一种导电水性油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电水性油墨的制备方法，其包括以下步骤：（1）取一半水性聚氨酯树脂、抗菌复合材料和导电填料加入反应釜内搅拌均匀，滴加乳化剂；升温，保温，降温，加入分散剂和水性颜料，搅拌均匀后研磨制备出色浆，过滤；（2）在色浆中加入剩余的水性聚氨酯树脂，水，中和剂，助溶剂，消泡剂，研磨机分散，待细度达到5微米以下，包装，得水性油墨。本发明专利技术将导电填料和抗菌复合材料进行合理搭配，使得油墨不仅具有导电特性，还具有持久的抗菌性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了油墨
，特别是涉及了一种导电水性油墨及其制备方法。
技术介绍
随着人们生态意识的增强，环保材料的开发应用越来越受到重视。油墨正朝着高性能环保型方向发展，其中，水性油墨以水为主，配以无毒水性连接料，不仅价格低廉、印刷适应性好，且无毒、芳香、安全、对环境友好，因此倍受印刷界的青睐。油墨在印刷使用过程中，产生静电易导致印刷效果差。为了降低静电所带来的危害，人们通常在油墨中加入抗静电添加剂来抑制静电荷的产生和促进静电荷的泄漏，抗静电添加剂能够降低油墨的电阻，但同时油墨的附着力、亮度会降低，印刷效果差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种导电水性油墨及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种导电水性油墨的制备方法，其包括以下步骤：（1）取一半水性聚氨酯树脂、抗菌复合材料和导电填料加入反应釜内搅拌均匀，滴加乳化剂；升温至85℃～90℃之间，保温1h；降温至30~40℃，先加入分散剂，然后加入水性颜料，搅拌均匀后研磨制备出色浆，过滤；（2）在色浆中加入剩余的水性聚氨酯树脂，水，中和剂，助溶剂，消泡剂，在高速搅拌机上搅拌20~30min；30~40℃下，研磨机分散，待细度达到5微米以下，包装，得水性油墨；其中，所述水性油墨由如下重量配比的组分组成：水性聚氨酯树脂30～35份、水性颜料30～35份、水20~25份、中和剂5~10份、乳化剂1~3份、分散剂5~10份、消泡剂0.1~0.5份、助溶剂5~10份、抗菌复合物0.1~1份及导电填料0.1~1份。所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯片、石墨和纳米铝粉按质量比4:2:1:1:2:1混合组成；所述导电填料制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将碳纳米管、纳米铝粉、纳米石墨分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳1~2h，让纳米材料充分进入孔道中，然后抽滤；抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯片水溶液中，30~60min，然后再次抽滤；再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤，在真空条件下120℃烘干，即得导电填料。所述助溶剂为乙醇、丙醇或甲氧基三甘醇。所述中和剂为苏打、乙醇胺，三甲胺基丙醇或二乙胺基乙醇。所述乳化剂为聚乙烯醇或烷基磺酸钠。所述分散剂为聚丙烯酸钠，聚氧乙烯乙二醇烷基酯或硅酸盐。所述消泡剂为烷基酚聚氧乙烯醚。在本专利技术中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。（6）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 M硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm）配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（7）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点（两者质量比为2:1~3）超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120℃下保温15~30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所使用的导电填料使油墨的导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而进一步提高导电率以及稳定性，又克服了纯碳黑导电油 墨导电性能不稳定的缺陷；而且抗菌复合材料复合了银粒子和二氧化钛的抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果，抗菌持久；将导电填料和抗菌复合材料进行合理搭配，使得油墨不仅具有导电特性，还具有持久的抗菌性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电水性油墨的制备方法，其包括以下步骤：（1）取一半水性聚氨酯树脂、抗菌复合材料和导电填料加入反应釜内搅拌均匀，滴加乳化剂；升温至85℃～90℃之间，保温1h；降温至30~40℃，先加入分散剂，然后加入水性颜料，搅拌均匀后研磨制备出色浆，过滤；（2）在色浆中加入剩余的水性聚氨酯树脂，水，中和剂，助溶剂，消泡剂，在高速搅拌机上搅拌20~30min；30~40℃下，研磨机分散，待细度达到5微米以下，包装，得水性油墨；其中，所述水性油墨由如下重量配比的组分组成：水性聚氨酯树脂30～35份、水性颜料30～35份、水20~25份、中和剂5~10份、乳化剂1~3份、分散剂5~10份、消泡剂0.1~0.5份、助溶剂5~10份、抗菌复合物0.1~1份及导电填料0.1~1份。

【技术特征摘要】
1.一种导电水性油墨的制备方法，其包括以下步骤：（1）取一半水性聚氨酯树脂、抗菌复合材料和导电填料加入反应釜内搅拌均匀，滴加乳化剂；升温至85℃～90℃之间，保温1h；降温至30~40℃，先加入分散剂，然后加入水性颜料，搅拌均匀后研磨制备出色浆，过滤；（2）在色浆中加入剩余的水性聚氨酯树脂，水，中和剂，助溶剂，消泡剂，在高速搅拌机上搅拌20~30min；30~40℃下，研磨机分散，待细度达到5微米以下，包装，得水性油墨；其中，所述水性油墨由如下重量配比的组分组成：水性聚氨酯树脂30～35份、水性颜料30～35份、水20~25份、中和剂5~10份、乳化剂1~3份、分散剂5~10份、消泡剂0.1~0.5份、助溶剂5~10份、抗菌复合物0.1~1份及导电填料0.1~1份。2.根据权利要求1所述的导电水性油墨的制备方法，其特征在于，所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯片、石墨和纳米铝粉按质量比4:2:1:1:2:1混合组成；所述导电填料制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将碳纳米管、纳米铝粉、纳米石墨分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳1~2h，让纳米材料充分进入孔道中，然后抽滤；抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯片水溶液中，30~60min，然后再次抽滤；再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤，在真空条件下120℃烘干，即得导电填料。3.根据权利要求1所述的导电水性油墨的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合材料的制备方法如下：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W；（2）称取氧化锌量子点配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点；（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理；（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；干燥得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点；（6）将0.1~0.3mol/L钛源加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点；（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理；（8）称取多孔石墨烯配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液；超声搅拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的负载氧化锌的石墨烯量子点和步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆庚，
申请(专利权)人：佛山市高明区尚润盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44