本發(fā)明屬于弱溶劑油墨領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于打印機(jī)的弱溶劑墨。

背景技術(shù)：

弱溶劑油墨具有無毒、環(huán)保、健康等特點(diǎn)，近年來應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，在一些家具、辦公場所、兒童玩具等的裝飾方面，由于零VOC的排放，深受使用者的青睞，目前市場占有量越來越大。

現(xiàn)有技術(shù)一般就是將水溶性樹脂、顏料、助劑和溶劑等進(jìn)行簡單混合，經(jīng)過高速分散劑或者研磨機(jī)首先制備成色漿，然后根據(jù)不同的配方，將色漿、助劑和溶劑攪拌均勻，調(diào)整粘度和pH值等，待合格后過濾得到弱溶劑油墨產(chǎn)品。然而由于樹脂性能的差異往往會(huì)影響油墨的印刷適應(yīng)性和品質(zhì)，因此篩選合適的樹脂并調(diào)整其最佳用量成為制備弱溶劑油墨關(guān)鍵而復(fù)雜的工序。

現(xiàn)有技術(shù)中的弱溶劑油墨存在著以下一些問題：

1)易受溫度的影響，干燥速度較慢，影響到了柔印、凹印等印刷方式的印刷速度；

2)油墨的飽和度以及乳化、流化性、耐老化性能較低，極大的影響了印刷品的質(zhì)量；

3)目前弱溶劑油墨受到水的影響比較大，抗弱溶劑能力有待進(jìn)一步提高；

4)光澤度較低，極大的限制了弱溶劑油墨在高光澤度印刷品上的應(yīng)用；

5)易造成紙張收縮，導(dǎo)致印刷過程中紙張變形，影響印刷品質(zhì)量。

上述這些問題，都不同程度上影響了弱溶劑油墨在行業(yè)里的使用及推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的弱溶劑墨存在的上述不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種打印機(jī)弱溶劑墨的制備方法，其可以獲得印刷效果和質(zhì)量好的打印機(jī)弱溶劑墨。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種打印機(jī)弱溶劑墨的制備方法，包括以下步驟：

1)二氧化硅表面改性：將二氧化硅由改性劑經(jīng)濕法改性，從而在二氧化硅顆粒表面引入雙鍵，以獲得改性的二氧化硅；

2)樹脂合成步驟：將所述改性的二氧化硅和丙烯酸酯類單體在超聲波的震蕩下分散在溶劑中從而形成混合物；將所述混合物的溫度升高至60-80℃，然后在滴加引發(fā)劑溶液的同時(shí)，聚合反應(yīng)開始；所述聚合反應(yīng)結(jié)束后，得到所述二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液；相對(duì)于復(fù)合物分散液的總質(zhì)量，改性的二氧化硅為1-5％，丙烯酸酯類單體5-20％，甲基丙烯酸酯類單體5-20％，丙烯酸1-5％，引發(fā)劑1-5％，溶劑為45-70％；

3)墨形成步驟：將所述復(fù)合物分散液、顏料和添加劑研磨、過濾，從而得到產(chǎn)物；相對(duì)于墨的總質(zhì)量，復(fù)合物分散液為20-50％，顏料10-40％，添加劑為5-20％，溶劑為20-70％，主要用來調(diào)節(jié)墨的粘度。

所述步驟1)中的改性劑為含雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯中的一種。

所述步驟1)中的改性劑，相對(duì)于二氧化硅的量，所述改性劑的百分比為1-10質(zhì)量％。

所述步驟2)中的溶劑為正丁醇和/或異丁醇與水的混合物，其中正丁醇和/或異丁醇與水的比例為2:1至4:1。

所述步驟2)中的引發(fā)劑溶液是將引發(fā)劑溶于正丁醇中。

所述步驟3)中的添加劑為分散劑、消泡劑、流平劑、pH調(diào)節(jié)劑、表面活性劑。

所述步驟3)中的溶劑，和步驟2)中的溶劑相同。

發(fā)明的效果

本發(fā)明提供一種打印機(jī)弱溶劑墨的制備方法，由于將納米二氧化硅經(jīng)表面雙鍵改性后直接聚合到樹脂中，可以獲得溫度穩(wěn)定性高和光澤度好的弱溶劑墨水，區(qū)別在于復(fù)合物分散液中以化學(xué)接枝的方法將二氧化硅納米顆粒聚合到樹脂中，打印到基材上后，由于納米二氧化硅的固定作用，印刷層的應(yīng)力收縮減弱，印刷效果和印刷質(zhì)量好，。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例作詳細(xì)說明如下。

下文中，具體地描述本發(fā)明。

本發(fā)明的一種打印機(jī)弱溶劑墨的制備方法，包括二氧化硅表面改性、樹脂合成和墨的形成三個(gè)步驟，下面對(duì)各個(gè)步驟進(jìn)行說明。

本發(fā)明中對(duì)二氧化硅的表面改性主要是在其表面引入不飽和雙鍵，由于二氧化硅表面含有大量的羥基，因此易于實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硅表面引入不飽和雙鍵。本發(fā)明中的改性劑為含雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑、丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯中的一種，其中相對(duì)于二氧化硅的量，所述改性劑的百分比為5-50質(zhì)量％，從改性劑成本和改性效率考慮，更優(yōu)選10-40質(zhì)量％。

本發(fā)明的樹脂合成，是將不飽和雙鍵改性的二氧化硅和丙烯酸酯類單體與溶劑超聲分散 均勻形成混合物，將所述混合物的溫度升高，然后在滴加引發(fā)劑溶液的同時(shí)，聚合反應(yīng)開始；所述聚合反應(yīng)結(jié)束后，得到所述二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液。相對(duì)于復(fù)合物分散液的總質(zhì)量，改性的二氧化硅為1-5％，丙烯酸酯類單體5-20％，甲基丙烯酸酯類單體5-20％，丙烯酸1-5％，引發(fā)劑1-5％，溶劑為50-80％；所述的甲基丙烯酸酯類單體可以是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種；所述的丙烯酸酯類單體可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種，優(yōu)選丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種。為了使所合成樹脂具有水溶性，優(yōu)選含親水基團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯類單體，如甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸縮水甘油酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸縮水甘油酯等。

本發(fā)明的樹脂合成，所述的引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑或過氧化物類引發(fā)劑，偶氮類引發(fā)劑的實(shí)例包括偶氮二異丁腈，偶氮二異庚腈；過氧化物類引發(fā)劑的具體實(shí)例包括：過氧化苯甲酰，過氧化異丙苯，過硫酸銨，過硫酸鉀，過氧化苯甲酰叔丁酯，過氧化甲乙酮，從合適的聚合溫度和高的引發(fā)效率考慮，優(yōu)選偶氮二異丁腈。

本發(fā)明的樹脂合成，所述的溶劑為水可互溶性弱溶劑，具體的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、一縮二乙二醇、二乙二醇乙醚乙醚、丙二醇甲醚中的一種或者幾種，從溶劑的揮發(fā)速度和與水互溶特性上，優(yōu)選正丁醇或異丁醇，其中正丁醇或異丁醇和水的比例為2:1至4:1。

本發(fā)明的墨的形成，將所述復(fù)合物分散液、顏料和添加劑研磨、過濾，從而得到產(chǎn)物，相對(duì)于墨的總質(zhì)量，復(fù)合物分散液為20-50％，顏料10-40％，添加劑為5-20％，溶劑為20-70％，主要用來調(diào)節(jié)墨的粘度。

本發(fā)明的墨的形成，所述的顏料為可水分散的顏料，包括水可分散的紅色顏料，水可分散的藍(lán)色顏料，水可分散的黃色顏料，水可分散的黑色顏料。

本發(fā)明的墨的形成，所述的添加劑為分散劑、消泡劑、流平劑、pH調(diào)節(jié)劑、表面活性劑。分散劑的作用主要是能夠潤濕顏料，使得顏料在溶劑中有良好的分散效果，防止顏料的團(tuán)聚和絮凝；由于加入了水，會(huì)產(chǎn)生泡沫，因此在弱溶劑墨中加入消泡劑可防止增加墨的打印流暢性，降低由于氣泡的破裂造成的墨的缺陷；流平劑是為了增加弱溶劑墨的噴墨打印流動(dòng)性，賦予弱溶劑墨良好的流平性，使得最終打印涂膜豐滿有光澤；pH調(diào)節(jié)劑是為了調(diào)節(jié)弱溶劑墨 的pH值控制在8-10左右，防止打印機(jī)噴頭在酸性環(huán)境下的腐蝕。上述各添加劑的作用和常規(guī)使用組分均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。

下面結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

按一種打印機(jī)紅色弱溶劑墨水的制備為例，配方如下：

不飽和雙鍵改性納米二氧化硅：1g

甲基丙烯酸羥乙酯：7g

甲基丙烯酸甲酯：10g

丙烯酸：2g

丙烯酸丁酯：8g

正丁醇/水：56/14g

偶氮二異丁腈：2g

其中不飽和雙鍵改性納米二氧化硅是通過將二氧化硅納米粒子加入到50mL甲苯中，加入0.4g甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，超聲分散得到均勻的二氧化硅分散液，然后在80℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)，冷卻出料，經(jīng)離心洗滌得到。

然后將配方中的各組分加入到正丁醇和水的混合溶劑中，超聲將不飽和雙鍵改性的納米二氧化硅分散均勻，然后升溫至65℃開始反應(yīng)，聚合反應(yīng)結(jié)束后，得到二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液。

墨形成步驟，將10g紅色顏料分散在35g二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液，加入2gBYK104-P分散劑、2gBYK-012消泡劑、1g德謙835流平劑和5g乙醇胺調(diào)節(jié)pH，然后攪拌進(jìn)行預(yù)分散約30分鐘，之后轉(zhuǎn)移到球磨機(jī)中，加入45g溶劑(正丁醇：水＝4:1重量比)，球磨4小時(shí)出料，過濾，得到紅色弱溶劑打印墨水，所得墨的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例2

不飽和雙鍵改性納米二氧化硅：5g

甲基丙烯酸羥乙酯：10g

甲基丙烯酸縮水甘油酯：10g

丙烯酸：5g

丙烯酸縮水甘油酯：20g

正丁醇/水：36/9g

偶氮二異丁腈：5g

其中不飽和雙鍵改性納米二氧化硅是通過將二氧化硅納米粒子加入到50mL二氯甲烷中， 加入1ml三乙胺，加入2g甲基丙烯酰氯，超聲分散得到均勻的二氧化硅分散液，然后在室溫下攪拌反應(yīng)12小時(shí)，出料，經(jīng)離心洗滌得到。

然后將配方中的各組分加入到正丁醇和水的混合溶劑中，超聲將不飽和雙鍵改性的納米二氧化硅分散均勻，然后升溫至65℃開始反應(yīng)，聚合反應(yīng)結(jié)束后，得到二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液。

墨形成步驟，將40g紅色顏料分散在20g二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液，加入2gBYK104-P分散劑、5gBYK-012消泡劑、1g德謙835流平劑和2g乙醇胺調(diào)節(jié)pH，然后攪拌進(jìn)行預(yù)分散約30分鐘，之后轉(zhuǎn)移到球磨機(jī)中，加入30g溶劑(正丁醇：水＝2:1重量比)，球磨4小時(shí)出料，過濾，得到紅色弱溶劑打印墨水，所得墨的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例3

不飽和雙鍵改性納米二氧化硅：5g

甲基丙烯酸甲酯：5g

甲基丙烯酸縮水甘油酯：5g

丙烯酸：3g

丙烯酸丁酯：10g

丙烯酸縮水甘油酯：10g

正丁醇/水：45/15g

偶氮二異丁腈：2g

其中不飽和雙鍵改性納米二氧化硅是通過將二氧化硅納米粒子加入到50mL甲苯中，加入0.5g甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，超聲分散得到均勻的二氧化硅分散液，然后在80℃下攪拌反應(yīng)4小時(shí)，冷卻出料，經(jīng)離心洗滌得到。

然后將配方中的各組分加入到正丁醇和水的混合溶劑中，超聲將不飽和雙鍵改性的納米二氧化硅分散均勻，然后升溫至65℃開始反應(yīng)，聚合反應(yīng)結(jié)束后，得到二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液。

墨形成步驟，將25g紅色顏料分散在35g二氧化硅與丙烯酸酯類聚合物的復(fù)合物分散液，加入2gBYK104-P分散劑、2gBYK-012消泡劑、1g德謙835流平劑和3g乙醇胺調(diào)節(jié)pH，然后攪拌進(jìn)行預(yù)分散約30分鐘，之后轉(zhuǎn)移到球磨機(jī)中，加入32g溶劑(正丁醇：水＝3:1重量比)，球磨4小時(shí)出料，過濾，得到紅色弱溶劑打印墨水，所得墨的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

實(shí)施例4

作為對(duì)比，將實(shí)施例1中的納米二氧化硅去除，其余組分和實(shí)施例完全相同。

表1打印墨技術(shù)指標(biāo)表。