一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法

文档序号:1826830 发布日期:2021-11-12 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法 (Ink-jet printing ink for aluminum plate and preparation method thereof ) 是由 吴晋 桂劲宁 郑树龙 吴桂周 于 2021-08-06 设计创作,主要内容包括:本发明属于墨水技术领域,公开了一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法,喷墨打印墨水包括基体树脂、醇醚类溶剂和无机颜料;基体树脂常温下粘度为100-200cp;喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:将无机颜料与基体树脂和溶剂混合后,进行研磨加工而制得。本发明选取低粘度树脂作为喷墨打印墨水的基体树脂,采用兼具亲油性和亲水性的低碳醇醚类溶剂,醇醚类溶剂可降低体系的表面张力,改善墨水的润湿性和渗透性能,从而提高墨水与基体材料的附着力;同时采用无机颜料作为墨水的着色剂,充分利用无机颜料自身的良好耐候性,制备的墨水喷墨打印于铝板时,耐候性佳,附着力好,且打印的图案清晰、发色正常,可适用于户外装饰。(The invention belongs to the technical field of ink, and discloses ink-jet printing ink for an aluminum plate and a preparation method thereof, wherein the ink-jet printing ink comprises matrix resin, an alcohol ether solvent and an inorganic pigment; the viscosity of the matrix resin is 100-200cp at normal temperature; a method of making an ink-jet printing ink comprising the steps of: the inorganic pigment is mixed with a matrix resin and a solvent, and then is ground to obtain the pigment. The low-viscosity resin is selected as the matrix resin of the ink-jet printing ink, and the low-carbon alcohol ether solvent with lipophilicity and hydrophilicity is adopted, so that the alcohol ether solvent can reduce the surface tension of a system and improve the wettability and the permeability of the ink, thereby improving the adhesive force between the ink and the matrix material; meanwhile, the inorganic pigment is used as a colorant of the ink, the good weather resistance of the inorganic pigment is fully utilized, and the prepared ink has good weather resistance and good adhesive force when being printed on an aluminum plate in an ink-jet manner, and the printed pattern is clear and normal in color development, so that the ink is suitable for outdoor decoration.)

一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法

技术领域

本发明属于墨水技术领域,具体涉及一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法。

背景技术

目前,铝板装饰方法主要有辊涂和UV喷墨打印两种,其中:辊涂装饰不同图案造型需要雕刻相应图案的辊,颜色对位也比较困难,只能使用2-3个颜色油墨进行简单的装饰,且此类印刷需要与铝板直接接触,对有凹凸面的基材无法装饰,所以装饰范围有限;UV喷墨打印精度高,按需喷墨,墨水利用率高,基本无墨水浪费。不用雕刻辊子,发色也鲜艳,个性化设计图案所见即所得,缩短设计周期,但UV墨水的发色主要靠活性染料,不耐高温,在户外长期紫外线照射下容易褪色,耐候性差,这也是UV墨水的致命缺点,同时,UV喷墨打印在打印过程还需要使用紫外灯进行照射固化,工艺复杂且能耗高。

采用无机颜料的陶瓷墨水,其沸点高,约为280-400度;表面张力小,25达因左右;且一般不含树脂成份,如直接用于打印于铝板,图案易散开,不清晰,干燥后没有附着力,易脱落,因此陶瓷喷墨打印墨水,无法适用于铝板。

针对辊涂装饰方法耐候性好,但装饰图案不丰富,不能装饰凹凸面等异形基材;UV喷墨装饰图案丰富,可以装饰凹凸面等异形基材,但耐候性差;陶瓷墨水应用于铝板易脱落,图案不清晰的现状。

因此,亟需开发一种耐候性好,附着力强,且图案清晰,适用于铝板的喷墨打印墨水。

发明内容

本发明提出一种铝板用喷墨打印墨水及其制备方法,以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。

为克服上述技术问题,本发明的第一方面提供了一种喷墨打印墨水。

具体的,一种喷墨打印墨水,所述喷墨打印墨水包括基体树脂、醇醚类溶剂和无机颜料;所述基体树脂常温下粘度为100-200cp。

本发明选取在常温下粘度相对较低的一类树脂作为基体树脂,树脂的粘度大小与其分子量的大小成正相关性,相对小分子量的树脂,其粘度小,流动性好,干率较慢,在喷墨打印时不易堵塞喷头;醇醚类溶剂是一种含氧溶剂,主要是乙二醇和丙二醇的低碳醇醚,因组成中既有醚键,又有羟基,前者具有亲油性,可溶解憎水化合物,后者具有亲水性,可溶解水溶性化合物,故与小分子量的基体树脂具有较好的相容性,两者共同作用,可保持墨水良好的流平性,且醇醚类溶剂还可降低体系的表面张力,改善树脂基体的润湿性和渗透性能,从而提高墨水与待打印基体材料的附着力。此外,醇醚类溶剂具有较好的定型性能,可保障喷墨打印后图案的清晰度。

本发明采用无机颜料作为墨水的着色剂,无机颜料因具有无机材料特性,自身具有良好的耐候性能,在基体树脂和醇醚类溶剂的作用下,可较好地附着于基体材料。

作为上述方案的进一步改进,所述无机颜料的电导率<0.15ms/cm,含水率<0.3%,粒径分布为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm。

具体的,当无机颜料应用于喷墨打印墨水时,一方面需适应喷墨打印的要求,尤其是喷头的材质与尺寸;另一方面还需与树脂基体溶液保持良好的相容性。本发明通过同时控制无机颜料的电导率<0.15ms/cm,含水率<0.3%,并控制粒径分布在较窄的范围内,平均粒径D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm,粒径分布窄,以提高无机颜料的喷墨打印质量及无机颜料墨水与基体材料的附着力。具体的,电导率反映的是墨水中盐含量的高低,过高盐含量易在喷墨打印机喷头处形成结晶,影响墨水性能的稳定性,同时易堵塞喷头,影响墨水打印时的顺畅性;含水率反映的是无机颜料的含水量,含水率过高,无机颜料粉料间不易分散,也会影响墨水性能的稳定性;粒径分布则直接影响无机颜料的发色效果,为适应喷墨打印的流畅性,不堵塞喷头,无机颜料的粒径需保证在较小的粒径分布范围内,过小粒径的无机颜料则容易发生团聚,在树脂基体中不易分散,导致堵塞喷墨打印机喷头的同时,降低无机颜料的发色与附着性能;过大粒径的无机颜料,不仅影响发色效果,还易堵塞喷头。因此,无机颜料的电导率,含水率和粒径分布,三者的协同配合,方可保证无机颜料在基体树脂中良好分散,在保障喷墨打印图案清晰的基础上,保障无机颜料与基体树脂的相容性,从而进一步提高喷墨打印墨水与基体材料的附着性能。

作为上述方案的进一步改进,所述基体树脂选自聚氨酯丙烯酸树脂,氟碳树脂,硅树脂,醛酮树脂中一种或几种。具体的,所述基体树脂均具有较好的粘附力和耐候性,为喷墨打印墨水的耐候和附着性能奠定了基础。

优选的,所述醇醚类溶剂选自1-乙氧基-2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、环己酮,丙二醇二醋酸酯,二丙二醇丁醚中的一种或几种。

作为上述方案的进一步改进,所述喷墨打印墨水还包括分散剂。具体的,分散剂作为一种在分子内同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂,可均一分散难溶解于树脂基体的无机颜料。

优选的,所述分散剂选自含亲和颜料基团的羟基官能羧酸酯,含酸性基团的聚合物盐,结构化丙烯酸酯共聚物,改性聚氨酯高聚物,高分子量共聚物的烷基铵盐中一种或几种。这些分散剂可有效防止无机颜料的沉降和团聚,从而形成稳定的喷墨打印墨水体系。

作为上述方案的进一步改进,所述溶剂在常温下的粘度为3-8cp;所述溶剂的沸点为150-250℃。具体的,为更好地与基体树脂相适应,过高或过低粘度和沸点的溶剂均不能与常温下粘度为100-200cp的基体树脂达到最佳配合,选用适宜粘度和沸点的溶剂,有利于获得更佳附着力的墨水体系。

作为上述方案的进一步改进,所述喷墨打印墨水,按重量份计,包括:基体树脂5-15份,无机颜料5-35份,分散剂5-10份,溶剂30-70份,助剂0-3份。

具体的,控制各原料间的最佳配比关系,原料间协同增效,以使制备的喷墨打印墨水在具有良好耐候性和附着性能的同时,兼具打印图案的清晰与打印过程的顺畅,未在该配方范围的喷墨打印墨水,均未能同时满足墨水与打印的各项性能最优化。

优选的,所述无机颜料选自炭黑,钴黑,铜铬黑,钴蓝,钴绿,钛黄,镨黄,氧化铁红,铋黄,钛白中的一种或几种。

作为上述方案的进一步改进,所述喷墨打印墨水还包括助剂;所述助剂包括包括流平剂、消泡剂、防沉剂、粘合剂、杀菌剂中的一种或几种。各助剂主要是发挥其各自的功效,进一步提升墨水的流平、消泡、防沉、粘合、杀菌等性能。

优选的,所述流平剂选自BYK-352,BYK-354,BYK-3550,BYK-333,BYK-361N,AFCONA-3239中的一种或几种。

优选的,所述消泡剂选自BYK-066N,BYK-065,BYK-067A,AFCONA-2018,SurfynolDF-110L中的一种或几种。

优选的,所述防沉剂选自BYK-411,BYK-415,聚乙烯蜡,改性膨润土中的一种或几种。

优选的,所述粘合剂选自PVP-K-15,PVP-K-35中至少一种。

优选的,所述杀菌剂选自三裕油性抗菌防霉剂,Clariant Nipaguard BPX防腐剂中至少一种。

本发明的第二方面提供了一种喷墨打印墨水的制备方法。

具体的,一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

将无机颜料进行研磨加工后,与基体树脂和溶剂混合,制得所述喷墨打印墨水。

优选的,一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

将无机颜料研磨后,进行酸洗、碱洗、水洗、烘干,得墨水用无机颜料;

取基体树脂,部分溶剂和部分分散剂混合后,进行加热搅拌,至所述基体树脂完全溶解,得树脂溶液;

在所述树脂溶液中加入所述墨水用无机颜料、剩余部分分散剂、剩余部分溶剂混合后,进行二级研磨,稀释调粘度,循环过滤,得所述喷墨打印墨水。

具体的,本发明采用多次分级研磨的研磨工艺,以实现无机颜料的粒径分布在较窄的范围内。即先采用加水球磨的方式,对无机颜料进行粗磨,使无机颜料的粒径分布为D90<2μm,D100<4μm;然后采用二级研磨进行精磨,使无机颜料的粒径分布为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm。

所述无机颜料的二级研磨是指:首先,采用滚筒式球磨机进行一级研磨,滚筒式球磨机的容积为176L,原料的实际填充率为容积的75%,即132L;所用球磨介质为95%氧化锆球;球磨介质的大小为2mm球占5-10%,3mm球占10-25%,4mm球占50-70%,6mm球占10-30%;研磨至无机颜料的粒径为D50<0.8μm,D100<2μm。然后,采用砂磨机进行二级研磨,研磨介质为95%钇稳定氧化锆球;球磨介质的大小为0.2-0.4mm;砂磨至无机颜料的粒径为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm。本发明采用特定的研磨工艺,相对于一次研磨工艺,可实现无机颜料的粒径分布在较窄的范围内,从而进一步提高墨水性能的稳定性和打印图案的清晰度,同时有利于提高墨水与基体材料的附着力。

本发明的无机颜料采用在砂磨前进行球磨的二级研磨工艺,其中:砂磨机的工作原理是利用料泵将经过搅拌机预分散润湿处理后的固-液相混合物料输入筒体内,物料和筒体内的研磨介质一起被高速旋转的分散器搅动,从而使物料中的固体微粒和研磨介质相互间产生更加强烈的碰撞、摩擦、剪切作用,达到加快磨细微粒和分散聚集体的目的,在研磨过程中发热严重,需要通过引入低温循环水进行强制冷却,研磨过程做很多无用功,增加能耗,如直接一次研磨而成的墨水容易出现粒度分布宽,粗颗粒大的时候需要长时间研磨,同时细颗粒增多,能耗增加,且影响无机颜料的图案效果,发色更浅。

同时,本发明在球磨工艺方面也进行了改进,球磨工艺是利用研磨介质与研磨液的柔性研磨,所用研磨介质是砂磨机的十倍,不容易出现过磨,细颗粒数量少,研磨过程发热低,无需增加冷却装置,但现有的球磨机未能满足无机颜料粒径分布的要求,为此本发明在球磨机的研磨参数方面进行了改进。具体为:采用不同级配的球磨介质,即2mm球占5-10%,3mm球占10-25%,4mm球占50-70%,6mm球占10-30%;且常规球磨机加入的是直径10-30mm的高铝球,本发明采用直径更小的锆球,锆球的比重是6,高铝球比重是3.6,同样容积的球磨机所加入的锆球重量是铝球的1.6倍,在研磨墨水过程中的冲击力和效率也远比高铝球高,经过球磨机研磨后的墨水只要经过短时间砂磨就可以得到满足喷墨要求的墨水,在实现无机颜料粒径分布窄的前提下,节约了能耗。

优选的,酸洗、碱洗和水洗的步骤主要用于调节控制无机颜料的pH值和电导率,使其达到pH值为6.5-8.5,电导率低于0.15ms/cm。含水率主要是通过烘干的方式,使无机颜料的含水率低于0.3%。

优选的,基体树脂与溶剂和部分分散剂混合后,进行加热搅拌的工艺条件是:搅拌速度为900-1100r/min,加热温度在85-95℃,搅拌时间为15-25min。

优选的,在所述树脂溶液中加入所述墨水用无机颜料以及剩余的分散剂和溶剂混合后,进行稀释调粘度,并进行循环过滤,是指采用精度分别为3μm、2μm和1μm的滤袋和滤芯进行循环过滤,以进一步确保墨水的最大尺寸小于1μm。

本发明的第三方面提供了一种喷墨打印铝板。

具体的,一种喷墨打印铝板,包括铝板和喷墨层,所述喷墨层由上述喷墨打印墨水打印而成。

本发明的上述技术方案相对于现有技术,至少具有如下技术效果或优点:

本发明选取在常温下粘度为100-200cp的低粘度树脂作为喷墨打印墨水的基体树脂,该树脂具有较好的流动性,且干率慢,在喷墨打印时不易堵塞喷头;在基体树脂中添加兼具亲油性和亲水性的低碳醇醚类溶剂,可保持墨水良好的流平性,且醇醚类溶剂还可降低体系的表面张力,改善墨水的润湿性和渗透性能,从而提高墨水与基体材料的附着力;同时,醇醚类溶剂具有较好的定型性能,可保障喷墨打印后图案的清晰度。本发明采用无机颜料作为墨水的着色剂,利用无机颜料自身的良好耐候性,在基体树脂和醇醚类溶剂的作用下,可较好地附着于基体材料。

本发明制备的喷墨打印墨水可解决现有辊涂装饰和UV喷墨各自存在的缺点,生产工艺简单,可在现有生产条件下进行,无需要新增生产设备。将本发明制备的喷墨打印墨水打印于铝板上,其附着力强,打印的图案丰富,无需制版雕刻辊筒,并可实现每块喷印不同图案,满足个性化定制需求。本发明制备的喷墨打印墨水应用于铝板时,其耐酸碱性、耐老化、耐高温、耐冻性等耐候性佳,附着力好,且打印的图案清晰、发色正常,可适用于户外装饰。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行具体描述,以便于所属技术领域的人员对本发明的理解,有必要在此特别指出的是,实施例只是用于对本发明做进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员,根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整,应仍属于本发明的保护范围,同时,下述所提及的原料未详细说明的,均为市售产品,未详细提及的工艺步骤或制备方法均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。

实施例1

一种喷墨打印墨水,包括基体树脂15份,溶剂40份,无机颜料35份,分散剂6份,助剂1.3份。其中:基体树脂常温下的粘度为200cp,基体树脂包括:聚氨酯丙烯酸树脂5份,氟碳树脂10份;溶剂包括:1-乙氧基-2-丙醇14.5份,二丙二醇丁醚14份,1-甲氧基-2-丙醇8.5份,丙二醇二醋酸酯3份;分散剂包括:EFKA-4310 4份,BYK-9132 2份;无机颜料钴蓝色料35份;助剂包括:流平剂BYK-333 0.1份,消泡剂BYK-065 0.2份,消泡剂BYK-066N 0.1份,防沉剂BYK-411 0.5份,粘合剂PVP-K-35 0.2份,防霉剂Clariant Nipaguard BPX 0.2份。

一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

无机颜料的处理:取钴蓝色料35份,加水17.5份和助剂三聚磷酸钠0.1份进行湿法球磨,使无机颜料的粒径为D90<2μm,D100<4μm,再采用盐酸、氢氧化钠和去离子水进行反复冲洗,使无机颜料的pH值为7,电导率为0.10ms/cm;最后对进行烘干,使无机颜料的含水率为0.2%,制得墨水用无机颜料。

树脂溶液的配置:取聚氨酯丙烯酸树脂5份,氟碳树脂10份,1-乙氧基-2-丙醇6.5份,二丙二醇丁醚4份,1-甲氧基-2-丙醇2.5份,丙二醇二醋酸酯3份,EFKA-4310 0.1份,BYK-9132 0.06份,加入烧杯中,在搅拌速度为1000r/min条件下,加热温度至90℃,搅拌20min,直至树脂完全溶解,冷却备用。

喷墨打印墨水的制备:在制得的树脂溶液中加入制得的墨水用无机颜料和EFKA-4310 3.9份,BYK-9132 1.94份,BYK-333 0.1份,BYK-065 0.2份,BYK-066N 0.1份,BYK-4110.5份,PVP-K-35 0.2份,Clariant Nipaguard BPX 0.2份,进行一级球磨,至平均粒径D50<0.8μm,D100<2μm;然后将经一级研磨的原料转移至砂磨机中进行二级研磨,并加入1-乙氧基-2-丙醇8份,二丙二醇丁醚10份,1-甲氧基-2-丙醇6份,进行研磨2小时,最后再进行稀释调节粘度,循环过滤,使无机颜料的粒径分布为粒径为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm,制得喷墨打印蓝色墨水。

实施例2

一种喷墨打印墨水,包括基体树脂10份,溶剂70份,无机颜料5份,分散剂6.6份,助剂0.6份。其中:基体树脂常温下的粘度为100cp,基体树脂包括:醛酮树脂3.3份、氟碳树脂6.7份;溶剂包括:1-乙氧基-2-丙醇33份,1-甲氧基-2-丙醇27份,丙二醇二醋酸酯10份;分散剂包括:SOLSPERSE-280002.6份,BYK-106 4份;无机颜料氧化铁红色料5份;助剂包括:流平剂BYK-361N 0.2份,消泡剂BYK-067A 0.05份,消泡剂Surfynol DF-110L 0.15份,防沉剂改性膨润土0.1份,粘合剂PVP-K-15 0.1份。

一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

无机颜料的处理:取氧化铁红色料5份,加水2.5份和助剂三聚磷酸钠0.015份进行湿法球磨,使无机颜料的粒径为D90<2μm,D100<4μm,再采用盐酸、氢氧化钠和去离子水进行反复冲洗,使无机颜料的pH值为7.5,电导率为0.12ms/cm;最后对进行烘干,使无机颜料的含水率为0.25%,制得墨水用无机颜料。

树脂溶液的配置:取醛酮树脂3.3份、氟碳树脂6.7份,1-乙氧基-2-丙醇33份,1-甲氧基-2-丙醇20份,SOLSPERSE-28000 1.3份,BYK-106 2份,加入烧杯中,在搅拌速度为1000r/min条件下,加热温度至90℃,搅拌20min,直至树脂完全溶解,冷却备用。

喷墨打印墨水的制备:在制得的树脂溶液中加入制得的墨水用无机颜料和SOLSPERSE-28000 1.3份,BYK-106 2份,BYK-361N 0.2份,BYK-067A 0.05份,Surfynol DF-110L 0.15份,改性膨润土0.1份,PVP-K-15 0.1份,进行一级球磨,至平均粒径D50<0.8μm,D100<2μm;然后将经一级研磨的原料转移至砂磨机中进行二级研磨,并加入1-甲氧基-2-丙醇7份,丙二醇二醋酸酯10份,进行研磨2.5小时,最后再进行稀释调节粘度,循环过滤,使无机颜料的粒径分布为粒径为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm,制得喷墨打印红色墨水。

实施例3

一种喷墨打印墨水,包括基体树脂12份,溶剂50份,无机颜料20份,分散剂10份,助剂0.8份。其中:基体树脂常温下的粘度为150cp,基体树脂包括:聚氨酯丙烯酸树脂12份;溶剂包括:1-乙氧基-2-丙醇30份,1-甲氧基-2-丙醇20份;分散剂包括:BYK-106 6份,BYK-9132 4份;无机颜料镨黄色料20份;助剂包括:流平剂AFCONA-3239 0.2份,消泡剂AFCONA-2018 0.2份,防沉剂聚乙烯蜡0.1份,粘合剂PVP-K-15 0.2份,防霉剂三裕油性抗菌防霉剂0.1份。

一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

无机颜料的处理:取镨黄色料20份,加水10份和助剂三聚磷酸钠0.06份进行湿法球磨,使无机颜料的粒径为D90<2μm,D100<4μm,再采用盐酸、氢氧化钠和去离子水进行反复冲洗,使无机颜料的pH值为8,电导率为0.08ms/cm;最后对进行烘干,使无机颜料的含水率为0.15%,制得墨水用无机颜料。

树脂溶液的配置:取聚氨酯丙烯酸树脂12份,1-乙氧基-2-丙醇25份,1-甲氧基-2-丙醇15份,BYK-106 3份,BYK-9132 2份,加入烧杯中,在搅拌速度为1000r/min条件下,加热温度至90℃,搅拌20min,直至树脂完全溶解,冷却备用。

喷墨打印墨水的制备:在制得的树脂溶液中加入制得的墨水用无机颜料和BYK-106 3份,BYK-9132 2份,流平剂AFCONA-3239 0.2份,消泡剂AFCONA-2018 0.2份,防沉剂聚乙烯蜡0.1份,粘合剂PVP-K-15 0.2份,防霉剂三裕油性抗菌防霉剂0.1份,进行一级球磨,至平均粒径D50<0.8μm,D100<2μm;然后将经一级研磨的原料转移至砂磨机中进行二级研磨,并加入1-乙氧基-2-丙醇6份,1-甲氧基-2-丙醇4份,进行研磨3小时,最后再进行稀释调节粘度,循环过滤,使无机颜料的粒径分布为粒径为D50=0.1-0.15μm,D90=0.2-0.3μm,D100<1μm,制得喷墨打印黄色墨水。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于:实施例4的无机颜料的电导率为0.2ms/cm,其他喷墨打印墨水的组成和含量、喷墨打印墨水的制备方法与实施例1相同。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于:实施例5的无机颜料的含水率为0.4%,其他喷墨打印墨水的组成和含量、喷墨打印墨水的制备方法与实施例1相同。

实施例6

实施例6的喷墨打印墨水的组成和含量与实施例1相同。

一种喷墨打印墨水的制备方法,包括以下步骤:

无机颜料的处理:取钴蓝色料35份,加水17.5份和助剂三聚磷酸钠0.1份进行湿法球磨,使无机颜料的粒径为D90=0.15μm,D100<3μm,再采用盐酸、氢氧化钠和去离子水进行反复冲洗,使无机颜料的pH值为7,电导率为0.10ms/cm;最后对进行烘干,使无机颜料的含水率为0.2%,制得墨水用无机颜料。

树脂溶液的配置:取聚氨酯丙烯酸树脂5份,氟碳树脂10份,1-乙氧基-2-丙醇6.5份,二丙二醇丁醚4份,1-甲氧基-2-丙醇2.5份,丙二醇二醋酸酯3份,EFKA-4310 0.1份,BYK-9132 0.06份,加入烧杯中,在搅拌速度为1000r/min条件下,加热温度至90℃,搅拌20min,直至树脂完全溶解,冷却备用。

喷墨打印墨水的制备:在制得的树脂溶液中加入钴蓝色料和EFKA-4310 3.9份,BYK-9132 1.94份,BYK-333 0.1份,BYK-065 0.2份,BYK-066N 0.1份,BYK-411 0.5份,PVP-K-35 0.2份,Clariant Nipaguard BPX 0.2份,进行一次球磨,且球磨介质为同一尺寸的高铝球,最后再进行稀释调节粘度,循环过滤,所得的无机颜料的粒径分布为粒径为D50=0.6-0.8μm,D90=1-2μm,D100<4μm,制得喷墨打印蓝色墨水。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于:对比例1的基体树脂的粘度为80cp,其他喷墨打印墨水的组成和含量、喷墨打印墨水的制备方法与实施例1相同。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于:对比例2的基体树脂的粘度为250cp,其他喷墨打印墨水的组成和含量、喷墨打印墨水的制备方法与实施例1相同。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于:对比例3溶剂为低沸点酯类溶剂油酸甲酯,其他喷墨打印墨水的组成和含量、喷墨打印墨水的制备方法与实施例1相同。

对比例4

采用市售的无机颜料陶瓷墨水,该墨水的主要组成为无机颜料,助剂,高沸点烃类溶剂,不含树脂。

对比例5

采用市售的UV墨水,该墨水的主要组成为有机染料,聚合性预聚物、感光性单体、光引发剂。

性能检测:

将各实施例和对比例的喷墨打印墨水打印于铝板表面,制得喷墨打印铝板样品,并对各样品进行耐候性和附着力测试,其中:耐酸性的检测方法依据HG/T4343-20125.4.11;耐碱性的检测方法依据GB/T9265的规定进行;耐老化依据JC/T287-20136.4.13;附着力的检测方法依据GB/T9286的规定进行;耐高温性和耐冻性通过将样品分别置于50℃、600℃、-20℃以及-30℃下进行观察,具体的测试结果如表1。

表1:各喷墨打印铝板样品性能对比表

从表1的性能对比结果可知:实施例1-3样品的各项抗老化性能俱佳,且附着力好,打印图案清晰,发色正常。

实施例4相对于实施例1,其无机颜料的电导率更高,在打印前期可达到图案清晰,发色正常,但连续运行约一周后喷头表面有结晶,开始出现喷孔堵塞;实施例4相对于实施例1,其无机颜料的含水率更高,在打印前期可达到图案清晰,发色正常,运行约一个月后,过滤器堵塞,喷头有拉线现象;实施例6相对于实施例1,采用一次研磨工艺,所获得的无机颜料,粒度不均且粒径分布宽,图案颜色变浅,连续打印时图案会出现间歇性拉线现象。故,无机颜料的电导率、含水率和粒径分布需同时控制在特定参数范围内,方可保证无机颜料在基体树脂中良好分散,在保障喷墨打印图案清晰的基础上,进一步提高喷墨打印墨水与基体材料的附着性能。

对比例1相对于实施例1,采用更低粘度的基体树脂,打印图案有略微散开,发色正常,连续打印测试,喷头有挂墨;对比例2相对于实施例1,采用更高粘度的基体树脂,图案清晰,发色正常,连续打印图案出现缺墨,图案有缺陷。

对比例3相对于实施例1,采用低沸点酯类溶剂,树脂无法完全溶解在酯类溶剂中,导致无机颜料团聚,堵塞喷头,不能正常打印。

对比例4采用市售的无机颜料陶瓷墨水,其无法附着于铝板,且图案散开;对比例5采用市售的UV墨水,其耐候性能均远远低于实施例1-3。

显然,上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

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