一种Inkjet-LED固化数码打印墨水及其制备方法与流程

一种inkjet-led固化数码打印墨水及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及油墨技术领域，更具体地，本发明涉及一种inkjet-led固化数码打印墨水及其制备方法。


背景技术：

2.目前铝易拉罐印刷领域，主要使用水性凸版胶印油墨，随着数码打印制罐技术革新及个性化定制铝易拉罐市场的兴起，国内铝易拉罐制罐企业纷纷加装数码打印设备，然而目前铝易拉罐专用数码打印墨水依赖进口，国内制罐企业的数码打印铝易拉罐也都是采购国外的墨水，研发出铝易拉罐用inkjet-led固化数码打印墨水，也是将铝易拉罐专用数码打印墨水依赖进口的格局打破，实现其国产化。另外，在使用过程中发现采购的国外墨水的细度不太稳定，经常因为细度问题堵塞打印设备，导致经常需要停机维修，使得印刷效率下降，且停顿维修导致图文印刷出现重影、图文模糊等不好的版面效果。
3.中国专利201811556246.1提供了一种种金属表面led固化印刷油墨主体树脂，包括环氧大豆油改性水性聚氨酯、助剂、去离子水、无水乙醇、颜料、水性光油、月桂醇聚醚硫酸酯钠等，然而其要么存在加入颜料等后的使用过程中出现打印墨水堵塞的问题，要么印刷颜色无法达到要求。
4.因此研发出细度极佳的铝易拉罐用inkjet-led固化数码打印墨水，提高打印流畅度，提升打印效率，完美呈现打印效果迫在眉睫。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料包括50-80份聚酯丙烯酸树脂、5-15份两官能度丙烯酸酯单体、5-15份单官能度丙烯酸酯单体、5-20份光引发剂、5-15份纳米色浆、0-3份助剂。
6.在一种实施方式中，一种inkjet-led固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料包括75份聚酯丙烯酸树脂、10份两官能度丙烯酸酯单体、10份单官能度丙烯酸酯单体、15份光引发剂、10份纳米色浆、3份助剂。
7.在一种实施方式中，所述聚酯丙烯酸树脂在25℃的粘度为40-500cps。
8.优选的，所述聚酯丙烯酸树脂的酸值小于等于5mg koh/g。
9.优选的，所述聚酯丙烯酸树脂包括在25℃的粘度为40-60cps的聚酯丙烯酸树脂a和在25℃的粘度为300-450cps的聚酯丙烯酸树脂b。
10.优选的，所述聚酯丙烯酸树脂a和聚酯丙烯酸树脂b的重量比为(1.2-2.6)：1，更优选的，所述聚酯丙烯酸树脂a和聚酯丙烯酸树脂b的重量比为2.2:1。
11.本技术中聚酯丙烯酸树脂a牌号为r3201，购自绿联(济宁)化学科技有限公司，所述聚酯丙烯酸树脂b牌号为js－230，购自湖南省金海科技有限公司。
12.优选的，所述两官能度丙烯酸酯单体选自二丙二醇二丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯中一种或多种。
13.优选的，所述两官能度丙烯酸酯单体为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯，重量比为1：(0.5-1.5)，更优选的，所述聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯的重量比为1:1。
14.优选的，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为4-14，更优选的，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为9。
15.本技术中聚合度为9的聚乙二醇二丙烯酸酯购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(peg400da)cm2216。
16.本技术中1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(chdmda)cm2201。
17.优选的，所述单官能度丙烯酸酯单体选自异癸基丙烯酸酯、异十三烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中一种或多种。
18.更优选的，所述单官能度丙烯酸酯单体为异癸基丙烯酸酯，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(ida)cm2112。
19.本技术中使用重量比为2.2:1的聚酯丙烯酸树脂a和聚酯丙烯酸树脂b，且聚酯丙烯酸树脂a粘度为40-60cps，聚酯丙烯酸树脂b的粘度为300-450cps，对铝易拉罐的润湿性好，固化速度快，粘度低，且柔韧性好，能促进和底材间的附着力。结合本技术中两官能度丙烯酸酯单体，和单官丙烯酸酯单体的混合，在光引发剂的作用下，光固化时能快速进行聚合反应，具有柔韧性佳、附着力好的特点。
20.此外，聚酯丙烯酸树脂和两官能度丙烯酸酯单体、单官能度丙烯酸酯单体均为低粘度水平，一般情况下，低粘度的原料使得整体体系的粘度在一个较低的水平，在体系中添加颜料后，储存的过程中，体系不稳定，极其容易导致墨水的细度不稳定，使用时出现堵塞打印设备的问题，然而本技术中使用聚酯丙烯酸树脂a和聚酯丙烯酸树脂b，同时两官能度丙烯酸酯单体包括聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯，并控制聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度时，反而未出现体系的细度不稳定问题，可能是因为此时不同长度的分子链之间形成一定的空间，不仅避免了各个分子链聚集纠缠，同时增大了色浆分子间的距离，使得各个分子只能在一定范围的空间内移动，构成一个稳定体系。
21.本技术中光引发剂不作特别限定，本领域技术人员可作常规选择，优选的，所述光引发剂为led光源对应吸收光谱的光引发剂，具体为led光源对应吸收光谱的光引发剂(2,4,6-三甲基)苯甲酰基二苯基氧化膦，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，4,4'-双(二乙氨基)苯甲酮等。
22.在一种实施方式中，本技术中所述纳米色浆选自uw253、uw255、uw259、uw8002、ub054、ur275、ur236、ur988、ur235、ur038中一种或多种。
23.本技术中助剂的种类本领域技术人员可作常规选择，例如润湿剂、消泡剂等。
24.优选的，所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，可降低漆膜表面张力，改善润湿性，消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，具有优异的消泡能力。
25.本发明第二个方面提供了一种所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法，包括：
26.步骤1，按顺序将聚酯丙烯酸树脂，纳米色浆，2/3重量的两官能度丙烯酸酯单体和单官能度丙烯酸酯单体加入投料缸中，在搅拌机的快速档搅拌下，混合好物料；
27.步骤2，将助剂缓慢加入到步骤1的已搅拌均匀好物料的投料缸中，使助剂和之前的物料充分均匀地溶合好；
28.步骤3，用剩下的单体溶解好光引发剂，在低速搅拌下，所有物料加完后，把搅拌机开到快速档，继续搅拌半个小时即可。
29.本发明在制备的过程中保证全程避光。
30.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
31.本发明提供的inkjet-led固化数码打印墨水底涂于易拉罐底涂上具有较好的附着力，良好的加工性，同时颜色饱满，且解决了使用时打印墨水细度稳定，无堵塞打印设备的问题。
具体实施方式
32.以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
33.实施例1
34.本发明的实施例1提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料如下：
35.50份聚酯丙烯酸树脂、5份两官能度丙烯酸酯单体、5份单官能度丙烯酸酯单体、5份光引发剂、5份纳米色浆、1份助剂。
36.所述聚酯丙烯酸树脂为在25℃的粘度为40-60cps的聚酯丙烯酸树脂a和在25℃的粘度为300-450cps的聚酯丙烯酸树脂b的混合，重量比为1.2:1，聚酯丙烯酸树脂a牌号为r3201，购自绿联(济宁)化学科技有限公司，所述聚酯丙烯酸树脂b牌号为js－230，购自湖南省金海科技有限公司。
37.所述两官能度丙烯酸酯单体为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯的混合，重量比为1:0.5，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为9，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(peg400da)cm2216。1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(chdmda)cm2201。
38.所述单官能度丙烯酸酯单体为异癸基丙烯酸酯，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(ida)cm2112。
39.所述光引发剂为(2,4,6-三甲基)苯甲酰基二苯基氧化膦。
40.所述纳米色浆为uw253，购自上海外电国际贸易有限公司。
41.所述助剂为润湿剂和消泡剂，重量比为1.2:1，润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，牌号为byk-3455；消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，牌号为el-2603，购自东莞市易立安化工科技有限公司。
42.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法，如下：
43.步骤1，按顺序将聚酯丙烯酸树脂，纳米色浆，2/3重量的两官能度丙烯酸酯单体和单官能度丙烯酸酯单体加入投料缸中，在搅拌机的快速档搅拌下，混合好物料；
44.步骤2，将助剂缓慢加入到步骤1的已搅拌均匀好物料的投料缸中，使助剂和之前的物料充分均匀地溶合好；
45.步骤3，用剩下的单体溶解好光引发剂，在低速搅拌下，所有物料加完后，把搅拌机开到快速档，继续搅拌半个小时即可。
46.实施例2
47.本发明的实施例2提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料如下：
48.80份聚酯丙烯酸树脂、15份两官能度丙烯酸酯单体、15份单官能度丙烯酸酯单体、20份光引发剂、15份纳米色浆、3份助剂。
49.所述聚酯丙烯酸树脂为在25℃的粘度为40-60cps的聚酯丙烯酸树脂a和在25℃的粘度为300-450cps的聚酯丙烯酸树脂b的混合，重量比为2.6:1，聚酯丙烯酸树脂a牌号为r3201，购自绿联(济宁)化学科技有限公司，所述聚酯丙烯酸树脂b牌号为js－230，购自湖南省金海科技有限公司。
50.所述两官能度丙烯酸酯单体为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯的混合，重量比为1:1.5，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为9，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(peg400da)cm2216。1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(chdmda)cm2201。
51.所述单官能度丙烯酸酯单体为异癸基丙烯酸酯，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(ida)cm2112。
52.所述光引发剂为(2,4,6-三甲基)苯甲酰基二苯基氧化膦。
53.所述纳米色浆为uw253，购自上海外电国际贸易有限公司。
54.所述助剂为润湿剂和消泡剂，重量比为1.2:1，润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，牌号为byk-3455；消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，牌号为el-2603，购自东莞市易立安化工科技有限公司。
55.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
56.实施例3
57.本发明的实施例3提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料如下：
58.75份聚酯丙烯酸树脂、10份两官能度丙烯酸酯单体、10份单官能度丙烯酸酯单体、15份光引发剂、10份纳米色浆、3份助剂。
59.所述聚酯丙烯酸树脂为在25℃的粘度为40-60cps的聚酯丙烯酸树脂a和在25℃的粘度为300-450cps的聚酯丙烯酸树脂b的混合，重量比为2.2:1，聚酯丙烯酸树脂a牌号为r3201，购自绿联(济宁)化学科技有限公司，所述聚酯丙烯酸树脂b牌号为js－230，购自湖南省金海科技有限公司。
60.所述两官能度丙烯酸酯单体为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯的混合，重量比为1:1，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为9，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(peg400da)cm2216。1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(chdmda)cm2201。
61.所述单官能度丙烯酸酯单体为异癸基丙烯酸酯，购自广东汇泉联骏化学工业有限公司，牌号为(ida)cm2112。
62.所述光引发剂为(2,4,6-三甲基)苯甲酰基二苯基氧化膦。
63.所述纳米色浆为uw253，购自上海外电国际贸易有限公司。
64.所述助剂为润湿剂和消泡剂，重量比为1.2:1，润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧
烷，牌号为byk-3455；消泡剂为破泡聚合物和聚硅氧烷溶液，牌号为el-2603，购自东莞市易立安化工科技有限公司。
65.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
66.实施例4
67.本发明的实施例4提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，具体同实施例3，不同之处在于，聚酯丙烯酸树脂替换为水性聚氨酯树脂，型号为f0402，购自济宁棠邑化工有限公司。
68.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1，不同之处在于，聚酯丙烯酸树脂替换为水性聚氨酯树脂。
69.实施例5
70.本发明的实施例5提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，具体同实施例3，不同之处在于，聚酯丙烯酸树脂a替换为型号为ebecryl 450的聚酯丙烯酸酯。
71.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
72.实施例6
73.本发明的实施例6提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，具体同实施例3，不同之处在于，两官能度丙烯酸酯单体中无聚乙二醇二丙烯酸酯。
74.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
75.实施例7
76.本发明的实施例7提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，具体同实施例3，不同之处在于，1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯替换为二丙二醇二丙烯酸酯。
77.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
78.实施例8
79.本发明的实施例8提供了一种inkjet-led固化数码打印墨水，具体同实施例3，不同之处在于，异癸基丙烯酸酯替换为异十三烷基丙烯酸酯。
80.所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法同实施例1。
81.性能评估
82.分别对实施例1-8的数码打印墨水进行如下测试，测试结果见表1。
83.表1
[0084][0085][0086]
其中，稳定性测试如下：
[0087]
取容量约250ml的空罐，放入约200ml的漆品于罐中，其中第一组样品，放入40℃或要求温度的恒温烤箱中，放置时间依据实际需要，第二组样品置于室温中，放置时间依据实际需要，第三组样品置于冰箱冷冻中(温度约为零下18-20℃)，放置时间依据实际需要，刚开始一个礼拜测试一次，连续测试四次后，改为一个月一次，实验时观察漆品外表是否改变，如混浊，沉淀，分离，颜色等，并记录粘度变化。
[0088]
注意事项：
[0089]
a放入恒温烤箱之试品罐之盖子必须用铁钉穿孔后，贴上胶布，避免爆罐现象
[0090]
b稳定性时间可根据实际情况作调整
[0091]
判断标准：两个月后，冷热条件放置后的漆品性能同常温下放置的漆品性能接近，即为稳定性好，否则记为差。
[0092]
附着力实验测试如下：
[0093]
1、将合格试验片放置在样片上，用刀片每隔1mm各割划纵横垂直之11条平行线，使漆膜于1cm2之中能割划成10个等大方格
[0094]
2、用3m-600胶带贴于试验区域，然后一次性连续快速地撕下
[0095]
注意事项：
[0096]
1、保持美工刀之刀尖对漆膜板面成35-45度角并贯通涂膜，等速连续切割
[0097]
2、透明胶布和漆膜之间不得有残留空气
[0098]
判断标准：
[0099]
一级：漆膜没有掉落
[0100]
二级：掉落1-5％左右面积
[0101]
三级：掉落5-20％左右面积
[0102]
四级：掉落20-50％左右面积
[0103]
五级：掉落50-100％左右面积
[0104]
墨水l值的测试方法如下：
[0105]
(1)制作20x40cm的样板。
[0106]
(2)用色差仪来测试样板的l值大小，分别做好记录。
[0107]
(3)不同样板间进行数据对比。
[0108]
注意事项
[0109]
(1)使用色差仪前必须校正。
[0110]
(2)至少测量3次以上，取平均结果。
[0111]
高温烘烤后光泽的测试方法：
[0112]
墨水涂层上光后放入烘箱中烘烤，对比涂层颜色的差异。
[0113]
(1)在20x40cm的基材上涂布墨水，过uv光固机，固化后，上光油烘干保护。
[0114]
(2)将光泽仪放置在试样片上，读取显示屏上数据，即为涂膜光泽度，重复测试三次，取平均值。
[0115]
注意事项：
[0116]
1、对比测试光泽度时，要对比同一个颜色区域上的光泽度
[0117]
2、对比测试光泽时，除仪器测试外，肉眼判断也是一种必要的方式
[0118]
喷墨流畅度测试如下：
[0119]
直接观察喷墨处喷墨情况
[0120]
杀菌测试如下：
[0121]
墨水杀菌测试实验是检测墨水样板在经过高温水煮汽杀后，制得的漆膜是否会出现漆膜病态的情况。
[0122]
检验应在环境温度(25
±
1)℃，相对湿度65
±
5％条件下进行。
[0123]
测试步骤
[0124]
(1)按实际厚度要求制作样板
[0125]
(2)从样板上裁下15x3cm的长条，弯曲成正反两个90
°
角
[0126]
(3)从样板上裁下15x3cm的长条，作为标准样
[0127]
(4)将剩余样板放入高压蒸汽消毒器中，根据墨水具体应用条件做蒸煮
[0128]
一、板面评判标准：和标准样对比判断板面光泽情况以及漆膜弯折处漆膜脱落情况。

技术特征：
1.一种inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，按重量份计，制备原料包括50-80份聚酯丙烯酸树脂、5-15份两官能度丙烯酸酯单体、5-15份单官能度丙烯酸酯单体、5-20份光引发剂、5-15份纳米色浆、0-3份助剂。2.根据权利要求1所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述聚酯丙烯酸树脂在25℃的粘度为40-500cps。3.根据权利要求2所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述聚酯丙烯酸树脂的酸值小于等于5mg koh/g。4.根据权利要求3所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述聚酯丙烯酸树脂包括在25℃的粘度为40-60cps的聚酯丙烯酸树脂a和在25℃的粘度为300-450cps的聚酯丙烯酸树脂b。5.根据权利要求4所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述聚酯丙烯酸树脂a和聚酯丙烯酸树脂b的重量比为(1.2-2.6)：1。6.根据权利要求1-6任一项所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述两官能度丙烯酸酯单体选自二丙二醇二丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丁二醇二丙烯酸酯中一种或多种。7.根据权利要求6所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述两官能度丙烯酸酯单体为聚乙二醇二丙烯酸酯和1,4-环己烷二甲醇二丙烯酸酯，重量比为1：(0.5-1.5)。8.根据权利要求7所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述聚乙二醇二丙烯酸酯的聚合度为4-14。9.根据权利要求8所述inkjet-led固化数码打印墨水，其特征在于，所述单官能度丙烯酸酯单体选自异癸基丙烯酸酯、异十三烷基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中一种或多种。10.一种根据权利要求1-9任一项所述inkjet-led固化数码打印墨水的制备方法，其特征在于，包括下面步骤：步骤1，将聚酯丙烯酸树脂、纳米色浆和2/3重量的两官能度丙烯酸酯单体和单官能度丙烯酸酯单体混合：步骤2，在步骤1的混合料中加入助剂；步骤3，用剩下的单体溶解好光引发剂，然后加入步骤2的混合料中。

技术总结
本发明涉及油墨技术领域，更具体地，本发明涉及一种Inkjet-LED固化数码打印墨水及其制备方法。一种Inkjet-LED固化数码打印墨水，按重量份计，制备原料包括50-80份聚酯丙烯酸树脂、5-15份两官能度丙烯酸酯单体、5-15份单官能度丙烯酸酯单体、5-20份光引发剂、5-15份纳米色浆、0-3份助剂。本发明提供的Inkjet-LED固化数码打印墨水底涂于易拉罐底涂上具有较好的附着力，良好的加工性，同时颜色饱满，且解决了使用时打印墨水细度稳定，无堵塞打印设备的问题。的问题。


技术研发人员：冯文强 徐红华 曹明 黄科 鲁琴
受保护的技术使用者：佛山市儒林化工有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/9