CN113337157A - 一种反光膜弱溶剂喷墨墨水及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反光膜弱溶剂喷墨墨水及其制备方法和应用，该墨水的原料按照重量份数包括：有机颜料2‑5份，分散剂1‑3份，氯醋树脂5‑20份，第一弱溶剂10‑60份，第二弱溶剂10‑30份，第三弱溶剂5‑20份，第四弱溶剂5‑20份。本发明制得的反光膜UV固化喷墨墨水具有优异的耐化学性和耐醇性，与反光膜底层的附着力高，制得的油墨层光泽度和透明度优异；同时，采用本发明制得的反光膜UV固化喷墨墨水进行数码喷绘制备反光膜，相比于传统做法能够减少库存，大大简化了图案施工，而且大大提升了产品的良率，从而降低了制造成本。

Description

一种反光膜弱溶剂喷墨墨水及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于反光膜领域，具体涉及一种反光膜弱溶剂喷墨墨水及其制备方法和应用。
背景技术
反光膜主要应用于交通道路标识牌、特种车辆车身反光贴、临时施工标牌、电力系统设备设施标识牌、交通设施标识标牌、停车场标识牌、防撞桶、路锥、反光胶带、反光衣等方面。
但传统反光标识标牌一般需要制版来实施刻字工艺，即把不同颜色的膜雕刻成所需图案、字体等，再多层贴合来实现图案表达，这种传统工艺存在材料利用率低，贴合效率极低，贴合精度把握困难，人工成本巨大，各层之间附着力耐候性不均等缺陷。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，具体采用以下的技术方案：
一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料按照重量份数包括：有机颜料2-5份，分散剂1-3份，氯醋树脂5-20份，第一弱溶剂10-60份，第二弱溶剂10-30份，第三弱溶剂5-20份，第四弱溶剂5-20份；
所述分散剂为带颜料亲和基团的可控聚合AB嵌段共聚物；所述第一弱溶剂为二乙二醇二乙醚或二乙二醇甲乙醚；所述第二弱溶剂为二乙二醇二甲醚或二丙二醇二甲醚；所述第三弱溶剂为丁内酯或己内酯；所述第四弱溶剂为四乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚醋酸酯和二丙二醇甲醚醋酸酯中的一种。
本发明采用氯醋树脂作为连接料，对颜料具有一定的润湿作用，从而起到助分散作用，喷印在反光膜上溶剂挥发后使得颜料被包裹在树脂中从而增加对颜料保护性，氯醋树脂中的羧基还能参与反光膜面层PMMA的交联反应使其合而为一从而提供对底材优异的附着力，氯醋树脂参与交联固化后，形成致密的交联网络，使得喷墨层有优异的耐化学性(耐硝酸、耐盐酸)和耐醇性。
本发明采用含颜料亲和基团的可控自由基聚合的丙烯酸共聚物作为分散剂，颜料亲和基团极易润湿有机颜料表面从而能够降低体系粘度并提供很好地分散性，这些亲颜料基团能牢固的锚定在颜料表面，使得有机颜料得以以基础粒子状态得到分散并稳定，分散剂上的另一嵌段共聚物可以起到互相排斥作用从而能使各个细小的颜料粒子之间产生空间位阻，这种距离能防止细小的颜料粒子之间再团聚，防止纳米色浆絮凝，使得获得的墨水具有低粘度、高展色性、透明度好的特点。
本发明采用的第一弱溶剂能够进一步降低墨水的粘度，采用的第二弱溶剂具有强溶解力的特点，能够溶解树脂并腐蚀部分反光膜底材，进而辅助树脂与反光膜底材进一步交联，增强附着力，采用的第三弱溶剂能够调节体系表面张力，使得墨水具有较高的表面张力，采用的第四弱溶剂能够调节体系干燥速度，降低制备过程中的体系的挥发速度。
优选的，所述分散剂为PX4310、PX4340、PX4700、PX4701、PX4730、PX4731和PX4732中的一种或两种。上述型号均购自德国BASF公司。
优选的，所述有机颜料为黄色有机颜料、橙色有机颜料、红色有机颜料、紫色有机颜料、蓝色有机颜料、绿色有机颜料、褐色有机颜料或黑色有机颜料。
优选的，所述黄色有机颜料为PY93或PY110；所述橙色有机颜料为PO61、PO64和PO71中的一种；所述红色有机颜料为PR254或PR264；所述紫色有机颜料为PR202、PR122、QAMAGENTA D4545和PV37 VIOLET D 5700中的一种；所述蓝色有机颜料为PB60、PB15:6、PB15:4和PB15:3中的一种或两种；所述绿色有机颜料为PG7；所述褐色有机颜料为PBr23；所述黑色有机颜料为NIPEX 160IQ、NIPEX 170IQ、NEROX505、NEROX2500、SPECIAL BLACK 550中的一种。上述均为商品型号，购自德国欧励隆公司。
优选的，所述氯醋树脂的玻璃化温Tg为75-90℃，酸值为5-8KOH/g，分子量为20000-29000，固含量大于99.5％。优选的，所述氯醋树脂为E15/45M、E15/48M、H15/45M中的一种。上述为商品型号，购自德国瓦克公司。
本发明还提供了一种上述墨水的制备方法，包括以下步骤：
将预混液A、预混液B、剩余弱溶剂混合，在8-10m/s的转速下搅拌20-30min，过滤即得所述墨水；
所述预混液A根据以下步骤得到：将弱溶剂A置于3-4m/s的转速下搅拌，同时加入所述氯醋树脂，加入完毕后将转速调整为11-13m/s，继续搅拌120-150min，得到所述预混液A；
所述预混液B根据以下步骤得到：将弱溶剂B与分散剂混合，在3-6m/s的转速下搅拌10-20min，然后在保持转速的情况下加入所述有机颜料，加入完毕后将转速调整为8-10m/s，继续搅拌30-60min，然后进行研磨，得到所述预混液B；
所述弱溶剂A和所述弱溶剂B分别为所述第一弱溶剂、所述第二弱溶剂、所述第三弱溶剂和所述第四弱溶剂中的一种，此外的为所述剩余弱溶剂。
其中，在制备预混液A和预混液B时，保持温度低于50℃；在制备预混液B时，研磨至D50粒径不大于180nm，研磨时建议采用0.2mm 95％钇稳定氧化锆珠进行双缸单循环研磨，即从A缸到B缸，再从B缸到A缸，研磨20-40遍，可采用深圳叁星立式、全陶瓷、涡轮、销钉、离心式、无筛网纳米研磨机(转子为95％氧化锆、定子为95％氧化锆、缸内壁碳化硅)。
在上述反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备过程中，先调节粘度、色浓度、表面张力，最后过滤得到反光膜弱溶剂喷墨墨水；建议采用杭州科百特的熔喷PP混合玻纤微孔过滤芯，进行5μm、3μm、1μm、0.5μm四级过滤，得到的反光膜弱溶剂喷墨墨水灌装入黑色不透光瓶中保存即可。
最终制得的反光膜UV固化喷墨墨水在25℃时布氏粘度为7-12mPa.s厘泊，表面张力为28-32mN/m达因，粒径D50小于等于180nm纳米。
上述反光膜弱溶剂喷墨墨水能够应用在反光膜喷绘中。采用本发明的反光膜弱溶剂喷墨墨水直接在白色反光膜上喷印的数码图案、然后再覆贴保护膜，从而实现一次成型，喷墨打印技术是将数字化的图案通过喷墨打印机打印在白色反光膜上的数字成像工艺，无需制版，无废料尾料，很好地克服了传统反光标识标牌制作过程中的痛点。
所述反光膜弱溶剂喷墨墨水用于反光膜喷绘中包括以下步骤：
将反光膜装载在UV喷绘设备上，所述反光膜弱溶剂喷墨墨水装入打印头中，然后在计算机上设置好需要输出的图案，将所述反光膜与所述打印头的距离设置为2-3mm，将所述图案发送给打印机，打印图案即可。
其中，可采用东芝CE4(解析度超过300×900dpi)的UV数码喷绘机作为UV喷绘设备，采用RIP锐普软件将计算机中的图案变换成喷绘机可识别的代码发送给打印机进行打印；喷绘时，打印头温度加热到15-38℃，采用300x900dpi 3/4/6pass加中羽化模式；最终发现打印出的成品没有飞墨、渗墨、洇墨、深浅道、Pass痕，画面锐利、鲜艳明亮，色彩饱和。
本发明的有益效果为：本发明制得的反光膜UV固化喷墨墨水具有优异的耐化学性和耐醇性，与反光膜底层的附着力高，制得的油墨层光泽度和透明度优异；同时，采用本发明制得的反光膜UV固化喷墨墨水进行数码喷绘制备反光膜，相比于传统做法能够减少库存，大大简化了图案施工，而且大大提升了产品的良率，从而降低了制造成本。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
以下实施例中，有机颜料均购自德国BASF公司；分散剂购自NPGD2PODA2；氯醋树脂购自德国瓦克公司；第一弱溶剂、第二弱溶剂、第四弱溶剂购自安徽立兴公司，第三弱溶剂购自南京瑞泽公司。
以下实施例中，均采用本发明所提出的反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备方法进行制备。
以下实施例中，采用以下性能测试方法对制得的墨水进行测试：
(1)油墨层光泽度评价，采用采用60°光泽度测试仪(GB/T9754)进行测定：G/好Good、P/合格Pass、N/不合格NG；
(2)油墨层色密度值测定，采用EYEONE校色仪进行颜色的色密度值测定：G/好Good、P/合格Pass、N/不合格NG；
(3)油墨层逆反射性评价，采用逆反射标志测试仪(GB/T18833-2012、JT/T612-2004)进行测定：P/合格Pass、N/不合格NG；
(4)油墨层附着力测定，采用1mm百格测试仪测定：P/合格Pass、N/不合格NG；
(5)柔韧性测定，打印后膜放-18℃冰箱120min后，拿出0T/180°对折后观察是否断裂：P/合格Pass、N/不合格NG。
实施例1：黄色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组黄色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表1所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表1
A1组 A2组 A3组
有机颜料 PY110(2) PY110(2) PY110(2)
分散剂 4310(1.5) 4732(1) 4732(1)
氯醋树脂 E15/45M(7) H15/45M(7) E15/45M(7)
第一弱溶剂 二乙二醇甲乙醚(54.5) 二乙二醇甲乙醚(55) 二乙二醇甲乙醚(42)
第二弱溶剂 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(25)
第三弱溶剂 丁内酯(15) 丁内酯(15) 丁内酯(15)
第四弱溶剂 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(8)
对制得的3组黄色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表2所示：
表2
A1组 A2组 A3组
光泽度 P P P
色密度 P P P
逆反射性 P P P
附着力 P P P
柔韧性 P P P
实施例2：橙色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组橙色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表3所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表3
A1组 A2组 A3组
有机颜料 071(2.2) 071(2.2) 071(2.2)
分散剂 4310(1.6) 4732(1) 4732(1)
氯醋树脂 E15/45M(7) H15/45M(7) E15/45M(7)
第一弱溶剂 二乙二醇甲乙醚(54.2) 二乙二醇甲乙醚(54.8) 二乙二醇甲乙醚(44.8)
第二弱溶剂 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(15)
第三弱溶剂 丁内酯(15) 丁内酯(15) 丁内酯(15)
第四弱溶剂 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(15)
对制得的3组橙色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表4所示：
表4
A1组 A2组 A3组
光泽度 P P P
色密度 P P P
逆反射性 P P P
附着力 P P P
柔韧性 P P P
实施例3：红色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组红色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表5所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表5
Figure BDA0003138296800000051
Figure BDA0003138296800000061
对制得的3组红色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表6所示：
表6
A1组 A2组 A3组
光泽度 P P P
色密度 P P P
逆反射性 P P P
附着力 P P P
柔韧性 P P P
实施例4：蓝色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组蓝色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表7所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表7
A1组 A2组 A3组
有机颜料 PB60(2.8) PB60(2.8) PB60(2.8)
分散剂 4310(1.6) 4732(1.3) 4732(1.3)
氯醋树脂 E15/45M(7) H15/45M(7) E15/45M(7)
第一弱溶剂 二乙二醇甲乙醚(53.6) 二乙二醇甲乙醚(53.9) 二乙二醇甲乙醚(43.9)
第二弱溶剂 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(15)
第三弱溶剂 丁内酯(15) 丁内酯(15) 丁内酯(15)
第四弱溶剂 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(15)
对制得的3组蓝色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表8所示：
表8
Figure BDA0003138296800000062
Figure BDA0003138296800000071
实施例5：绿色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组绿色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表9所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表9
A1组 A2组 A3组
有机颜料 PG7(2.8) PG7(2.8) PG7(2.8)
分散剂 4310(1.6) 4732(1.3) 4732(1.3)
氯醋树脂 E15/45M(7) H15/45M(7) E15/45M(7)
第一弱溶剂 二乙二醇甲乙醚(53.6) 二乙二醇甲乙醚(53.9) 二乙二醇甲乙醚(48.9)
第二弱溶剂 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10)
第三弱溶剂 丁内酯(15) 丁内酯(15) 丁内酯(15)
第四弱溶剂 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(15)
对制得的3组绿色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表10所示：
表10
A1组 A2组 A3组
光泽度 P P P
色密度 P P P
逆反射性 P P P
附着力 P P P
柔韧性 P P P
实施例6：棕色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组棕色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表11所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表11
Figure BDA0003138296800000072
Figure BDA0003138296800000081
对制得的3组棕色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表12所示：
表12
A1组 A2组 A3组
光泽度 P P P
色密度 P P P
逆反射性 P P P
附着力 P P P
柔韧性 P P P
实施例7：黑色反光膜弱溶剂喷墨墨水的制备
制备3组黑色反光膜弱溶剂喷墨墨水，其原料如表13所示，表中括号内的数据均为质量份数。
表13
A1组 A2组 A3组
有机颜料 BK7(3) BK7(3) BK7(3)
分散剂 4310(1.6) 4732(1.3) 4732(1.3)
氯醋树脂 E15/45M(7) H15/45M(7) E15/45M(7)
第一弱溶剂 二乙二醇甲乙醚(53.4) 二乙二醇甲乙醚(53.7) 二乙二醇甲乙醚(40.7)
第二弱溶剂 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(10) 二丙二醇二甲醚(25)
第三弱溶剂 丁内酯(15) 丁内酯(15) 丁内酯(15)
第四弱溶剂 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(10) 四乙二醇二甲醚(8)
对制得的3组黑色反光膜弱溶剂喷墨墨水进行性能检测，其结果如表14所示：
表14
Figure BDA0003138296800000082
Figure BDA0003138296800000091
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，其原料按照重量份数包括：有机颜料2-5份，分散剂1-3份，氯醋树脂5-20份，第一弱溶剂10-60份，第二弱溶剂10-30份，第三弱溶剂5-20份，第四弱溶剂5-20份；
所述分散剂为带颜料亲和基团的可控聚合AB嵌段共聚物；所述第一弱溶剂为二乙二醇二乙醚或二乙二醇甲乙醚；所述第二弱溶剂为二乙二醇二甲醚或二丙二醇二甲醚；所述第三弱溶剂为丁内酯或己内酯；所述第四弱溶剂为四乙二醇二甲醚、二乙二醇乙醚醋酸酯和二丙二醇甲醚醋酸酯中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，所述分散剂为PX4310、PX4340、PX4700、PX4701、PX4730、PX4731和PX4732中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，所述有机颜料为黄色有机颜料、橙色有机颜料、红色有机颜料、紫色有机颜料、蓝色有机颜料、绿色有机颜料、褐色有机颜料或黑色有机颜料。
4.根据权利要求3所述的一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，所述黄色有机颜料为PY93或PY110；所述橙色有机颜料为P061、P064和P071中的一种；所述红色有机颜料为PR254或PR264；所述紫色有机颜料为PR202、PR122、QA MAGENTA D4545和PV37中的一种；所述蓝色有机颜料为PB60、PB15:6、PB15:4和PB15:3中的一种或两种；所述绿色有机颜料为PG7；所述褐色有机颜料为PBr23；所述黑色有机颜料为BK7。
5.根据权利要求1所述的一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，所述氯醋树脂的玻璃化温Tg为75-90℃，酸值为5-8KOH/g，分子量为20000-29000，固含量大于99.5％。
6.根据权利要求5所述的一种反光膜弱溶剂喷墨墨水，其特征在于，所述氯醋树脂为E15/45M、E15/48M、H15/45M中的一种。
7.一种用于权利要求1至6任一项所述的墨水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将预混液A、预混液B、剩余弱溶剂混合，在8-10m/s的转速下搅拌20-30min，过滤即得所述墨水；
所述预混液A根据以下步骤得到：将弱溶剂A置于3-4m/s的转速下搅拌，同时加入所述氯醋树脂，加入完毕后将转速调整为11-13m/s，继续搅拌120-150min，得到所述预混液A；
所述预混液B根据以下步骤得到：将弱溶剂B与分散剂混合，在3-6m/s的转速下搅拌10-20min，然后在保持转速的情况下加入所述有机颜料，加入完毕后将转速调整为8-10m/s，继续搅拌30-60min，然后进行研磨，得到所述预混液B；
所述弱溶剂A和所述弱溶剂B分别为所述第一弱溶剂、所述第二弱溶剂、所述第三弱溶剂和所述第四弱溶剂中的一种，此外的为所述剩余弱溶剂。
8.权利要求1至6任一项所述的反光膜弱溶剂喷墨墨水在反光膜喷绘中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述反光膜弱溶剂喷墨墨水用于反光膜喷绘中包括以下步骤：
将反光膜装载在UV喷绘设备上，所述反光膜弱溶剂喷墨墨水装入打印头中，然后在计算机上设置好需要输出的图案，将所述反光膜与所述打印头的距离设置为2-3mm，将所述图案发送给打印机，打印图案即可。
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