免了其在使用过程中聚集而堵塞喷头的情形，能够与七代头机器喷头相适配且成本较低。

具体实施方式

本发明基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，它包括以下质量分数的组分：色浆25～35％、润湿剂1～10％、流平剂1～10％、水30～50％和溶剂5～25％；所述色浆包括以下重量份数的原料：分散蓝染料20～30份、溶剂25～35份、水65～75份、表面活性剂0.5～5份和分散剂5～8份；所述表面活性剂为木质素磺酸盐，其磺化度为1.05～1.8mmol/g，木质素磺酸盐的数均分子量通常为200～10000；所述分散剂为选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙二醇、EO-PO嵌段共聚物和EO-PO-EO三嵌段共聚物中的一种或多种组成的混合物。苯乙烯-马来酸酐共聚物的结构通式为：式中，x:y＝1:1～8:1，n为8～12的整数，如SMA2000。聚乙二醇的结构通式为式：式中，m为10～100的整数，优选为10～60的整数(如海安石化PEG600等)。EO-PO嵌段共聚物的结构通式为：式中，a为15～50的整数(优选为20～45的整数)，b为5～35的整数(优选为10～30的整数)，如L61。所述EO-PO-EO嵌段共聚物的结构通式为：式中，a和b相互独立地为5～70的整数(优选为10～60的整数)，c为5～75的整数(优选为15～70的整数)，如泊洛沙姆188。通过采用特定的表面活性剂和分散剂与分散蓝染料进行协同配合，确保染料的表面电荷与其达到平衡，从而确保染料在粒径小的情况下仍然能够稳定分散，避免了其在使用过程中聚集而堵塞喷头的情形，能够与七代头机器喷头相适配且成本较低。这样能够实现热升华墨中染料在粒径小的情况下仍能够稳定分散，在使用时具有上色率高、着色强、色牢度高和转移率高的优点。

表面活性剂优选为木质素磺酸钠，其磺化度优选为1.2～1.6mmol/g。所述溶剂为选自多羟基醇中的一种或多种组成的混合物，所述多羟基醇包括二甘醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷，优选为1,6-己二醇、二甘醇或1,2,6-己三醇。分散剂优选为苯乙烯-马来酸酐共聚物或EO-PO-EO三嵌段共聚物，苯乙烯-马来酸酐共聚物是因为其具有能够染料相互吸附的电荷而能够均匀地吸附在其表面，并在后续的热转移过程中也能确保其均匀转移，确保打印的质量；至于EO-PO-EO三嵌段共聚物则是含有能够形成均匀包覆在染料表面的柔性链段，而从对染料颗粒起到隔离作用，从而与表面活性剂配合而确保其均匀分散。分散蓝染料的编号为分散蓝359，其结构式为润湿剂采用常规的那些即可，如BYK2012；流平剂采用常规的那些即可，如TEGO370等。

本发明的又一目的在于提供一种上述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，它包括以下步骤：(a)向容器中依次加入配方量的水、分散剂、溶剂和表面活性剂，进行剪切分散；再向所述容器中继续加入配方量的染料，进行搅拌分散；(b)采用不同粒径的氧化锆珠对步骤(a)的产物进行研磨，所述氧化锆珠的粒径由大变小；(c)向步骤(b)的产物中加入与其相同质量的水，然后离心分离除去大颗粒残渣，过滤得色浆；(d)将所述色浆与润湿剂、流平剂、溶剂和水按比例配制成热升华墨水即可。所述步骤(b)中依次使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的氧化锆珠进行研磨可以使得染料颗粒的粒径为D90≤170nm。所述步骤(d)中，所述热升华墨水的固含量为2.5～3.5％。

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

实施例1-12、对比例1-3

实施例1-12、对比例1-3分别提供一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，在配制时为了对比色浆对其性能的影响，采用以下固定的质量比例进行配制，具体为：色浆20％、润湿剂5％(BYK2012)、流平剂5％(TEGO370)、水50％和溶剂20％，即色浆200g、BYK2012 50g、TEGO370 50g、水500g和溶剂200g(前后使用的溶剂保持一致)；而色浆的组成则如表1所示；其具体制备方法采用常规的即可，可参考专利号为201310270976.6的中国发明专利，具体为：(1)室温(20℃)下，按配方比例，将分散染料、分散剂混合后，在砂磨机中使用规格为0.25～0.35mm的锆珠，转速2200～2800r/min，研磨分散24h，得到分散液；(2)将分散液放入反应釜中，加入配方量的溶剂、去离子水和表面活性剂(木质素磺酸钠，具体采用的数均分子量约为3000)，转速600～800rpm，搅拌60min后，使用三级在线过滤器过滤；向滤液中加入同所得滤液相同质量的水，得到色浆；(3)将色浆与润湿剂、流平剂、溶剂和水按比例配制成热升华墨水即可。

表1 实施例1-12、对比例1-3中热升华墨水的色浆配方比

稳定性测试：上述各例中的色浆用等质量的水稀释后，在60℃放置观察其分层的时间；至于色牢度、色强度、表面张力、粘度和电导率则是对配制的墨水进行测试，其结果列于表2中。

表2 基于实施例1-12、对比例1-3中色浆的热升华墨水的使用性能测试表

从表2中可以看出，实施例10-12中的色浆具有更好的稳定性，可见将苯乙烯-马来酸酐共聚物、EO-PO嵌段共聚物和EO-PO-EO三嵌段共聚物与其它组分具有更好的分散效果，而EO-PO-EO的效果最好，这是因为它与分散蓝359的适配性最好，从而与木质素磺酸钠协同而均匀吸附在染料颗粒的表面而产生相对平衡，从而提高它们的分散性和在液相中的悬浮性。另外从实施例4-9中可以看出，溶剂对其稳定性也有一定的影响，优选使用1,6-己二醇，这可能是因为它能够有效溶解离子型聚合物和木质素磺酸钠而促进它们的均匀分散。木质素磺酸钠的磺化度对于色浆的稳定性起着非常重要的作用，一旦其超过合适的范围将导致色浆变得不稳定，这是因为木质素磺酸钠与染料表面的电荷之间的相互吸引被打破。更重要的是，此时的色浆在配置成墨水后具有意想不到的技术效果：具有优异的色牢度和电导率，这样能够提高墨水的热转印效果和质量。

实施例13

本实施例提供一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，它包括以下步骤：

(a)按实施例12中的组分含量向容器中依次加入水、分散剂、溶剂和表面活性剂，进行剪切分散；再向容器中继续加入染料，搅拌使其分散均匀；

(b)依次使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的氧化锆珠对步骤(a)的产物各研磨0.5～5小时，使得染料颗粒的粒径为D90≤170nm；

(c)向步骤(b)的产物(产物的染料固含量约为20％)中加入与其相同质量的水，然后离心分离除去大颗粒残渣，使用三级在线过滤器过滤，过滤得色浆(固含量降至10％左右)；最终采用本实施例的制备方法得到的色浆稳定性要优于实施例10的，可达600h；

(d)将色浆与润湿剂、流平剂、溶剂和水按比例配制成热升华墨水即可，具体是：色浆25～35％、润湿剂1～10％、流平剂1～10％、水30～50％和溶剂5～25％；最终热升华墨水的固含量为2.5～3.5％。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，它包括以下质量分数的组分：

其特征在于，所述色浆包括以下重量份数的原料：

所述表面活性剂为木质素磺酸盐，其磺化度为1.05～1.8mmol/g；

所述分散剂为选自苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙二醇、EO-PO嵌段共聚物和EO-PO-EO三嵌段共聚物中的一种或多种组成的混合物。

2.根据权利要求1所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，其特征在于：所述表面活性剂为木质素磺酸钠，其磺化度为1.2～1.6mmol/g。

3.根据权利要求1所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，其特征在于：所述溶剂为选自多羟基醇中的一种或多种组成的混合物，所述多羟基醇包括二甘醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、D-山梨醇、1,2,6-己三醇和三羟甲基丙烷。

4.根据权利要求1所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，其特征在于：所述分散剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物或EO-PO-EO三嵌段共聚物。

5.根据权利要求1所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水，其特征在于：所述分散蓝染料为分散蓝359，其结构式如下式所示：

6.权利要求1至5中任一所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(a)向容器中依次加入配方量的水、分散剂、溶剂和表面活性剂，进行剪切分散；再向所述容器中继续加入配方量的染料，进行搅拌分散；

(b)采用不同粒径的氧化锆珠对步骤(a)的产物进行研磨；

(c)向步骤(b)的产物中加入与其相同质量的水，然后离心分离除去大颗粒残渣，过滤得色浆；

(d)将所述色浆与润湿剂、流平剂、溶剂和水按比例配制成热升华墨水即可。

7.根据权利要求6所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(b)中，使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm规格的氧化锆珠进行研磨使得染料颗粒的粒径为D90≤170nm。

8.根据权利要求6所述基于分散蓝染料的高稳定性热升华墨水的制备方法，其特征在于：所述步骤(d)中，所述热升华墨水的固含量为2.5～3.5％。