CN108912835A - 一种喷墨印刷水性uv-led墨水连接料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨印刷水性UV‑LED墨水连接料，按质量百分比由以下原料组成：49％～59％的基料树脂，9％～11％的光引发剂，9％～16％的助剂，20％～30％的稀释剂，以上各组分的质量百分比之和为100％。本发明还公开了上述喷墨印刷水性UV‑LED墨水连接料的制备方法。相对现有的喷墨印刷水性UV‑LED墨水连接料，本发明的喷墨印刷水性UV‑LED墨水连接料固化速度快、附着性好、稳定性高、成膜性好、成本低，配成的墨水成像清晰质量好，墨头处墨水不会干燥堵塞喷头；其次，本发明喷墨印刷水性UV‑LED墨水连接料采用水与酒精的混合物作为稀释剂，在容易达到调节黏度目的同时，不含VOC，不污染环境。

Description

一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料及其制备方法

技术领域

本发明属于印刷复制技术领域，涉及一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，本发明还涉及上述喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法。

背景技术

刚刚过去的2017年，是全球印刷业发展颇不平静的一年：原辅材料价格上涨、环保要求持续上升、消费模式改变等为印刷业提出了更高的要求。同时，随着数字化、智能化、大数据等信息技术的高速发展，印刷业同样迎来新的发展机遇。

UV喷墨印刷是20世纪末发展起来的一种新技术，它结合了喷墨印刷技术和紫外光固化技术的优点，既有喷墨印刷技术在使用和操作上的便利，又有光固化技术在效率和物性上的优势。随着计算机、网络技术及印刷设备的不断发展，UV喷墨印刷技术也在不断更新完善，印刷产业正面临着一场从传统印刷方式向现代化数字印刷方式转变的技术革命，UV喷墨印刷的得到空前的发展。Fespa展会期间，爱克发打印设备所使用的UV-LED墨水借其高质量与创新性荣获欧洲数字印刷奖。

国内不少喷墨墨水生产企业已开始着手UV-LED喷墨墨水领域的研究和产品开发工作，对配方配比及性能调整等方面也掌握了大量数据和经验。但由于国内许多的UV树脂及单体在性能上还不能完全满足UV喷墨的生产要求，在设计UV喷墨墨水配方时原材料选择范围窄。所以许多印刷企业使用的墨水仍依赖于进口。因此我国UV-LED喷墨墨水发展还有很大的潜力，很多品种还需要努力研发，现有的产品还需要不断提高质量，积极推广应用，使节能、环保、高效、优质的UV-LED喷墨墨水能为国民经济高速发展和人民生活美满幸福发挥更大的作用。

喷墨印刷水性UV-LED墨水的发展发明技术可参阅：发明名称《一种UV-LED固化的柔印油墨及其制备方法》(申请号201710980374.8，公开号CN107760100A，公开日2018.03.06)，发明名称《一种UV-LED胶印油墨及其制备方法》(申请号201710597048.9，公开号CN107286740A，公开日2017.10.24)，发明名称《一种UV-LED喷墨打印字符墨水及其制备方法》(申请号201710419722.4，公开号CN107216715A，公开日2017.09.29)，发明名称《浅色红外吸收UV-LED喷墨墨水及其制备方法》(申请号201610331518.2，公开号CN107118611A，公开日2017.09.01)，发明名称《UV-LED固化型喷墨印刷用透明墨组合物》(申请号201580038467.8，公开号CN106536645A，公开日2017.03.22)，发明名称《一种UV-LED固化用油墨及其制备方法和应用》(申请号201610443714.9，公开号CN105885524A，公开日2016.08.24)，发明名称《一种可UV-LED光固化黑色喷墨墨水及其制备方法》(申请号201610204180.4，公开号CN105602345A，公开日2016.05.25)等专利。但上述技术均存在不同的问题，如成本高、固化速度慢、不易清洗、生产效率低、表面光泽度差、不环保等。

鉴于喷墨印刷水性UV-LED墨水良好的市场前景，加强喷墨印刷水性UV-LED墨水的研究，制备出满足市场需求的性能优良的喷墨印刷水性UV-LED墨水产品，是未来数字印刷墨水行业的一个发展方向。因此，发明一种性能优良、绿色环保的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料在喷墨印刷墨水领域具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，解决了现有喷墨印刷墨水连接料干燥速度慢、附着牢度低、稳定性差和环保性能不好的问题。

本发明的另一目的是提供上述喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，按质量百分比由以下原料组成：49％～59％的基料树脂，9％～11％的光引发剂，9％～16％的助剂，20％～30％的稀释剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；

基料树脂按照质量百分比由45％～70％的水性聚氨酯和30％～55％可UV固化的聚乙烯醇感光胶组成的混合乳液。

本发明的特点还在于，

可UV固化的聚乙烯醇感光胶中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为：21％～34％去离子水，9.5％～15％聚乙烯醇，2.1％～4.2％聚醋酸乙烯乳液，0.4％～0.9％丙烯酰胺，0.4％～0.9％季戊四醇三丙烯酸酯。

水性聚氨酯的型号为PU650-2。

光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％；

消泡剂为型号为OS-5201或OS-5202的消泡剂；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇。

本发明所采用的另一技术方案，上述一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，制备聚乙烯醇感光胶：

将聚乙烯醇缓缓加入20℃～25℃的去离子水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到90℃～95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2～2.5小时，然后依次加入聚醋酸乙烯乳液、丙烯酰胺及季戊四醇三丙烯酸酯，充分搅拌混合，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇溶液按比例搅拌混合30min～60min，得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液，即基料树脂；

步骤3、将基料树脂加入反应容器中，控制温度为40℃～50℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解；然后依次加入稀释剂和助剂，充分混合搅拌，即得到喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

本发明的特点还在于，

步骤1中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为：去离子水21％～34％，聚乙烯醇9.5％～15％，聚醋酸乙烯乳液2.1％～4.2％、丙烯酰胺0.4％～0.9％及季戊四醇三丙烯酸酯0.4％～0.9％。

步骤2中，水性聚氨酯的型号为PU650-2。

步骤3中，光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；

稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

步骤3中，助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％；

助剂中消泡剂为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)；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇。

本发明的有益效果是，相比现有的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料固化速度快、附着性好、稳定性高、成膜性好、成本低，配成的墨水成像清晰质量好，墨头处墨水不会干燥堵塞喷头；其次，本发明喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料采用水与酒精的混合物作为稀释剂，在容易达到调节黏度目的的同时，不含VOC，无刺激性和臭味，不污染环境。

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。

本发明提供了一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，按质量百分比由以下原料组成：49％～59％的基料树脂，9％～11％的光引发剂，9％～16％的助剂，20％～30％的稀释剂，以上各组分的质量百分比之和为100％。其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光活化剂和渗透剂组成的混合物。

其中，基料树脂是由45％～70％的水性聚氨酯和30％～55％可UV固化的聚乙烯醇感光胶组成的混合乳液。其中水性聚氨酯为PU650-2，泰兴市中纺助剂厂，可UV固化的聚乙烯醇感光胶中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为：21％～34％去离子水，9.5％～15％聚乙烯醇，2.1％～4.2％聚醋酸乙烯乳液，0.4％～0.9％丙烯酰胺，0.4％～0.9％季戊四醇三丙烯酸酯。

光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％。

助剂中消泡剂为型号为OS-5201或OS-5202的消泡剂；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇等。

上述一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法,具体按以下步骤实施：

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按各原料在基料树脂中的质量百分比分别称取：去离子水21％～34％，聚乙烯醇9.5％～15％，聚醋酸乙烯乳液2.1％～4.2％、丙烯酰胺0.4％～0.9％季戊四醇三丙烯酸酯0.4％～0.9％。

边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入20℃～25℃的去离子水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出；然后升温到90℃～95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2～2.5小时；最后依次加入聚醋酸乙烯乳液、丙烯酰胺及季戊四醇三丙烯酸酯，充分搅拌混合，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min～60min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液，即基料树脂；基料树脂中按照质量百分比由45％～70％的水性聚氨酯和30％～55％的聚乙烯醇感光胶组成，以上各组分的质量百分比之和为100％。

步骤3、按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂49％～59％及光引发剂9％～11％，助剂9％～16％，稀释剂20％～30％，以上各组分的质量百分比之和为100％，其中助剂为消泡剂、表面活性剂、光稳定剂、流平剂、光活化剂和渗透剂组成的混合物；

其中水性聚氨酯为PU650-2，泰兴市中纺助剂厂。

光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物。

稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％。

助剂中消泡剂为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)；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，控制温度为40℃～50℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取稀释剂加入步骤4制备得到的混合溶液中，搅拌均匀，然后加入助剂，充分混合搅拌，即得到喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

基料树脂是喷墨印刷水性UV-LED墨水的主要组成成分，它在墨水中起着连接料的作用，决定印刷墨水的流变性、黏度、干燥性、成膜性以及印刷性能等性质。

本发明所用的基料树脂是可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。聚乙烯醇它不仅具有良好的水溶性、粘附性和成膜性，而且具有很好的化学稳定性，不受菌类、霉类的破坏。聚乙烯醇分子结构上具有大量的亲水基团，使其具有良好的水溶性，同时能增加墨水连接料的粘度，降低乳粒运动速度，有利墨水体系的稳定。水性聚氨酯成本低、无公害，光泽度高、机械性能优良、耐磨耗、附着性好、柔韧性好、耐候性佳和耐挠屈性能优良等特点，克服了丙烯酸类树脂涂饰剂“热粘冷脆”的缺陷。该可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液遇紫外光反应速度快、有利于色料分散、承印物范围广、具有良好的附着力，是水溶性树脂，绿色环保；其涂膜具有良好的机械性能及耐化学性，使本发明的墨水稳定性显著提高。

光引发剂是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。它在连接料体系中起着重要作用，影响着墨水连接料的干燥速度，适量的光引发剂可加快预聚物的固化速率并获得性能良好的墨水连接料。

在现有的水性UV油墨体系中，光引发剂在光固化过程中往往不是完全耗尽，未光解的部分会迁移到墨层表面，使墨层泛黄和老化，影响产品的质量；另一方面，一些引发剂和体系不相容或相容性不好，使水性UV油墨连接料应用受到限制。选择本发明中光引发剂的种类并控制其重量百分比为9％～11％，能保证制备的水性UV-LED油墨连接料在光固化过程中，光引发剂引发预聚物完全反应，光固化速度快，相容性好。

消泡剂指对溶剂型(水性)墨水连接料中已形成的泡沫能起消除作用的助剂。在墨水连接料制备过程中会加入填充剂、干燥剂等含有助泡物的助剂，在印刷操作中易产生气泡。连接料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，且不影响后续墨水的色相和黏度、无毒无污染的特点。

表面活性剂在墨水连接料体系中起润湿、渗透、润滑等作用，可调节墨水连接料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。

光稳定剂能够屏蔽或吸收紫外线的能量，具有猝灭单线态氧及将氢过氧物分解成非活性物质等功能，使高分子聚合物在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应的可能性，阻止或者延迟光老化的过程。本发明所用的光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种，不但具有良好的光稳作用，同时其性能稳定，与其他助剂复配使用时，不会受到其他助剂的影响。

流平剂能促使墨水连接料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的墨膜，有效的降低墨水连接料的表面张力，提高其流平性和均匀性。本发明所采用的流平剂，与本发明所采用的基料树脂具有良好的相容性，能够有效降低墨水连接料表面张力，控制表面流动的能力。

光活化剂在水性UV油墨连接料体系中可协同提氢型光引发剂，达到加快水性UV墨水连接料光固化速度的目的。本发明所用的光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯及三异丙醇胺等。增强了光引发剂的引发性能，进一步提高了墨水的连接料光固化速率，且本身不参与化学反应，对墨水连接料性能没有负面影响。

稀释剂主要用于改变墨水连接料的黏度，选用水和乙醇以质量比3：2组成的混合物作为稀释剂，以代替传统的活性稀释剂，消除了传统稀释剂带来的环境污染问题，降低制备成本。

实施例1

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水31.4％，聚乙烯醇10.4％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入20℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2小时，然后依次加入聚醋酸乙烯乳液2.7％、丙烯酰胺0.5％及季戊四醇三丙烯酸酯0.5％，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液54.5％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂49％，光引发剂9.2％，助剂11.8％，稀释剂30％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.4％、表面活性剂0.1％、光稳定剂3.9％、流平剂1.2％、光活化剂4.2％和渗透剂1％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为40℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂为质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)的混合物；消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(OS-5202)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂；光活化剂为甲基二乙醇胺；稀释剂选用质量比为3：2的水和乙醇组成的混合物。

实施例2

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水34％，聚乙烯醇12.8％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入25℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到90℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.5小时，然后依次加入3.3％聚醋酸乙烯乳液、0.7％丙烯酰胺及0.7％季戊四醇三丙烯酸酯，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液48.5％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合50min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂50％，光引发剂9.4％，助剂14.2％，稀释剂26.4％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂2.5％、表面活性剂0.05％、光稳定剂5.05％、流平剂1.5％、光活化剂5％和渗透剂0.1％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为50℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(OS-5202)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；流平剂使用改性聚硅氧烷；光活化剂为三异丙醇胺；稀释剂选用质量比为3：2的水和乙醇组成的混合物。

实施例3

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水23.9％，聚乙烯醇9.5％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入22℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到93℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.2小时，然后依次加入2.1％聚醋酸乙烯乳液、0.5％丙烯酰胺及0.5％季戊四醇三丙烯酸酯，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液63.5％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯的混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂52％，光引发剂11％，助剂16％，稀释剂21％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.8％、表面活性剂0.2％、光稳定剂8％、流平剂1.1％、光活化剂4.4％和渗透剂0.5％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为45℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；消泡剂使用矿物油及硬脂酸酯混合物(OS-5201)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂；光活化剂为甲基二乙醇胺；稀释剂选用质量比为3：2的水和乙醇组成的混合物。

实施例4

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水31.2％，聚乙烯醇15％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入24℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2小时，然后依次加入4.2％聚醋酸乙烯乳液、0.9％丙烯酰胺及0.9％季戊四醇三丙烯酸酯，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液47.8％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂54％，光引发剂10％，助剂10％，稀释剂26％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.5％、表面活性剂0.02％、光稳定剂3.1％、流平剂1.3％、光活化剂3.88％和渗透剂0.2％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为42℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂使用质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物；消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(OS-5202)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯；流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂；光活化剂为三乙醇胺；稀释剂选用质量比为3：2的水和乙醇组成的混合物。

实施例5

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水21％，聚乙烯醇9.5％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入25℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到94℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2.4小时，然后依次加入2.1％聚醋酸乙烯乳液、0.4％丙烯酰胺及0.4％季戊四醇三丙烯酸酯，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液66.6％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂56％，光引发剂10％，助剂9％，稀释剂25％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.5％、表面活性剂0.05％、光稳定剂3.05％、流平剂0.5％、光活化剂3.4％和渗透剂0.5％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为48℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂使用质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮(907)的混合物；消泡剂使用疏水改性有机硅及矿物油为主要成份的消泡剂(OS-5202)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；流平剂使用改性聚硅氧烷；光活化剂为甲基二乙醇胺；稀释剂选用质量比为3：2的水和乙醇组成的混合物。

实施例6

步骤1、制备聚乙烯醇感光胶：

按质量百分比分别称取去离子水23.5％，聚乙烯醇12％，边搅拌边将聚乙烯醇缓缓加入25℃冷水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2小时，然后依次加入3.4％聚醋酸乙烯乳液、0.7％丙烯酰胺及0.7％季戊四醇三丙烯酸酯，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

按照质量百分比称取：水性聚氨酯乳液59.7％。

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇感光胶搅拌混合30min，得到可UV固化的聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯混合乳液。

步骤3，按质量百分比分别称取步骤2制得的基料树脂59％，光引发剂9％，助剂12％，稀释剂20％。其中，助剂中各组分占以上原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％、表面活性剂0.25％、光稳定剂4.95％、流平剂0.8％、光活化剂4％和渗透剂0.8％。

步骤4，将步骤3中称取的基料树脂加入反应容器中，反应温度为44℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解，即制得混合溶液。

步骤5，将步骤3中称取的稀释剂加入到步骤4所制备好的混合溶液中，搅拌均匀，最后加入助剂，充分混合搅拌，即得到本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

其中，光引发剂使用质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；消泡剂使用矿物油及硬脂酸酯混合物(OS-5201)；表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠；光稳定剂使用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；流平剂使用磷酸酯改性丙烯酸树脂；光活化剂为三异丙醇胺；稀释剂选用质量比为3:2的水和乙醇组成的混合物。

本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料无需加入单体稀释剂，所以安全无污染；在使用本发明的墨水印刷时，无网点扩大，设备易清洗，对于实现环保、健康绿色印刷十分有力；本发明所用的基料树脂与光引发剂配合使用，相容性优异，光固化速度提高，使得本发明的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料干燥时间短，提高印刷效率，解决了现有喷墨印刷墨水连接料干燥速度慢、附着牢度低、稳定性差和环保等问题。

本发明利用聚乙烯醇感光胶和水性聚氨酯树脂混合作为基料树脂，聚乙烯醇它不仅具有良好的水溶性、粘附性和成膜性，而且具有很好的化学稳定性，不受菌类、霉类的破坏。聚乙烯醇分子结构上具有大量的亲水基团，使其具有良好的水溶性，同时能增加墨水的粘度，降低乳粒运动速度，有利墨水体系的稳定。水性聚氨酯成本低、无公害，光泽度高、机械性能优良、耐磨耗、附着性好、柔韧性好、耐候性佳和耐挠屈性能优良等特点，克服了丙烯酸类树脂涂饰剂“热粘冷脆”的缺陷。制备的喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料固化速度快、附着性好、稳定性高、成膜性好，配成的墨水成像清晰质量好，墨头处墨水不会干燥堵塞喷头；其次，本发明喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料采用水与酒精的混合物作为稀释剂，在容易达到调节黏度目的的同时，不含VOC，无刺激性和臭味，不污染环境。且本发明水性UV-LED喷墨墨水连接料的制备方法、工艺简单，容易实现，环保无污染，所用材料价格便宜，有实际应用价值。

Claims (10)

1.一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，其特征在于，按质量百分比由以下原料组成：49％～59％的基料树脂，9％～11％的光引发剂，9％～16％的助剂，20％～30％的稀释剂，以上各组分的质量百分比之和为100％；

所述基料树脂按照质量百分比由45％～70％的水性聚氨酯和30％～55％可UV固化的聚乙烯醇感光胶组成的混合乳液。

2.根据权利要求1所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，其特征在于，所述可UV固化的聚乙烯醇感光胶中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为：21％～34％去离子水，9.5％～15％聚乙烯醇，2.1％～4.2％聚醋酸乙烯乳液，0.4％～0.9％丙烯酰胺，0.4％～0.9％季戊四醇三丙烯酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，其特征在于，所述水性聚氨酯的型号为PU650-2。

4.根据权利要求1所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料，其特征在于，所述助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％；

所述消泡剂为型号为OS-5201或OS-5202的消泡剂；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇。

6.根据权利要求1所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，制备聚乙烯醇感光胶：

将聚乙烯醇缓缓加入20℃～25℃的去离子水中使之充分溶胀、分散，并使挥发性物质逸出，然后升温到90℃～95℃加速搅拌，待聚乙烯醇完全溶解，保温2～2.5小时，然后依次加入聚醋酸乙烯乳液、丙烯酰胺及季戊四醇三丙烯酸酯，充分搅拌混合，得到聚乙烯醇感光胶；

步骤2、制备基料树脂：

将水性聚氨酯乳液和步骤1制备得到的聚乙烯醇溶液按比例搅拌混合30min～60min，得到可UV固化的水性聚氨酯和聚乙烯醇混合乳液，即基料树脂；

步骤3、将基料树脂加入反应容器中，控制温度为40℃～50℃，缓慢加入光引发剂并搅拌，直至完全溶解；然后依次加入稀释剂和助剂，充分混合搅拌，即得到喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料。

7.根据权利要求6所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，所述步骤1中各原料占基料树脂总质量的百分比分别为：去离子水21％～34％，聚乙烯醇9.5％～15％，聚醋酸乙烯乳液2.1％～4.2％、丙烯酰胺0.4％～0.9％及季戊四醇三丙烯酸酯0.4％～0.9％。

8.根据权利要求6所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，水性聚氨酯的型号为PU650-2。

9.根据权利要求6所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，光引发剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或异丙基硫杂蕙酮、卤代硫杂蕙酮中的任意一种，或是质量比为2：1的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮的混合物，或是质量比为3：1的2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物；

稀释剂为质量比为3：2的水和乙醇的混合物。

10.根据权利要求6所述的一种喷墨印刷水性UV-LED墨水连接料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，助剂中各组分占所有原料总质量的百分比分别为：消泡剂1.2％～2.5％、表面活性剂0.02％～0.25％、光稳定剂3.05％～8％、流平剂0.5％～1.5％、光活化剂3.4％～5％和渗透剂0.1％～1％；

助剂中消泡剂为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)；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；光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮或双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯中的任意一种；流平剂为磷酸酯改性丙烯酸树脂或改性聚硅氧烷；光活化剂为三乙醇胺甲基二乙醇胺、4-二甲胺基甲酸乙酯或三异丙醇胺中的任意一种；渗透剂为丙三醇。