[发明专利]耐水耐光的水基树脂染料喷墨墨水

说明书

技术领域

本发明涉及一种墨水及其制备方法，具体涉及一种染料喷墨墨水及其制备方法。

背景技术

常见的水基型染料喷墨墨水是分子级全溶解的墨水，这种墨水是完全的复合溶液，对于喷墨打印时堵墨头的概率很小，喷绘后易于被材料吸收，色谱齐全，色彩艳丽，层次分明且价格也较颜料型墨水低，因此现在水基型染料墨水主要用于户内不需长期保存的文档、图片以及数字纺织印花；例如打印图片、制作彩喷名片等用途。但是，其缺点是不耐水、不耐化学试剂，并且由于染料分子在紫外线照射下很快分解，导致户外紫外线下使用一个月内就有明显褪色，从而影响了其在生活中的应用，例如长期保存文件、大型户外广告等领域。因此特别需要改善水基性染料喷墨墨水的性能。

选择高耐候染料可以提高染料喷墨墨水的耐光性能，从而延长水基型染料喷墨墨水产品的使用时间。还有添加防紫外线剂，可以吸收和反射部分紫外线，也可以提高墨水的耐光性能。还有把水基染料墨水打印在特殊制作的涂层介质，也可以提高水基型染料墨水产品的使用年限。据报道，有的水基型染料墨水采用高耐候染料，打印在通过特殊制作的相片纸上，在户内保存期可以达到50-100年甚至200年，在户外紫外线下可以维持一年以上没有明显褪色。可见，选择高耐候染料和紫外线吸收剂作为水基型喷墨墨水的组分，是有益的，可以大幅度延长喷墨产品的使用时间。这种水基染料墨水由于成本升高，现在主要用于打印长久保存期的有特殊涂层的相片。这种水基型染料墨水没有用于户外喷绘，因为这种喷墨墨水仍然不耐水不耐化学试剂。

户外喷绘现在主要使用溶剂型墨水和水基颜料墨水。溶剂型墨水由于载体是有机溶剂，虽然使用时间长，也耐光耐水，但是在制造和使用过程中会产生污染，对环境有破坏作用；同时有机溶剂相对于水的成本也很高。水基型颜料墨水是一种悬浮溶液或者叫半溶液粉状墨水，由于颜料本身防水，它的耐水性强，也不容易被紫外线分解，在户外使用时间也能维持一年以上没有明显的褪色迹象。但是颜料墨水研磨时间长、工序复杂；大多数的颜料墨水都会因此而使表面残留色材；在有光纸等表面平坦的纸上打印也不能打印出有光泽的图像来；且颜料墨水易分层、沉淀，保存不稳定；颜料着色剂色谱不全，颜色不够鲜艳，透明度不好；颜料墨水的制造成本较高，售价也较染料墨水贵，其价差高达二至四倍以上。鉴于以上因素溶剂型墨水和水基型颜料墨水也存在不足之处。

能不能解决水基型染料喷墨墨水的耐水、耐化学试剂的性能，以实现水基型染料喷墨墨水产品质量的大幅度提升？也使水基型染料墨水可以实现长期保存文件、户外喷绘等现有水基型染料墨水不能应用的领域呢？

发明内容

本发明的申请人通过各种材料、各种实验发现，在水溶性染料喷墨墨水中添加改性聚氨酯乳液可以使水基型染料喷墨墨水的打印件具有耐水耐化学试剂的性能。改性聚氨酯树脂在乳液状态时是水溶性的，可以把染料墨水的各组分与改性聚氨酯树脂乳液充分混合均匀；改性聚氨酯树脂乳液有成膜作用，干透后在介质上形成一层膜，把染料墨水各种组分包覆在膜中，因此水基型染料喷墨墨水获得了耐水耐化学试剂的性能。

改性聚氨酯树脂乳液还有粘接性，打印出来的产品具有耐擦划性，同时通过粘接作用把墨水粘接到各种介质上，因此改性聚氨酯树脂染料喷墨墨水可以打印在各种无涂层和非打印涂层介质上。如灯箱布、幻灯片、塑料布、铜版纸、烟酒包装纸、防水布、玻璃、瓷砖。

改性聚氨酯树脂乳液还有吸收紫外线的作用，染料在树脂膜的包覆下接受的紫外线减少，耐光性能明显增强，打印的产品使用时间也延长；改性聚氨酯树脂形成的膜还隔绝了染料发生化学反应的环境，使染料避免水和臭氧的侵袭，也延长了产品使用时间。同时，可以避免染料和紫外线吸收剂因雨水打湿而掉落，染料着色剂和紫外线吸收剂使用时间更为长久；墨水体系所形成的膜不易被外界环境所破坏。

改性聚氨酯树脂乳液干透后非常透明，不影响着色剂发色，表面还有高光亮的性能，因此墨水产品外观有高光亮的效果，更为美观。

从喷墨打印关键的参数：表面张力、粘度、电导率、PH值来看，添加了改性聚氨酯树脂乳液对喷墨染料墨水理化指标没有影响或影响很小，改性聚氨酯树脂乳液微粒在50-200纳米可以通过打印头。