CN113292885B - 一种水性塑料喷墨型高附着力油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性塑料喷墨型高附着力油墨及其制备方法,其原料组分按重量份计为:水性丙烯酸酯乳液6~20份,水性色浆8~20份,有机溶剂10~20份,去离子水100~140份,成膜助剂1~4份,表面活性剂1~8份,流平剂1~6份,消泡剂1~6份;该乳液性水性塑料薄膜喷墨打印油墨安全环保,VOC含量低,气味小,粘度低表干速度适中,润湿性能良好;将该墨水在打印喷头上打印测试图片,连续打印时间2小时,打印前后测试条无断线、斜线等情况,之后关闭待机2小时,再次打印测试,测试条完好,无断线、斜线状况,墨水性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及油墨技术领域,特别涉及一种乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨及其制备方 法。
背景技术
喷墨打印技术是于70年代末80年代初开发成功的一种非接触式的数字印刷技术,墨水 通过墨头上的喷嘴喷射到各种介质表面上,实现了高速度、高质量、低噪声的单色和彩色的文 字和图像印刷。它对印刷介质几乎无限制,除普通用纸外,可直接将图像喷射到纺织品、塑 料品等介质上。需要说明的是,现在市场上主要有两种类型的喷墨打印机,压电式(如Epson 公司产品)和起泡式(如HP、Canon公司产品)。压电式喷墨打印机在墨室的一端是喷嘴, 另一端是压电材料(大多是铅-铝-钛类压电晶体),墨水在压电晶体变形的作用下被高速压出 喷嘴,墨滴喷出后由墨盒及时补入墨水。由喷墨打印机的原理可看出,喷墨打印机出墨涉及 到墨滴的形成和断裂,所以一般要求墨水具有一定的粘度、挥发速度、表面张力等物化性能。
水性油墨由水性连接料、颜料、溶剂和助剂组成,要想将水性油墨很好地应用在喷墨打 印机上,水性连接料是关键,水性连接料不仅环保,还又利于各种颜色的色浆分散,提供美 感,同时还起着润湿、在室温下快干等作用,因此好的水性连接料要求对基材润湿性好、耐 水性好、耐溶剂性以及经济环保等特点。所以对水性连接料的改性研究就变得很有意义,有 利于推动环保化工的发展。
目前市场上的喷墨打印油墨大都采用水性树脂作为连接料,因为水性树脂相比于水性乳 液来说,剪切稳定性方面要强,并且配伍性也更好,所以更适用于颜料的润湿和分散,也适 合改善油墨的透明度、色强度和光泽等性能,但是一般的水性树脂耐水性及附着力较差,以 水性树脂为连接料的墨水无法满足在塑料薄膜上的耐水煮特性以及水煮后的附着力需求。 塑料用喷墨打印油墨另一难点是表面张力的调节,对于普通喷墨打印油墨而言,墨水的表面 张力越高越好,因为较高的表面张力会使墨滴呈球形,避免油墨对压电材料的过分润湿,易 于控制墨滴的运行方向,提高墨水的喷出速度;但是过高的表面张力会使墨水在塑料薄膜上 难以润湿,所以目前需要改进的方向为在保证墨水一定的表面张力的前提下,提高墨水在塑 料薄膜上的润湿性
中国发明专利申请CN107163180A公开了一种纳米水性颜料喷墨墨水及其制备方法。该 方法利用水性树脂作为连接料,可以实现喷墨流畅打印,但是由于其选用的树脂为普通的市 售树脂,其耐水性差,成膜交联密度低,油墨在塑料薄膜上的耐水性及水煮附着牢度都较差, 不能应用于塑料薄膜喷墨打印。
中国发明专利CN109825126B公开了一种PVC薄膜专用氟-硅-环氧改性水性丙烯酸酯乳 液油墨及其制备方法。所发明的油墨,由于其乳胶膜交联度较高,油墨在塑料薄膜上具有极 高的附着牢度,但是该改性乳液外加交联剂,导致乳液及墨水粘度都较大,且其和水性色浆 与高沸点溶剂的配伍性都较差,容易破乳,只适合以丝网印刷方式上墨,不能应用于喷墨打 印。
综上,在喷墨打印油墨领域,一般的连接料为稀释性树脂,但是树脂在耐水性和在塑料 薄膜上附着力较差,而普通的乳液型油墨由于其粘度及粒径较大,与水性色浆及有机溶剂的 配伍性较差,难以适应于基材为塑料薄膜的喷墨打印方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的技术水性油墨的表面能高,在塑料薄膜上的附 着力差,润湿效果差,表面干燥速度快的难题,提供一种在塑料薄膜山附着力优良且表干速 度适中,乳液粒径小,润湿性能好的核壳结构型的丙烯酸酯乳液;利用该核壳结构型丙烯酸 酯乳液配制的油墨,附着力优良,打印成膜后能在水煮30min后附着力仍达到0级;在喷头 上实现流畅打印,保证连续生产或间歇生产的能力。
为实现本发明目的,本发明采用以下技术方案:
一种乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,按重量份计,其原料组成为:
所述的有机溶剂为125℃~290℃的亲水性高沸点溶剂;
所述的水性环氧改性丙烯酸酯乳液的制备是将核预乳化液和核引发剂、壳预乳化液和壳 引发剂滴加到釜液中,反应后降温,调节乳液的pH至7~8,降温至室温,过滤;所述的壳预 乳化液由壳用硬单体、软单体、功能单体、环氧树脂、去离子水和乳化剂组成;所述的核预 乳化液由核用硬单体、去离子水和乳化剂组成;釜液由去离子水、乳化剂以及NaHCO3混合 组成。
为进一步实现本发明目的,优选地,所述水性环氧改性丙烯酸酯乳液通过如下步骤制备:
a)以重量份计,将200~400份的去离子水,5~20份的乳化剂和1~5份的NaHCO3混合 形成反应釜中的釜液,加热升温至80±2℃;
b)以重量份记,称取20~100份的核用硬单体,10~30份的去离子水,1~3份的乳化剂, 充分搅拌,得到核预乳化液;
c)以重量份计,称取100~300份的壳用硬单体,50~200份的软单体,10~50份的功能单 体,10~50份的环氧树脂,50~200份的去离子水,2~12份的乳化剂,充分搅拌,得壳预乳化 液;
d)以重量份计,称取1~2份的过硫酸铵,10~40份的去离子水组成核引发剂;称取1~3 份的过硫酸铵、50~150份的去离子水组成壳引发剂;
e)将核预乳化液和核引发剂滴加到反应釜中;将壳预乳化液和壳引发剂滴加到反应釜中; 控制反应釜中的温度为85±2℃,保温1~4小时,停止加热,降温至40±2℃后,调节乳液的 pH至7~8,降温至室温,过滤出料,得到水性环氧改性丙烯酸酯乳液。
优选地,所述的消泡剂为迪高的tego-1488系列消泡剂或同襄鸿业的180系列消泡剂中的 一种或多种;所述的流平剂为岳阳凯门的gressol L64系列流平剂中的一种或多种,或者是所 述的流平剂为金团化学的金团-387,金团-125系列流平剂中的一种或多种;所述的成膜助剂 为TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂中的一种或多种;所述的表面活性剂为低泡沫的降低动 态表面张力的表面活性剂,具体为美国气体Dynol 604系列、Dynol 607系列和Surfynol 465 系列表面活性剂的一种或多种。
优选地,所述水性色浆品牌为浙江纳美鲜丽特CA系列,科迪水性色浆SH系列,复顿水性色浆DIK系列中的一种或多种;所述的有机溶剂为丙二醇、丙三醇、二乙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和氮甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
优选地,壳预乳化液、核预乳化液和釜液中的乳化剂都为十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧 乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和DowFax2A-1中的一种或多种;壳预乳化液 和核预乳化液中的硬单体都为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸 丁酯和苯乙烯的一种或多种。
优选地,所述的软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯 酸异辛酯中的一种或多种;所述的功能单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、 丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酸铵和N,N-二甲基丙烯酸铵的一种或多种。
优选地,所述的环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂NPEL-127、环氧树 脂NPEL-128和环氧树脂P430中的一种或多种。
优选地,将核预乳化液和核引发剂滴加到反应釜中是控制滴加时间在30-60min;将壳预 乳化液和壳引发剂滴加到反应釜中是控制在温度83±2℃下,在2~3小时滴完;调节乳液的 pH至7~8是用氨水调节。
所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨的制备方法,包括如下步骤:
1)按照原料配方称取去离子水和有机溶剂,低速搅拌;
2)按照原料配方称取水性环氧改性丙烯酸酯乳液、水性色浆、流平剂、消泡剂、表面活 性剂和成膜助剂,高速搅拌,得到乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨。
优选地,所述的低速搅拌的转速为50~100r/min,时间为1~5min;所述的高速搅拌的转 速为300~500r/min,时间为5~10min。
本发明中核引发剂和壳引发剂都是由过硫酸铵和去离子水组成,现有技术可以借鉴;核 用硬单体、壳用硬单体、软单体、功能单体、环氧树脂、去离子水和乳化剂现有技术都可借 鉴。但正常水性油墨中的固含量较高,主要是树脂类连接料,高固含导致油墨的粘度高,而 普通喷墨打印机的打印喷头对墨水的粘度要求为<10mPa·s,所以要使粘度符合要求就要降低 墨水的固含量,固含量的降低又会导致附着力降低,所以市面上很难有既满足粘度要求又满 足附着力要求的喷墨打印墨水。本发明开创性的使用环氧改性丙烯酸酯乳液作为喷墨打印油 墨的连接料,极大提高了喷墨打印油墨在塑料薄膜上的附着力,达到0级,改善在墨水在基 材上的润湿性能及耐水性能,并且做到在喷墨打印喷头上的流畅性。将所得墨水在打印机上 打印测试图片,连续打印时间2小时,打印前后测试条无断线、斜线等情况,之后关闭待机 2小时,再次打印测试,测试条仍然完好,无断线、斜线等情况,证明墨水具有连续及间接 喷吐能力;将打印后的塑料膜用百格刀划百格后水煮20min,用3M胶带贴在形成的格子中 心,然后在垂直方向迅速扯离,观察涂层未有脱落现象,附着力为0级。
需要说明的是,墨水表面张力的大小也直接影响着打印的流畅性,若表面张力太大,墨 水不容易润湿喷头,易造成不下墨的情况;若表面张力太小,墨水容易直接滴下,不能形成 均匀稳定的墨滴,导致印刷精细度下降;而对于塑料薄膜基材来说,只有墨水的表面张力小 于基材的表面张力时,才能使墨水在基材上展现良好的铺展润湿效果,而对于低极性的塑料 薄膜来说,其表面张力通常较低,所以就要求墨水的表面张力也要越低;可以选择具有降低 静态和动态表面张力功能的表面活性剂,这方面在现有技术基础上可以实现,本发明的重点 还要配合表面活性剂选择相适应的有机溶剂,本发明发现,有机溶剂为125℃~290℃的亲水 性高沸点溶剂可以有效的降低了墨水的表面张力,更好的在基材上铺展及润湿,使之更好的 适应喷墨打印。该类有机溶剂如丙二醇、丙三醇、二乙二醇、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、 二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和氮甲基吡咯烷酮,可以调整墨水的挥发速度,使墨水不至于 干燥太快堵塞打印机喷头,也不至于干燥过慢在塑料薄膜上产生收缩橘皮。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
1)本发明开创性的利用乳液作为喷墨打印油墨的连接料,使墨水图层的耐水性和附着力得 到根本性的提高,同时和多种色浆复配解决水性乳液与色浆的配伍性问题;添加助剂改善乳 液的润湿性和分散性,使墨水在基材上更容易润湿变形成膜。
2)本发明在壳层中加入环氧树脂及甲基丙烯酸缩水甘油酯为代表的功能单体,使其参与到 聚合反应中去,因引入的环氧树脂中含有活性极大的环氧基、羧基以及醚键等极性基团,引 入的甲基丙烯酸缩水甘油酯中含有环氧基团及丙烯酸酯基团,极大提升了乳液的交联度,进 而提升墨水对基材的粘连强度及墨水对基材的附着力。
3)本发明配合表面活性剂选择合适的有机溶剂并控制两者比例,使墨水有一定的表面张力, 避免油墨对压电材料的过分润湿,易于控制墨滴的运行方向,提高墨水的喷出速度,但是不 至于太高而不能在塑料薄膜上润湿成膜。
4)本发明产品中的溶剂大部分为水,属于环保型产品,是环保型水性喷墨油墨,对比传统 的溶剂型油墨,不会对室内空气和人体造成污染,适用性强。
5)本发明可以适用于品牌喷墨打印机,尤其是在墨水的干燥速度以及粘度参数符合打印机 喷头要求,保证了流畅打印。
具体实施方式
为更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的实施方式 不限如此。
环氧改性丙烯酸酯乳液的制备
实施例1
(1)釜液:称取0.5g的十二烷基硫酸钠,2g的烷基酚聚氧乙烯醚,100g的去离子水,0.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至80℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.025g十二烷基硫酸钠,0.025g烷基酚聚氧乙烯醚,15g的去离子 水,混合均匀后,将15g的苯乙烯,5g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌, 控制在5min滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取0.5g十二烷基硫酸钠,0.5g烷基酚聚氧乙烯醚,25g去离子水,混合 均匀后,将25g甲基丙烯酸甲酯,25g苯乙烯,25g丙烯酸丁酯,2.5g丙烯酸,2.5g丙烯酸缩水甘油酯,5g环氧树脂E44,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分钟滴加完, 最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取0.5g过硫酸铵,用5g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,0.5h滴加完;
(4)称取0.5过硫酸铵,用25g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,2h滴加完;
(5)水浴加热升温至83℃,保温1h停止加热,降温至38℃节乳液得pH至7~8,降温至 室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
实施例2
(1)釜液:称取2.5g的十二烷基硫酸钠,7.5g的烷基酚聚氧乙烯醚,100g的去离子水,2.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至82℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.5g十二烷基硫酸钠,1g烷基酚聚氧乙烯醚,15g的去离子水,混 合均匀后,将40g的甲基丙烯酸甲酯,10g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边 搅拌,控制在3min滴加完,最后在400r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取3g十二烷基硫酸钠,3g烷基酚聚氧乙烯醚,50g去离子水,混合均匀 后,将75g甲基丙烯酸甲酯,50g苯乙烯,25g甲基丙烯酸乙酯,12.5g丙烯酸,12.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯,25g环氧树脂E51,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分钟 滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取1g过硫酸铵,用20g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述引 发剂溶液同时滴加到反应器中,1h滴加完;
(4)称取1g过硫酸铵,用75g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述引 发剂溶液同时滴加到反应器中,3h滴加完;
(5)水浴加热升温至86℃,保温3h停止加热,降温至45℃,用氨水调节乳液pH至7~8, 降温至室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
实施例3
(1)釜液:称取1.5g的十二烷基硫酸钠,5g的烷基酚聚氧乙烯醚,150g的去离子水,0.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至80℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.3g十二烷基硫酸钠,0.7g烷基酚聚氧乙烯醚,30g的去离子水, 混合均匀后,将30g的苯乙烯,8g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控 制在5min滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取1.5g十二烷基硫酸钠,1.5g烷基酚聚氧乙烯醚,70g去离子水,混合 均匀后,将50g甲基丙烯酸甲酯,40g苯乙烯,25g丙烯酸丁酯,8g甲基丙烯酸,2.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯,15g环氧树脂E44,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分 钟滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取0.75g过硫酸铵,用15g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上 述引发剂溶液同时滴加到反应器中,0.5h滴加完;
(4)称取0.75过硫酸铵,用45g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,2h滴加完;
(5)水浴加热升温至83℃,保温1h停止加热,降温至40℃节乳液得pH至7~8,降温至 室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
对比例1
(1)釜液:称取0.5g的十二烷基硫酸钠,2g的烷基酚聚氧乙烯醚,100g的去离子水,0.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至80℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.025g十二烷基硫酸钠,0.025g烷基酚聚氧乙烯醚,15g的去离子 水,混合均匀后,将15g的苯乙烯,5g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌, 控制在5min滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取0.5g十二烷基硫酸钠,0.5g烷基酚聚氧乙烯醚,25g去离子水,混合 均匀后,将25g甲基丙烯酸甲酯,25g苯乙烯,25g丙烯酸丁酯,2.5g丙烯酸缩水甘油酯,5g环氧树脂E44,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分钟滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取0.5g过硫酸铵,用5g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,0.5h滴加完;
(4)称取0.5过硫酸铵,用25g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,2h滴加完;
(5)水浴加热升温至83℃,保温1h停止加热,降温至38℃节乳液得pH至7~8,降温至 室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
对比例2
(1)釜液:称取0.5g的十二烷基硫酸钠,2g的烷基酚聚氧乙烯醚,100g的去离子水,0.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至80℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.025g十二烷基硫酸钠,0.025g烷基酚聚氧乙烯醚,15g的去离子 水,混合均匀后,将15g的苯乙烯,5g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌, 控制在5min滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取0.5g十二烷基硫酸钠,0.5g烷基酚聚氧乙烯醚,25g去离子水,混合 均匀后,将25g甲基丙烯酸甲酯,25g苯乙烯,25g丙烯酸丁酯,2.5g丙烯酸,5g环氧树脂E44,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分钟滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取0.5g过硫酸铵,用5g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,0.5h滴加完;
(4)称取0.5过硫酸铵,用25g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,2h滴加完;
(5)水浴加热升温至83℃,保温1h停止加热,降温至38℃节乳液得pH至7~8,降温至 室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
对比例3
(1)釜液:称取0.5g的十二烷基硫酸钠,2g的烷基酚聚氧乙烯醚,100g的去离子水,0.5g 的碳酸氢钠,混合均匀后,加入到反应釜中,水浴加热升温至80℃,持续搅拌15min;
(2)核预乳化液:称取0.025g十二烷基硫酸钠,0.025g烷基酚聚氧乙烯醚,15g的去离子 水,混合均匀后,将15g的苯乙烯,5g甲基丙烯酸丁酯混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌, 控制在5min滴加完,最后在300r/min的搅拌速度下搅拌10分钟得核预乳化液;
壳预乳化液:称取0.5g十二烷基硫酸钠,0.5g烷基酚聚氧乙烯醚,25g去离子水,混合 均匀后,将25g甲基丙烯酸甲酯,25g苯乙烯,25g丙烯酸丁酯,2.5g丙烯酸,2.5g甲基丙烯酸缩水甘油酯,混合后滴加进去,一边滴加一边搅拌,控制在10分钟滴加完,最后在300r/min 的搅拌速度下搅拌10分钟得壳预乳化液;
(3)称取0.5g过硫酸铵,用5g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,0.5h滴加完;
(4)称取0.5过硫酸铵,用25g去离子水来溶解,得到引发剂溶液;将核预乳化液和上述 引发剂溶液同时滴加到反应器中,2h滴加完;
(5)水浴加热升温至83℃,保温1h停止加热,降温至38℃节乳液得pH至7~8,降温至 室温,过滤出料,得到环氧改性丙烯酸酯乳液。
对比例4
(a)称取0.6g普通的市售树脂;
(b)按照配方,向配料罐中加入10g去离子水、1g二乙二醇丁醚,开启低速搅拌1分钟, 得到溶剂部分;
(c)按照原料配方,向配料罐中分别加入(a)中所称取的树脂,0.8g科迪水性SH系列色浆,0.1g迪高的tego-1488消泡剂,0.1g岳阳凯门的gressol L64系列的流平剂,0.1g美国气体Dynol 604系列润湿剂和0.1g的TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂,然后高速搅拌5 分钟,得到乳液性水性塑料薄膜喷墨打印油墨。
将墨水灌入打印机墨盒中,以塑料基材可连续打印2h不堵喷头,打印前后测试条无断线、 斜线等情况,之后关闭待机2小时,再次打印测试,测试条完好,无断线、斜线状况,之后 对涂层进行附着力测试,之后对涂层进行附着力测试,附着力参照GB/T 9286–1998进行测 试,测试结果见表1。
对比例5
(a)分别称取0.6g专利CN109825126B中氟-硅-环氧改性水性丙烯酸酯乳液;
(b)按照原料配方,向配料罐中加入10g去离子水、1g二乙二醇丁醚,开启低速搅拌1分 钟,得到溶剂部分;
(c)按照原料配方,向配料罐中分别加入(a)中的所称量的乳液,0.8g科迪水性SH系列色浆,0.1g迪高的tego-1488消泡剂,0.1g岳阳凯门的gressol L64系列的流平剂,0.1g美国气体Dynol 604系列润湿剂和0.1g的TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂,然后高速搅拌 5分钟,得到乳液性水性塑料薄膜喷墨打印油墨。
将墨水灌入打印机墨盒中,无法成功喷出墨水,之后用涂覆方式上墨,进行附着力测试, 附着力参照GB/T 9286–1998进行测试,测试结果见表1。
应用例1:
(a)分别称取0.6g实施例1中环氧改性丙烯酸酯乳液;
(b)按照原料配方,向配料罐中加入10g去离子水、1g二乙二醇丁醚,开启低速搅拌1分 钟,得到溶剂部分;
(c)按照原料配方,向配料罐中分别加入(a)中的0.6g水性环氧改性丙烯酸酯乳液, 0.8g科迪水性SH系列色浆,0.1g迪高的tego-1488消泡剂,0.1g岳阳凯门的gressolL64系列 的流平剂,0.1g美国气体Dynol 604系列润湿剂和0.1g的TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂, 然后高速搅拌5分钟,得到乳液性水性塑料薄膜喷墨打印油墨。
将墨水灌入打印机墨盒中,以塑料基材可连续打印2h不堵喷头,打印前后测试条无断线、 斜线等情况,之后关闭待机2小时,再次打印测试,测试条完好,无断线、斜线状况,之后 对涂层进行附着力测试,之后对涂层进行附着力测试,附着力参照GB/T 9286–1998进行测 试,测试结果见表1。
应用例2
(a)按照原料配方,向配料罐中加入10g去离子水、1g二乙二醇甲醚,开启低速搅拌1分 钟,得到溶剂部分;
(b)按照原料配方,向配料罐中加入实施例1的0.6g水性环氧改性丙烯酸酯乳液,0.8g 科迪水性SH系列色浆,0.1g迪高的tego-1488消泡剂,0.1g岳阳凯门的gressol L64系列的流 平剂,0.1g的TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂,然后高速搅拌5分钟,得到乳液性水性 塑料薄膜喷墨打印油墨。
将墨水灌入打印机墨盒中,打印测试图片10min后打印测试线条,有明显的断线、斜线 等状况,说明墨水回堵塞打印喷头;之后对涂层进行附着力测试,附着力参照GB/T9286– 1998进行测试,测试结果见表1。
应用例3
(a)按照原料配方,向配料罐中加入10g去离子水,组成到溶剂部分;
(b)按照原料配方,向配料罐中加入实施例1的0.6g水性环氧改性丙烯酸酯乳液,0.8g 科迪水性SH系列色浆,0.1g迪高的tego-1488消泡剂,0.1g岳阳凯门的gressol L64系列的流 平剂,0.1g的TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂,然后高速搅拌5分钟,得到乳液性水性 塑料薄膜喷墨打印油墨。
将墨水灌入打印机墨盒中,打印测试图片10min后打印测试线条,有明显的断线、斜线 等状况,说明墨水回堵塞打印喷头;之后对涂层进行附着力测试,附着力参照GB/T9286– 1998进行测试,测试结果见表1。
通过实施例1~3的测试结果可以确定,本发明具有优秀的附着牢度和打印流畅性,附着 力为0级,粘度≤7mPa·s,可以在喷墨打印机实现良好的连续及间接生产性能;通过对比 例1~3的测试结果可以确定,在乳液中添加的一定含量的羧基单体、GMA、环氧树脂对于丙 烯酸酯乳液的附着牢度有显著提高,且3者缺一不可;通过对比例4~5的测试结果可知,普 通市售树脂或改性乳液在附着力、耐水性及流畅打印方面效果较差;通过对应用例2~3的测 试结果可知,高沸点溶剂的加入可以降低墨水的挥发速度,溶剂和表面活性剂的复配可以有 效调整墨水的表面张力,有效保障了墨水流畅的喷吐性能及在塑料薄膜上的润湿性能。
表1
Claims (8)
1.一种乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,按重量份计,其原料组成为:
所述的有机溶剂为125℃~290℃的亲水性高沸点溶剂;
所述水性环氧改性丙烯酸酯乳液通过如下步骤制备:
a)以重量份计,将200~400份的去离子水,5~20份的乳化剂和1~5份的NaHCO3混合形成反应釜中的釜液,加热升温至80±2℃;
b)以重量份记,称取20~100份的核用硬单体,10~30份的去离子水,1~3份的乳化剂,充分搅拌,得到核预乳化液;
c)以重量份计,称取100~300份的壳用硬单体,50~200份的软单体,10~50份的功能单体,10~50份的环氧树脂,50~200份的去离子水,2~12份的乳化剂,充分搅拌,得壳预乳化液;
d)以重量份计,称取1~2份的过硫酸铵,10~40份的去离子水组成核引发剂;称取1~3份的过硫酸铵、50~150份的去离子水组成壳引发剂;
e)将核预乳化液和核引发剂滴加到反应釜中;将壳预乳化液和壳引发剂滴加到反应釜中;控制反应釜中的温度为85±2℃,保温1~4小时,降温至40±2℃后,调节乳液的pH至7~8,降温至室温,过滤出料,得到水性环氧改性丙烯酸酯乳液;
所述的功能单体甲基丙烯酸缩水甘油酯;
所述的环氧树脂为环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂NPEL-127、环氧树脂NPEL-128和环氧树脂P430中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,所述的消泡剂为迪高的tego-1488系列消泡剂或同襄鸿业的180系列消泡剂中的一种或多种;所述的流平剂为岳阳凯门的gressol L64系列流平剂中的一种或多种,或者是所述的流平剂为金团化学的金团-387,金团-125系列流平剂中的一种或多种;所述的成膜助剂为TEXANOL十二酯醇系列成膜助剂中的一种或多种;所述的表面活性剂为低泡沫的降低动态表面张力的表面活性剂,具体为美国气体Dynol 604系列、Dynol 607系列和Surfynol 465系列表面活性剂的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,所述水性色浆品牌为浙江纳美鲜丽特CA系列,科迪水性色浆SH系列,复顿水性色浆DIK系列中的一种或多种;所述的有机溶剂为丙二醇、丙三醇、二乙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和氮甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,壳预乳化液、核预乳化液和釜液中的乳化剂都为十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和DowFax2A-1中的一种或多种;壳预乳化液和核预乳化液中的硬单体都为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,所述的软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异辛酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨,其特征在于,将核预乳化液和核引发剂滴加到反应釜中是控制滴加时间在30-60min;将壳预乳化液和壳引发剂滴加到反应釜中是控制在温度83±2℃下,在2~3小时滴完;调节乳液的pH至7~8是用氨水调节。
7.权利要求1-3任意所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
1)按照原料配方称取去离子水和有机溶剂,低速搅拌;
2)按照原料配方称取水性环氧改性丙烯酸酯乳液、水性色浆、流平剂、消泡剂、表面活性剂和成膜助剂,高速搅拌,得到乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨。
8.根据权利要求7所述的乳液型水性塑料薄膜喷墨打印油墨的制备方法,其特征在于,所述的低速搅拌的转速为50~100r/min,时间为1~5min;所述的高速搅拌的转速为300~500r/min,时间为5~10min。
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