[发明专利]一种水性UV喷墨墨水及其制备方法和固化方法

说明书

本发明公开了一种水性UV喷墨墨水，按重量百分比计，其由以下组分制成：预聚物分散液：5‑25％，光引发剂：0.1‑5％，UV单体：1‑15％，保湿剂：1‑30％，水性纳米色浆：1‑40％，第一消泡剂：0.05‑1％，第一pH调节剂：0.1‑1％，第一杀菌剂：0.1‑1％，第一润湿剂：0.05‑1％，去离子水：其余量。此外，本发明还公开了所述UV喷墨墨水的制备方法以及固化方法。本发明的水性UV喷墨墨水，以预聚物分散液作为主要成膜物，有效提高了固化膜的耐水性、耐摩擦性；所采用的非迁移光引发剂来引发体系聚合，有效避免小分子迁移，保证了固化膜自身的自洁性；所采用的水溶性UV单体，气味小、刺激性低，降低墨水VOCs挥发，保证墨水的稳定性，提高成膜物的粘结性，从而提高固化膜的耐摩擦性。

技术领域

本发明涉及一种喷墨墨水，具体涉及一种水性UV喷墨墨水及其制备方法和固化方法，属于喷墨数码印花技术领域。

背景技术

在过去的几十年中，印刷业经历了很大的变革，最为显著的是数字印刷技术以及适应一系列不同印刷用途的喷墨式非接触式印刷的新技术引入。数字印刷的出现使如今的喷绘印刷操作变得简单化，可控性强，制作周期短，制作方便，质量好而且价格低廉，打印输出的画面精度高，色彩艳丽，效果逼真，完全可以满足用户的需求并成为一种发展趋势。随着喷墨印刷新技术的发展，喷墨墨水成为印刷过程中不可分割的组成部分。如今，喷墨印刷技术的应用领域从之前的户外广告等，扩展到了陶瓷、建筑、标签打印、纺织印花、装饰、汽车行业等，且还有不断扩大趋势。我国数字喷墨印刷市场需求旺盛，近年来发展速度加快，市场潜力巨大。工业化生产带给人类生存环境的压力越来越大，人们对环保的重视程度日益提高，如“低VOCs排放”“节能减排”、“全球变暖”、“碳排量”已经频繁地现在我们的日常生活中。对于喷墨墨水也是一样，喷墨印刷技术涉及的领域不断扩展，除了在喷印作业过程中要求喷印作业节能型、作业环境无污染，下游应用领域(如食品、饮料、医药和烟包等)的印成品需要符合低溶剂残留、异味小、无毒、无污染的要求，因此，喷墨墨水的环保性也成为能否进入市场的重要指标之一。未来，喷墨墨水必将朝着“水性化”、人体无害、对环境友好的方向发展。

随着喷墨墨水市场的加快发展，在数字喷墨印刷市场，现在主要有三种应用广泛的喷墨墨水类型，即水性、溶剂和UV墨水。随着环保呼声日益高涨，溶剂型墨水由于高VOCs挥发等环保健康问题逐渐退出市场，水性喷墨墨水主要应用在纺织品喷墨印花领域和数字印刷领域，墨水的类型主要有水性颜料墨水、酸性染料墨水，活性染料墨水、分散墨水以及纺织品水性涂料墨水。其中，酸性染料墨水、活性染料墨水、分散墨水对织物有一定选择性。酸性染料墨水和活性染料墨水喷墨固色机理是汽蒸固色，工艺复杂，耗能大，而且酸性染料普遍存在色牢度差以及活性染料存在固色率低的缺点；分散墨水同样采用高温固色，固色过程需要消耗大量能量；水性涂料墨水几乎能在所有的纺织品基材上打印，但水性涂料墨水固化机理也是通过高温热压，使粘合剂经高温交联反应粘附到织物上，一方面这个过程消耗大量能源，另一方面如果应用在数字印刷领域，如聚合物薄膜，则存在不耐高温加工的问题，从而限制了水性喷墨墨水的应用，而且水性涂料墨水普遍存在耐湿摩擦低的现象。因而开发一种水性低温固化喷墨墨水，提高墨水在基材的固色率及耐磨擦性是水性喷墨墨水发展方向。

UV墨水是在上世纪60年代在光固化涂料的基础上发展起来的，从可印刷的承印物材质上看，UV墨水的适用范围很广，在板材、塑料、玻璃、木材、瓷砖和金属、皮革等材料上都可进行喷印，墨水固化速度快，墨水稳定性好，不含不溶物质，有效避免了打印头的堵塞，可有效延长打印头的使用寿命。UV墨水虽然目前相对环保，但在打印过程中单体的挥发还是会对人体产生许多影响。此外，UV墨水固化快会造成墨水来不及渗透就已经固化，膜层主要处在承印材料的表面，因而墨水与承印材料之间需要较高的附着力。再者，墨水中含有的许多反应性单体在自外辐射过程中难以完全反应，残留单体影响固化膜的长期稳定性且这类残留的组分有可萃取性及毒性。虽然水性墨水和UV墨水都存在一定的缺陷，但水性UV墨水结合了水性墨水和UV墨水的全部优点，是环保墨水领域的新秀。