CN108395766A - 一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料包括聚乙烯醇，重铬酸铵，水，乙醇，不大于1％的硝酸钠，消泡剂、表面活性剂、渗透剂和稳定剂，本发明还公开了该紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，包括称取原料、制备聚乙烯醇溶液和添加助剂得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料的步骤。本发明的紫外线水性感光喷墨墨水连接料，能够加快紫外线水性感光喷墨墨水的干燥速度、附着牢度和稳定性。本发明的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，操作简单，适合工业化生产。

Description

一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料及其制备方法
技术领域
本发明属于印刷复印材料技术领域，涉及一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，本发明还涉及该紫外线水性感光喷墨墨水连接料及其制备方法。
背景技术
目前，喷墨印刷无论在印刷品质量、打印速度或是在生产成本上都优于传统的印刷技术，因此喷墨印刷已成为业界公认的数字印刷业发展的焦点，能够引领未来印刷行业发展趋势。喷墨印刷在图像图形、标牌、出版、制药、促销广告、办公文件、标签、包装、印刷电路、食品医药、织物印刷等领域得到了广泛的应用。伴随喷墨市场的蓬勃发展，喷墨墨水销量也保持持续增长。
市场上现有的喷墨墨水按载体的不同，主要分为水性、溶剂型、热熔型、能量固化型几种。水性感光喷墨墨水主要有如下特点：①由于水性UV喷墨墨水具有良好的触变性，因此可以用于高加网线数印刷，得到高精细网点，这使得水性UV喷墨墨水广泛应用于高质量印刷领域；②解决了普通UV墨水墨层太厚，影响叠印的问题；③可用水或增稠剂控制墨水黏度和流变性；④受紫外光照可瞬间固化，干燥速度快且不会堵塞墨头，而且在光固化前已经可以堆叠和修理，保证了固化墨膜的光洁度；⑤使用水基连结料，环保性能好，具有一般UV墨水不含VOC优点的同时，还解决了单体稀释剂对使用者的伤害问题，降低了对坏境的危害；⑥具有良好的附着牢度，承印材料范围广，解决了传统喷墨墨水在非吸收性材料上附着牢度差的问题，使得其对不同打印介质的适应性得到增强；⑦结合UV墨水和水性墨水的优点，在油墨稳定性、耐水性、耐光性、耐候性以及干燥速度、色彩、光泽等方面具有良好的性能。因此水性感光喷墨墨水既具有溶剂型墨水干燥后墨层薄的优点，又具有UV墨水干燥快、环保的优势，得到了人们的广泛应用。
紫外线水性感光喷墨墨水是水性感光喷墨墨水中的一种，且紫外线水性感光喷墨墨水凭借高质量印刷的特点将在印刷领域得到广泛应用。但是紫外线水性感光喷墨墨水仍处在研究阶段，我国还没有开发出性能优良的水性感光喷墨墨水及其连接料。目前紫外线水性感光喷墨墨水连接料的发展发明技术可参阅：发明名称《基于超支化聚酯丙烯酸酯的快速固化UV喷墨墨水》 (申请号201510964979.0，公开号CN105713452A，公开日2016.06.29)，发明名称《一种水性喷墨墨水及其制备方法》(申请号201510900308.6，公开号CN105440799A，公开日2016.03.30)，发明名称《一种水溶喷墨墨水》(申请号201510699705.1，公开号CN105315789A，公开日2016.02.10)，发明名称《适用于高速喷墨的LED光固化喷墨墨水》(申请号201510273318.1，公开号CN104845451A，公开日2015.08.19)，发明名称《可辐射固化的喷墨墨水》(申请号201380055768.2，公开号CN104755567A，公开日2015.07.01)，发明名称《一种用于柔性基材打印的LED-UV固化喷墨墨水》(申请号201410819554.4，公开号CN104479460A，公开日2015.04.01)，发明名称《喷墨打印墨水组》(申请号201280015640.9，公开号CN103459523A，公开日 2013.12.18)发明名称《紫外光固化的水基喷墨墨水》(申请号 201310403121.6，公开号CN103436095A，公开日2013.12.11)，，发明名称《一种UV光固化喷墨墨水组合物》(申请号201110296408.4，公开号CN102391721A，公开日2012.03.28)，发明名称《一种用于喷墨印刷的水基型喷墨墨水及其制备方法》(申请号201610531942.1，公开号CN105925061A，公开日2016.09.07)，发明名称《浅色红外吸收UV喷墨墨水及其制备方法》 (申请号201610331503.6，公开号CN107118619A，公开日2017.09.01)，发明名称《一种水基喷墨墨水的制备方法》(申请号201710489131.4，公开号 CN107216717A，公开日2017.09.29)等专利均公开了紫外线水性感光喷墨墨水的制备方法。但是上述方法制得的紫外线水性感光喷墨墨水连接料中均存在固化速度慢，稳定性差，表面光泽度差等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，能够加快紫外线水性感光喷墨墨水的干燥速度、附着牢度和稳定性。
本发明还提供了该外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，操作简单。
本发明所采用第一种技术方案是，一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，按质量百分比由以下原料组成：6％～10％的聚乙烯醇，1％～4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，不大于1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明第一种技术方案的特点还在于：
消泡剂为OS-5201型消泡剂或OS-5202型消泡剂；表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种，渗透剂为尿素，稳定剂为硼酸。
本发明的另一种技术方案是，一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取原料，按照质量百分比称取：6％～10％的聚乙烯醇，1％～ 4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，0～ 1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的水中缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，待聚乙烯醇完全溶解后再加入乙醇和重铬酸铵，重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
本发明另一种技术方案的特点还在于：
消泡剂为OS-5201型消泡剂或OS-5202型消泡剂；表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐或烷基磺酸盐中的任意一种，渗透剂为尿素，稳定剂为硼酸。
步骤2中，向水中加入聚乙烯醇和稳定剂时，需要一边缓缓向水中加聚乙烯醇和稳定剂一边搅拌水，且水的温度为20℃～25℃，待聚乙烯醇和稳定剂在水中充分溶胀、分散、挥发性物质逸出后，升温至90℃～95℃加速搅拌，搅拌机转速280r/h～320r/h，至聚乙烯醇和稳定剂完全溶入水中。
步骤2中，聚乙烯醇完全溶解后保温2～2.5小时再加入乙醇和重铬酸铵。
本发明的有益效果是
本发明紫外线水性感光喷墨墨水连接料，能够加快紫外线水性感光喷墨墨水的干燥速度、附着牢度和稳定性。本发明的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，操作简单，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，按质量百分比由以下原料组成： 6％～10％的聚乙烯醇，1％～4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，不大于1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～ 0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％。
其中消泡剂为OS-5201型消泡剂或OS-5202型消泡剂；表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种，渗透剂为尿素，稳定剂为硼酸。
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：6％～10％的聚乙烯醇，1％～4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，不大于 1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的温度为20℃～25℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至90℃～95℃加速搅拌，搅拌机转速为280r/h～320r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2～2.5小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
本发明中，聚乙烯醇具有独特的强力粘接性、气体阻隔性、柔韧性、耐油耐溶剂性、良好的成膜性、乳化性，本发明利用聚乙烯醇作为基料树脂，制备的聚乙烯醇紫外线水性感光喷墨墨水连接料具有成本低、感度高、固化速率快、附着性好、光泽度高、成像清晰等优点，有实际应用价值。
重铬酸铵是光敏剂，能够加快连接料的固化速率并获得性能良好的墨水。
消泡剂指对溶剂型(水性)墨水中已形成的泡沫能起消除作用的助剂。在墨水制备过程中及印刷操作中易产生气泡。墨水质地均匀才能保障印刷质量，而气泡则破坏了墨水的均匀性。为改善印刷质量，本发明选择矿物油及硬脂酸酯混合物(OS-5201)或疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(OS-5202)为消泡剂，其具有与多种水性体系相容性好，快速消泡，抑泡持久，且不影响墨水色相和黏度、无毒无污染的特点。
表面活性剂在连接料体系中起润湿、渗透、润滑等作用，可调节墨水的表面张力和出墨量，改善性能。本发明所用的表面活性剂为中性试剂，不但具有良好的润湿、渗透、润滑作用，且不易氧化，且能够与各种助剂复配，成本较低。
渗透剂可以提高油墨连接料的润湿、乳化和渗透能力。
稳定剂能够提高油墨连接料的稳定性。
稀释剂主要用于改变墨水连接料的黏度，本发明中使用水和乙醇作为稀释剂，以代替传统的活性稀释剂，无刺激性和臭味，成本低。
本发明的紫外线水性感光喷墨墨水连接料根据聚乙烯醇感光胶原理：聚乙烯醇与重铬酸铵发生光化学反应生成聚合物感光胶，其反应过程分为以下几步：在紫外线光照时，聚乙烯醇大分子中的部分羟基被六价铬离子氧化成羰基，重铬酸铵在紫外线光照射下，发生光化学反应，正六价的铬被还原成正三价的铬：
在光照条件下，聚乙烯醇大分子中的部分羟基被正六价铬离子氧化成羰基，同时正六价铬离子被还原为正三价铬离子；被氧化成为羰基的PVA与正三价铬离子发生反应，生成不溶性的交联物质，方程式如下：
由此方程式可以看出,反应的最终生成物是由正三价铬离子Cr3+与脱水后的聚乙烯醇分子中的羰基和羟基结合在一起形成络合物，不溶于水。一方面把多个聚乙烯醇分子交联成为巨大的一种立休网的状结构分子团，另一方面又将聚乙烯醇分子中的亲水性羟基封闭起来所致。
实施例1
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：6％的聚乙烯醇，4.36％的重铬酸铵， 52％的水，34％质量浓度为97％的乙醇，0.1％的硝酸钠，1％的OS-5201型消泡剂、0.04％的烷基羧酸盐、2％的尿素和0.5％的硼酸，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的温度为20℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至90℃加速搅拌，搅拌机转速为280r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
实施例2
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：9％的聚乙烯醇，1.5％的重铬酸铵， 44％的水，34％质量浓度为99％的乙醇，1％的硝酸钠，3.2％的OS-5202型消泡剂、0.8％的醇磺酸酯盐、4.5％的尿素和2％的硼酸，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的温度为25℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至95℃加速搅拌，搅拌机转速为320r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.5小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
实施例3
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：8％的聚乙烯醇，2.5％的重铬酸铵，51.7％的水，29％质量浓度为97％～99％的乙醇，0.5％的硝酸钠，2.2％的OS-5201 型消泡剂、0.4％的烷基磺酸盐、4.5％的尿素和1.2％的硼酸，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，将向步骤1得到的温度为23℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至93℃加速搅拌，搅拌机转速为300r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.3小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
实施例4
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：9％的聚乙烯醇，3.5％的重铬酸铵，48％的水，30.3％质量浓度为97％～99％的乙醇，0.8％的硝酸钠，2.8％的消泡剂、 0.6％的表面活性剂、3.2％的渗透剂和1.8％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的温度为22℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至94℃加速搅拌，搅拌机转速为310r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.3小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
实施例5
一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照质量百分比称取原料：7％的聚乙烯醇，4.0％的重铬酸铵，47％的水，33％质量浓度为97％～99％的乙醇，0.4％的硝酸钠，2％的OS-5202型消泡剂、0.7％的烷基磺酸盐、4.2％的尿素和1.7％的硼酸，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的温度为24℃水中，缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，，边向水中加聚乙烯醇和稳定剂边搅拌水，待聚乙烯醇和稳定剂充分溶胀、分散，并且挥发性物质逸出后，升温至94℃加速搅拌，搅拌机转速为310r/h，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.4小时，再缓慢加入乙醇和重铬酸铵，不断搅拌，待重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
将上述5个实施例中制得的紫外线水性感光喷墨墨水连接料进行使用，同等条件下，将上述5个实施例制得的紫外线水性感光喷墨墨水连接料用于紫外线水性光感喷墨墨水的制备中，并对得到的紫外线水性感光喷墨墨水连接料进行性能测试，实验结果如表1所示。从表1中能够看出，使用本发明 5个实施例制得的紫外线水性光感喷墨墨水，固化速度快，且在粘度、耐磨性、附着力和耐水性等性能方面都有优秀的表现，本发明的紫外线水性感光喷墨墨水连接料能够加快紫外线水性感光喷墨墨水的干燥速度、附着牢度和稳定性。
表1紫外线水性感光喷墨墨水连接料性能测试

Claims (6)

1.一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，特征在于，按质量百分比由以下原料组成：6％～10％的聚乙烯醇，1％～4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，不大于1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种紫外线水性感光喷墨墨水连接料，特征在于，所述消泡剂为OS-5201型消泡剂或OS-5202型消泡剂；所述表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐和烷基磺酸盐中的任意一种，渗透剂为尿素，稳定剂为硼酸。
3.一种如权利要求1所述的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取原料，按照质量百分比称取：6％～10％的聚乙烯醇，1％～4.5％的重铬酸铵，44％～52％的水，29％～34％质量浓度为97％～99％的乙醇，0～1％的硝酸钠，1％～3.2％的消泡剂、0.04％～0.8％的表面活性剂、2％～4.5％的渗透剂和0.5％～2％的稳定剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，向步骤1得到的水中缓缓加入聚乙烯醇和稳定剂，待聚乙烯醇完全溶解后再加入乙醇和重铬酸铵，重铬酸铵完全溶解后再加入硝酸钠，得到聚乙烯醇溶液；
步骤3，向步骤2得到的聚乙烯醇溶液中依次加入消泡剂、表面活性剂和渗透剂，混合均匀后得到紫外线水性感光喷墨墨水连接料。
4.根据权利要求3所述的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为OS-5201型消泡剂或OS-5202型消泡剂；所述表面活性剂为烷基羧酸盐、醇磺酸酯盐或烷基磺酸盐中的任意一种，渗透剂为尿素，稳定剂为硼酸。
5.根据权利要求3所述的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，向水中加入聚乙烯醇和稳定剂时，需要一边缓缓向水中加聚乙烯醇和稳定剂一边搅拌水，且水的温度为20℃～25℃，待聚乙烯醇和稳定剂在水中充分溶胀、分散、挥发性物质逸出后，升温至90℃～95℃加速搅拌，搅拌机转速280r/h～320r/h，至聚乙烯醇和稳定剂完全溶入水中。
6.根据权利要求3所述的紫外线水性感光喷墨墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，聚乙烯醇完全溶解后保温2～2.5小时再加入乙醇和重铬酸铵。
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CN103048877A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 武汉海蓝生物技术有限公司 一种喷墨打印丝网制版的方法及其感光胶墨水
CN103389619A (zh) * 2012-05-10 2013-11-13 中国石油化工集团公司 一种多元醇聚合物感光胶及其制备方法
CN104849959A (zh) * 2015-05-12 2015-08-19 陈国荣 一种无铬型圆网印花用感光胶

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