CN114316466A

CN114316466A - 一种喷墨打印用免涂层pvc材料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN114316466A
Application number: CN202111610172.7A
Authority: CN
Inventors: 马青赛; 朱山宝; 赵超; 万广柱
Original assignee: Suzhou Ocan Polymer Material Co ltd
Current assignee: Suzhou Ocan Polymer Material Co ltd
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2041-12-27
Also published as: CN114316466B

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印用免涂层PVC材料及其制备方法与应用，针对现有PVC板材在进行喷墨打印时，需要对板材表面进行涂层或覆膜处理吸收墨水，成本高，工艺复杂的问题，提供了以下技术方案，由下述重量份的原料制成：PVC树脂80～100份，开孔剂1～5份，热稳定剂3～7份，硅烷偶联剂0.5～3份，固色剂2～5份，DOTP1～2份，碳酸钙8～45份，脂肪酸酯0.1～0.6份，MBS2～10份，通过开孔剂吸收墨水，并通过固色剂络合墨水中的色料，实现能够在此种PVC材料制成的产品上直接打印图像。本发明的制备方法将各原料先热混再进行冷混，并静置熟化后进行挤出，制备方法简单，成本低，具有良好的实用性及经济价值。

Description

一种喷墨打印用免涂层PVC材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及PVC材料领域，更具体地说，它涉及一种喷墨打印用免涂层PVC材料及其制备方法与应用。

背景技术

喷墨打印机是将彩色液体油墨经喷嘴变成细小微粒喷到基材上，随着打印技术的快速发展。其打印作用原理为：墨水通过打印头的喷嘴转移到承印物上，其中的溶剂渗入到承印基材内部，随着溶剂的不断挥发，墨水中的连结料与色料固着在基材表面形成图像。

墨水打印应用领域得到不断的拓展，可以作为承应基材的材料也越来越多，PVC板材在近些年也成为了一大热门材料。然而直接在PVC板材表面喷墨打印，墨水不易附着于PVC板材的表面，容易造成墨水色料脱落、打印图案不清晰的问题。

当前的主流技术是在PVC片材表面做涂层处理，即采用涂层作为墨水的吸附层，但这样做增加了生产成本高，而且产品生产的工序流程较为复杂，而且产品再废弃后不可回收再利用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种喷墨打印用免涂层PVC材料及其制备方法与应用，具有由此种PVC材料制成的产品在进行喷墨打印时无需对PVC材料表面进行涂层或覆膜处理、制备方法简单、生产成本低、产品可回收再利用的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种喷墨打印用免涂层PVC材料，由下述重量份的原料制成：PVC树脂80～100份，开孔剂1～5份，热稳定剂3～7份，硅烷偶联剂0.5～3份，固色剂2～5份，DOTP1～2份，碳酸钙8～45份，脂肪酸酯0.1～0.6份，MBS2～10份。

采用上述技术方案，现有技术中PVC材料的物品在进行喷墨打印时，由于PVC材料表面难以附着足够量的墨水，需要对PVC材料的物品表面进行覆膜或者涂层处理，通过覆膜或者图层才能够吸收足量的墨水以达到喷墨打印的效果。这种PVC材料在制作成产品后，对这种产品进行喷墨打印时，墨水能够直接通过开孔剂渗入到材料内部，从材料本身实现对于墨水的吸附，由此在对这种材料制成的产品进行喷墨打印时，无需在产品表面进行覆膜或图层处理，能够大大简化生产过程，提高生产效率；同时由于减少了涂层或者覆膜的成本，也能够降低生产成本，提高经济效益；而且由于此种材料制成的产品表面不存在覆膜和涂层，使得这种材料制成的产品能够在回收后，直接破碎熔炼，回收保持原有打印性能的PVC材料，实现资源的循环利用和经济收益的最大化。通过添加固色剂，能够很好地络合墨水中的色料，使打印颜色的保持能够更加持久，保证此种材料制成的产品表面的打印图案能够在多种环境下保持颜色不变，由此能够提高此种材料制成的产品能够同时满足室内和室外的装饰要求，有助于提高耐用性和泛用性。

进一步，所述开孔剂包括十二烷基磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的一种或多种。

采用上述技术方案，此种配方的开孔剂作为一种固体表面活性剂，能够很好到均匀分散到PVC基材内部，实现吸附墨水的效果，同时此种配方的开孔剂低毒或无毒，使得由这种材料制成的产品不会对人体造成危害，有助于提高此种材料的安全性，同时此种配方的开孔剂的购买成本较低，能够进一步降低材料的生产成本，提高经济效益。

进一步，所述固色剂包括吡咯烷酮、氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶中的一种或多种。

采用上述技术方案，经实验数据测试研究，此种配方的固色剂与PVC基材的结合效果较好，能够很快地络合墨水中的色料，固色效果更好，且在固色完成后较难发生脱色，有助于进一步提升材料打印好图案色彩的保持时间。

进一步，所述热稳定剂包括钙锌稳定剂、钡锌稳定剂中的一种或多种。

采用上述技术方案，此种佩服的热稳定剂成本较低，且热稳定效果好，同时与PVC基材的结合度优良，能够大大提高热稳定性及表面光滑度，同时还兼具增韧和促进熔融作用，能够提高此种材料的塑化流动性。

一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、称量各原料在热混机中进行热混，再投入冷混机中进行冷混；

S2、将混合好的原料静置熟化；

S3、将混合好的原料投入到螺杆挤出机并挤出物料；

S4、冷却。

采用上述技术方案，制备方法的流程步骤较少，操作简单，便于推广，且所需要的生产设备较少且较为常规，能够减少前期的设备投入。采用热混配合冷混的双重混合方式，能够使原料的融合度更好，防止原料混合不均后对产品的治疗造成影响，同时通过热混还能去除原料中的水分，防止最终的产品内部带有气泡，影响产品的质量。采用静置熟化的工艺手段，有助于提高各种原料的融合度，同时还能提高原料的可塑性，便于后续流程的操作。

进一步，所述S1中热混的温度为90～120℃，冷混的温度为20～60℃。

采用上述技术方案，经实验数据研究，此种温度区间内的热混温度和冷混温度最适合原料的混合，由此得到的混合物料中各原料的融合度最好，有助于提高混合效率以及混合效果。

进一步，所述S2中原料的静置熟化的时间为5～10h。

采用上述技术方案，经实验数据研究，这种时间区间内原料的熟化效果最好，有助于防止熟化不够影响后续的生产和熟化过度带来的品质方面的降低，有助于提高熟化效率和熟化效果。

进一步，所述 S3中螺杆挤出机的螺杆转速为20～40r/min，口模连接器温度160～210℃，口模温度170～200℃。

采用上述技术方案，螺杆挤出机在此种转速区间下的搅拌熔炼效果最好，不会造成原料板结的情况，有助于进一步提高各种原料的融合度，口模连接器和口模在此种温度区间下最有利于熔融胶料的挤出，有助于提高产品的质量。

进一步，所述S4中采用冷风机进行冷却。

采用上述技术方案，有助于提高冷却效率，节省冷却时间，提高单位时间内此种材料的产量，便于快速打包材料入库，有助于进一步提高经济收益。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.能够直接在由此种PVC材料制成的物品表面直接喷墨打印图像，而无需进行涂层或覆膜处理，具有较高的经济效益和优良的实用性；

2.制备方法步骤少，操作方法简单，便于广泛推广与应用，具有较高的生产收益价值；

3.此种材料打印效果好，图像色彩能够保持很长的时间，能够应对室内外不同环境下的装饰需求。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

其中实施例1至2为制备一种喷墨打印用免涂层PVC材料，实施例3为一种喷墨打印用免涂层PVC材料在PVC板材的运用，实施例4-5为在实施例1的配方和制备方法的基础上分别去除开孔剂和固色剂的对比例，实施例6为实施例1、实施例4、实施例5的打印效果的效果例。

实施例1

一种喷墨打印用免涂层PVC材料，它由下列重量份的主要成分制成：100份PVC树脂，3份钙锌稳定剂，2份硅烷偶联剂，2份吡咯烷酮，2份DOTP，1份十二烷基磺酸钠，0.6份脂肪酸酯，5份MBS，25份碳酸钙。

制备方法如下：

S1、采用工业吊秤按照上述的重量份称量各原料，将原料投入热混机中，设定热混温度为95℃，热混时间为60min，启动热混机进行热混；热混结束后，将热混机中的混合物料转移到冷混机中，转移的时间控制在10～15min，设定冷混温度为50℃，冷混时间为25min，启动冷混机进行冷混；

S2、将混合好的物料转移放置入熟化室中，控制熟化温度为35℃，静止放置6h，使其进行熟化；

S3、将熟化好的物料送入螺杆挤出机中，控制螺杆转速为38r/min，口模连接器温度为170℃，口模温度为195℃，挤出获得喷墨打印用免涂层PVC材料；

S4、用冷风机冷却喷墨打印用免涂层PVC材料，使其降低到室温。

实施例2

一种喷墨打印用免涂层PVC材料，，它由下列重量份的主要成分制成：100份PVC树脂，4份钙锌稳定剂，2.5份吡咯烷酮，1份DOTP，1份硅烷偶联剂，1.5份十二烷基磺酸钠，3份吡咯烷酮，0.3份脂肪酸酯，3份MBS, 40份碳酸钙。

制备方法如下：

S1、采用工业吊秤按照上述的重量份称量各原料，将原料投入热混机中，设定热混温度为105℃，热混时间为45min，启动热混机进行热混；热混结束后，将热混机中的混合物料转移到冷混机中，转移的时间控制在25min，设定冷混温度为35℃，冷混时间为20min，启动冷混机进行冷混；

S2、将混合好的物料转移放置入熟化室中，控制熟化温度为20℃，静止放置6h，使其进行熟化；

S3、将熟化好的物料送入螺杆挤出机中，控制螺杆转速为30r/min，口模连接器温度为200℃，口模温度为180℃，挤出获得喷墨打印用免涂层PVC材料；

实施例3

一种喷墨打印用免涂层PVC材料在PVC板材上的应用，采用本发明中所公开的一种喷墨打印用免涂层PVC材料熔融挤出，通过模具成型喷墨打印用免涂层PVC板材，将这种喷墨打印用免涂层PVC板材放置在PVC板材用喷墨打印机上，采用弱溶剂墨水（ECO）作为打印墨水，墨水通过打印头的喷嘴转移到这种喷墨打印用免涂层PVC板材上，其中的溶剂通过开孔剂十二烷基磺酸钠渗入到这种喷墨打印用免涂层PVC板材内部，随着溶剂的不断挥发，墨水中的连结料与色料在固色剂吡咯烷酮的络合作用固着在这种喷墨打印用免涂层PVC板材表面形成图像，由此实现在这种喷墨打印用免涂层PVC板材打印图像。这种板材在进行ECO墨水打印时无需对板材表面进行涂层或者覆膜处理，操作简单，成像快，成像效果良好。

实施例4

一种PVC材料，它由下列重量份的主要成分制成：100份PVC树脂，3份钙锌稳定剂，2份硅烷偶联剂，2份吡咯烷酮，2份DOTP，0.6份脂肪酸酯，5份MBS，25份碳酸钙。

制备方法如下：

实施例5

一种PVC材料，它由下列重量份的主要成分制成：100份PVC树脂，3份钙锌稳定剂，2份硅烷偶联剂，2份DOTP，1份十二烷基磺酸钠，0.6份脂肪酸酯，5份MBS，25份碳酸钙。

制备方法如下：

实施例6

将实施例1、实施例4、实施例5中的材料分别制成厚度为2mm的板材，各取30份3X3cm规格的样品板材，放在同一喷墨打印机下打印相同的图像，得出结果如表1所述。

表1 实施例1、实施例4、实施例5的图像打印实验结果

名称	实施例1	实施例4	实施例5
				打印图像效果	图像清晰	图像模糊，墨水无法附着	图像清晰度不高
图像留存效果	擦拭不掉色	擦拭后墨水从板材表面脱离	擦拭后有掉色情况

由此可见，消除开孔剂后的板材无法直接在其表面进行图像打印，消除固色剂后打印的留色效果较差且图像清晰度不高，而按照本发明所公开的这种喷墨打印用免涂层PVC材料具有良好的图像打印效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种喷墨打印用免涂层PVC材料，其特征在于，由下述重量份的原料制成：PVC树脂80～100份，开孔剂1～5份，热稳定剂3～7份，硅烷偶联剂0.5～3份，固色剂2～5份，DOTP1～2份，碳酸钙8～45份，脂肪酸酯0.1～0.6份，MBS2～10份。

2.根据权利要求1所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料，其特征在于：所述开孔剂是十二烷基磺酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料，其特征在于：所述固色剂是吡咯烷酮、氯化十六烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料，其特征在于：所述热稳定剂是钙锌稳定剂、钡锌稳定剂中的一种或多种。

5.一种应用于权利要求1所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、将混合好的原料静置熟化；

S3、将混合好的原料投入到螺杆挤出机并挤出物料；

S4、冷却。

6.根据权利要求5所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，其特征在于：所述S1中热混的温度为90～120℃，冷混的温度为20～60℃。

7.根据权利要求5所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，其特征在于：所述S2中原料的静置熟化的时间为5～10h。

8.根据权利要求5所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，其特征在于：所述 S3中螺杆挤出机的螺杆转速为20～40r/min，口模连接器温度160～210℃，口模温度170～200℃。

9.根据权利要求5所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料的制备方法，其特征在于：所述S4中采用冷风机进行冷却。

10.一种如权利要求1所述的一种喷墨打印用免涂层PVC材料在PVC板材上的应用。