[发明专利]聚合物包裹染料分子的纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚合物包裹染料分子的纳米颗粒及其制备方法，所述方法包括：首先分别制备水相，油相，然后混合两相，用超声波对混合物进行超声处理，实现预乳化。然后细乳液在引发剂的触发下实现细乳液聚合反应。通过该方法制备的聚合物包裹染料分子的纳米颗粒可作为染料墨水用于喷墨打印中，该方法制备的染料墨水不用添加任何的粘接剂，同时大大减少了各种助剂的使用量，是一种新型的环保型染料墨水。除此之外，本发明的染料墨水与传统染料墨水相比，具有更好的光稳定性性能，大大提高了染料的使用时间，在喷墨打印墨水领域有着重大的研究价值的应用前景。

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，具体涉及用细乳液聚合法合成聚合物纳米颗粒及其在喷墨打印上的应用。

背景技术

随着最近几十年科技的快速发展，由此带来的环境遗留问题也是层出不穷，人们对环境保护的重视度逐年增加，同时对生活的追求也是越来越高，环保简洁的生活方式是大家所期望的。在印刷技术领域，方便环保的墨水的发展对人类有重大的意义。

与传统的印刷技术，如平版印刷、柔性版印刷和丝网印刷相比，喷墨打印技术以其分辨率高、污染小、工作路径短、响应快、耗水少、能耗低、不浪费染料等优点而越来越受到人们的重视。喷墨打印的墨水一般分为反应型染料墨水，酸性染料墨水，分散性染料墨水和分散性颜料墨水。然而，由于颜料颗粒的高表面积和颗粒间相互作用的范德华力，颜料颗粒往往在水溶性或非水溶性溶剂中聚集，这样在喷墨过程中会导致严重的问题，如堵塞喷墨打印机的喷嘴，从而破坏打印机。相比之下，染料型墨水具有优异的色彩重现性、良好的稳定性、耐湿性、耐臭氧性和色彩平衡的优点。即使染料型墨水拥有很多的优点，但是，与颜料型墨水相比，染料型墨水的耐光性和耐水性较差。通常，在户外紫外线环境下照射一个月，就会有明显的褪色现象。更重要的是，传统染料型墨水会添加很多的助剂去改善墨水的性能，如表面活性剂、保湿剂、消泡剂、分散剂和溶剂等，造成环境污染和资源的浪费。因此，用聚合物包裹染料是一种可行的办法来提高墨水的耐水性和耐光性。

现在，已经有很多种技术可以在水相中形成纳米颗粒，但是细乳液聚合是制备空心纳米颗粒的最具有优势的方法之一，已经被应用于许多工业领域。与传统乳液聚合相比，细乳液聚合具有方便、环保、粒径可控和高稳定性的优点。除此之外，细乳液聚合的成核机理是液滴成核，这样制备的纳米颗粒的粒径均一，分散性很好。同时，对于被封装的客体材料的结构没有要求，不需要对客体材料进行预处理。细乳液聚合方法已被应用到各个方面包括纺织颜料，粘合剂，分子印迹和物质的封装。因此，可以用细乳液聚合法对染料分子进行封装，在保持染料墨水的优点的同时改进它的耐光性和耐水性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种聚合物包裹染料分子的纳米颗粒及其制备方法。以改善用于喷墨打印中的墨水质量，从而获得质量更加优异的打印产品。

首先，本发明提供一种聚合物包裹染料分子的纳米颗粒的制备方法，包括：分别制备水相和油相，混合两相后对混合物进行超声处理，所得细乳液在引发剂的触发下进行聚合反应；其中，所述的水相是阴离子表面活性剂的水溶液；所述的油相包括单体、正十六烷和染料分子；所述的单体是苯乙烯和丙烯酸丁酯的混合物。

另一方面，本发明也公开所述的方法制备的聚合物包裹染料分子的纳米颗粒。

由上述本发明的方法制备的聚合物纳米颗粒染料墨水，其作用在于在喷墨打印过程中，首先聚合物层先在打印基质上铺展，然后墨水在聚合物上吸收。这样可以提高墨水的耐摩擦牢度，耐晒牢度和耐水洗牢度。因为聚合物本身就具有粘接剂的作用，在墨水的调配中，不需要另外加入粘接剂。而且，所形成聚合物颗粒是纳米级的，打印过程中，不会出现堵塞喷孔的现象。基于此，本发明再一方面提供上述聚合物包裹染料分子的纳米颗粒在制备喷墨打印墨水中的应用。

与现有技术相比，本发明据有如下突出的优势：

(1)细乳液聚合法制备的聚合物包裹染料分子的纳米颗粒的尺寸在120nm左右，所以不会出现堵塞打印机喷孔的现象，这样有利于延长打印机的寿命。