具体实施方式

以下所述是本申请实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请实施例的保护范围。

第一方面，本申请提供一种水基颜料墨水，所述水基颜料墨水包括重量百分比的以下组分：颜料色浆10％～35％、水性有机溶剂10％～30％、聚乙烯吡咯烷酮0.2％～4％、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂0.5％～2％、水性树脂3％～20％及余量的水。

本申请提供的水基颜料墨水，通过改善配方体系，能够提高墨水存储稳定性，优化墨水储存过程中的粘度稳定性，该墨水可以用于制备宽幅机、桌面机及数码印花机等多个应用领域。

颜料色浆可以使用有机颜色浆料，作为有机颜色浆料，可以使用例如偶氮颜料、多环式颜料、染料螯合物(例如碱性染料型螯合物和酸性染料型螯合物等)、硝基颜料、亚硝基颜料以及苯胺黑等。

进一步地，所述偶氮颜料包括偶氮色淀颜料、不溶性偶氮颜料、偶氮缩合颜料和螯合偶氮颜料中的至少一种。所述多环式颜料包括酞菁颜料、紫环酮颜料、蒽醌颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料和喹酞酮颜料中的至少一种。

具体地，颜料色浆可以是分散性颜色浆料；例如可以通过分散剂使颜料分散在水中来调制分散性颜色浆料。颜色浆料还可以是自分散性颜色浆料，自分散性颜色浆料是不用分散剂就能分散在水中的颜料，是通过对颜料表面处理从而与羧基、羟基以及磺基中的至少一种官能团或其盐结合的颜料。表面处理方式例如是真空等离子处理、重氮耦合处理以及氧化处理等。通过上述表面处理，使官能团或含有官能团的分子接枝到颜料表面，从而得到自分散颜料。

颜料色浆包括黄色颜料、红色颜料、蓝色颜料、黑色颜料、白色颜料中的至少一种。颜料色浆例如可以是颜料黑7、颜料黑11、颜料蓝1、颜料蓝15、颜料蓝15:3、颜料蓝15:4、颜料蓝15:6、颜料黄34、颜料黄55、颜料黄74、颜料黄100、颜料红2、颜料红38、颜料红92、颜料红108、颜料红122等。

可选地，颜料色浆在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、32％或35％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，颜色浆料在颜料墨水中的重量占比为15％～30％。

在一些实施例中，所述颜料色浆例如可以是钻石D75C、D71V19、D71Y等；美国科莱恩公司4G-PT VP2669、E5B-PT VP3565、E-PT、BG-PT等，日本山阳株式会社2034、2126、2163、2172等。

可选地，所述水性有机溶剂包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,2-丙三醇、1,2-丙二醇、戊二醇、1,2-己二醇、正丙醇、异丙醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇400、聚乙二醇-600、聚乙二醇-900、三甘醇单丁醚、甘油醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇异丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇异丁基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、三乙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚和2-吡咯烷酮中的至少一种。

可选地，水性有机溶剂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是10％、13％、15％、18％、20％、25％、28％或30％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。经过试验发现，将有机溶剂在颜料墨水中的重量占比控制在10％～30％范围内，可以满足墨水在打印机的待机性能，而又不会降低颜料墨水的速干性。

可选地，含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。可以理解地，含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂过多，墨水老化后粘度显著上升，不利于长期保存。优选地，含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂在水基颜料墨水中的重量占比为1％～1.5％。

进一步地，所述含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为3：(1～3)，具体可以是3:1、3:1.2、3:1.5、3:1.8、3:2、3:2.5或3:3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。经过多次试验发现，当含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物与聚乙烯吡咯烷酮的重量比高于3:1时，即含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物添加量过多，墨水老化后粘度显著上升，不利于长期保存。当含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物与聚乙烯吡咯烷酮的重量比低于3:3时，即聚乙烯吡咯烷酮(简称为PVP)添加量过多，虽然墨水老化后粘度变化不大，但正常使用过程中会导致墨水粘度太高，墨水流畅性下降，打印效果差。

在具体实施例中，所述含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂具体可以是毕克化学公司BYK190、BYK2012、BYK2013等，沃克尔特种化学公司VOK-5585，黄山澳盛源DIS-7790等，在此不做限定。

可选地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是0.2％、0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.8％、3.0％、3.5％或4.0％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。可以理解地，当墨水中的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量过多，墨水粘度会增高，墨水流畅性下降，打印效果差。优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水基颜料墨水中的重量占比为0.5％～1.5％。

所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)具体可以是上海攻碧克公司PVPK-12、PVPF-15、PVPF-25、PVPF-30；江阴嘉丰化工公司K15、K30等，在此不做限定。

可选地，水性树脂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是3％、4.5％、5％、7.5％、10％、13.5％、15％、17.5％或20％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

可选地，所述水性树脂包括聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、苯乙烯-丙烯酸类树脂和聚酯类树脂中的至少一种。优选地，所述水性树脂为聚氨酯类树脂。例如可以是水性聚碳酸酯聚氨酯、水性封闭型异氰酸酯。在一些具体实施例中，聚氨酯类树脂具体可以是科思创D-502、美国DSM公司R-961、翁开尔H34A、安大华泰AH-1502等；

进一步地，所述水基颜料墨水还包括重量百分比的以下组分：表面活性剂0.3～3％、pH调节剂0.1％～1％及杀菌剂0.05％～0.2％。

可选地，表面活性剂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是0.3％、0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.7％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％或3.0％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本申请可选的技术方案，所述表面活性剂包括炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂中的至少一种。优选地，表面活性剂为炔二醇表面活性剂。

炔二醇类表面活性剂具体可以是2,4，7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇等。在具体实施例中，可使用美国AirProducts有限公司Surfynol 465、Surfynol 485、Surfynol 420、Surfynol 440、Dynol604、Dynol 607，浙江新伽马化学公司GS-4100；天津赛菲化学公司D-502、FS-360，埃夫科纳公司AFCONA3580等。

表面活性剂的添加可以降低墨水的表面张力，使墨水在打印设备上具有优异的打印流畅性。

可选地，杀菌剂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是0.05％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.18％或0.2％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本申请可选的技术方案，所述杀菌剂为苯并异噻唑啉酮，具体可以是奥麒公司的PROXEL GXL、科莱恩公司Nipacide BIT20等。

可选地，pH调节剂在水基颜料墨水中的重量占比具体可以是0.05％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.18％或0.2％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。具体地，所述PH调节剂包括三乙醇胺、二乙醇胺、氨水和2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一种。

在本实施例中，余量的水可以是自来水、去离子水、蒸馏水中的至少一种，优选地，水为去离子水，从而能够降低浆料中的杂质，也可以降低对墨水中的其他组分的影响。

作为本申请可选的技术方案，所述水基颜料墨水的粘度为3.0cp～5.0cp，具体可以是3.0cp、3.5cp、4.0cp、4.2cp、4.45cp、4.52cp、4.53cp、4.55cp、4.58cp、4.62cp、4.8cp或5.0cp、等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述水基颜料墨水的粘度为4.45cp～4.80cp。

作为本申请可选的技术方案，所述水基颜料墨水的表面张力为23mN/m～30mN/m，具体可以是23mN/m、24mN/m、25mN/m、26mN/m、27mN/m、28mN/m、29mN/m或30mN/m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。需要说明的是，将水基颜料墨水的表面张力控制在上述范围内，可以提高颜料墨水的流畅性。优选地，所述水基颜料墨水的表面张力为25mN/m～29mN/m

作为本申请可选的技术方案，所述水基颜料墨水的PH值为7～10，具体可以是7、7.2、7.5、7.8、7.9、8.1、8.2、8.5、8.8、9、9.5或10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，水基颜料墨水的PH值为7.0～8.2。

作为本申请优选的技术方案，所述水基颜料墨水包括重量百分比的以下组分：颜料色浆10％～35％、水性有机溶剂10％～30％、聚乙烯吡咯烷酮0.5％～1.5％、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂0.5％～1.5％、水性树脂3％～20％、表面活性剂2％～3％、杀菌剂0.05％～0.2％及余量的水。

本申请提供的水基颜料墨水，具有优异的高分散稳定性，在打印机喷头中保持长时间待机不干喷头，墨水的流畅性好，墨水粘度变化小，具有很好的存储稳定性和打印性能稳定性。

第二方面，本申请实施例还提供一种水基颜料墨水的制备方法，包括以下步骤S01～S02：

步骤S01，在去离子水中加入聚乙烯吡咯烷酮，100-500转/分钟的搅拌速度下搅拌均匀；再加入含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂、水性有机溶剂、表面活性剂、pH调节剂、杀菌剂，于100-500转/分钟的搅拌速度下搅拌均勾；再加入水性树酯，搅拌均匀；再加入颜料色浆，于100-500转/分钟的搅拌速度下搅拌60-120min，得到混合液；

步骤S02，将上述混合液利用≤0.6微米的滤膜或滤芯过滤，得到水基颜料墨水。

所述水基颜料墨水按重量百分比包括以下组分：聚乙烯吡咯烷酮0.2％～4％、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂0.5％～2％、水性有机溶剂10％～30％、表面活性剂0.3％～3％、pH调节剂0.1％～1％、杀菌剂0.05～0.2％、水性树脂3％～20％及颜料色浆10％～35％。

本申请提供的水基颜料墨水的制备方法简单，可以提高生产效率。

下面分多个实施例对本申请实施例进行进一步的说明。其中，本申请实施例不限定于以下的具体实施例。在保护范围内，可以适当的进行变更实施。

需要说明的是，本申请以上及以下提及的各组分的百分比均为重量百分比，除特殊说明的以外，均是该组分占颜料墨水总重量的百分比。

1、水性颜料墨水的配制

实施例1：

实施例1～4的各组分配方如表1所示，实施例1的制备方法包括以下步骤：

将上述重量百分比的水性溶剂(二乙二醇、丙三醇、2-吡咯烷酮)、表面活性剂(Surfynol 465:1.3％、Dynol 604：0.5％、AFCONA3580:0.2％)、聚乙烯吡咯烷酮PVPF-15：1％、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂BYK190：1.5％、PH调节剂三乙醇胺：0.2％、杀菌剂并异噻唑啉酮混合并搅拌均匀，然后添加水性聚氨酯D-502，于100-500转/分钟的搅拌速度下，搅拌10分钟；最后加入科莱恩E5B-PT VP3565红色浆于100-500转/分钟的搅拌速度下，搅拌2小时至各组分混合均匀后再静置1小时，随后以0.6μm的玻纤滤膜过滤，即得到红色喷墨墨水。

根据表1中的配方以及上述制备方法分别制得实施例2～4以及对比例1～5。

其中，实施例1、实施例3及实施例4为红色墨水，实施例2为蓝色墨水；对比例1、对比例3、对比例4及对比例5为红色墨水，对比例2为蓝色墨水。本申请实施例及对比例中的分散剂均为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂。

表1

将本申请实施例1至4以及对比例1至5制得的水基颜料墨水分别测试常温下墨水和老化以后墨水(60℃，168小时)的理化参数，包括：pH、电导率、表面张力、粘度。以上理化参数所使用的测试仪器设备如下：

①BPH-7200型实验室PH计贝尔分析仪器(大连)有限公司

②BEC-6600型实验室电导率仪贝尔分析仪器(大连)有限公司

③BZY-1全自动表面张力仪上海衡平仪器仪表厂

④DV-II+Pro数显粘度计美国博勒

测试结果如下表2所示：

表2

由表2中的测试数据可知，本申请实施例1～4制得的水基颜料墨水在60℃条件下，老化168小时其各项理化参数均表现比较优异，其表面张力、粘度均无明显变化。

对比例1相较于实施例1墨水中未添加含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂和聚乙烯吡咯烷酮，正常墨水的表面张力相比于实施例1有所增大；并且，老化后的墨水的粘度大幅增加。

对比例2相较于实施例2墨水中未添加含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂，正常墨水在60℃条件下，老化168小时后，墨水的粘度明显增加。

对比例3相较于实施例1单独未添加聚乙烯吡咯烷酮，墨水的粘度也明显增加。由此可以发现，墨水中的含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物分散剂与聚乙烯吡咯烷酮需要配合使用，才能够有效避免老化后的墨水粘度增加。

进一步地，对比例4制得的墨水中，含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为5:1，聚乙烯吡咯烷酮的添加量偏少，墨水老化后粘度显著上升，未达到更佳的储存稳定性。

对比例5制得的墨水中，含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为1.5:2，即聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量过多，虽然墨水老化后粘度变化不大，但正常使用过程中会导致墨水粘度太高，墨水流畅性下降，打印效果差。当然，配方设计中可以通过调整有机溶剂的添加量来控制成品墨水初始粘度，但这样会一定程度影响墨水流畅性，以及墨水在打印机中的待机性，同样不是最佳方案和选择。

将本申请实施例1至4以及对比例1至5制得的墨水，分别在飞蝶4720宽幅打印机(郑州新世纪数码科技股份有限公司)进行打印流畅性测试，结果如下表3所示：

表3

根据表3的数据可知，本申请实施例1～4制得的正常墨水和老化后的墨水在飞蝶4720宽幅机上打印流畅性优异，且不断孔。

而对比例1～5制得的正常墨水能够打印流畅，但是老化后墨水则流畅性极差，墨水在打印机的功能应用产生缺陷。

综上所述，本申请制得的水基颜料墨水具有优异的高分散稳定性，能够得到很好的储存稳定性和打印性能稳定性，具备较好的使用价值。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。