数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法。本发明专利技术所述的油墨包括聚氨酯丙烯酸酯预聚物、活性单体、颜料、光引发剂、分散剂和其它添加剂等，其中的聚氨酯丙烯酸酯预聚物具有粘度低，柔韧性好等特点，油墨中不含有有机溶剂。依照本发明专利技术，将上述各物质按照一定比例混合，可制得具有广泛的面料适应性，良好储存稳定性和柔软性的数码印染油墨。

【技术实现步骤摘要】
数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法
本专利技术涉及一种紫外光固化油墨及其制备方法，特别涉及一种数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法。
技术介绍
数码印染技术是一种全新的纺织印花技术，它是通过计算机控制打印系统将专用油墨直接喷射在棉、麻、丝、化纤等织物上，从而印制出各种图案与花纹。与传统生产工艺比较，数码印染工艺有五大优点：一是生产效率高，二是产品质量好，三是可以任意批量生产，四是节约能源，五是基本没有环境污染。数码印染技术近几年在国际上应用越来越广泛，这是计算机技术与印染行业结合的产物，不仅可以达到传统印花的效果，而且可以做到传统印花机不能比拟的特殊效果，完全改变了传统的印花理念，开拓了印花的新时代。数码印染所采用的喷墨技术主要有两种，即连续喷墨技术(ContinucusInk Jet，CIJ)和按需喷墨技术(Drop-On-Demand，DOD)。按需喷墨技术可分成两种：压电晶体(Piezoelectric)技术和热发泡技术。压电晶体技术是由计算机发出信号通过压电晶体的伸缩对油墨施加一个微小的压力，使油墨从喷嘴中喷出。热发泡技术是由计算机信号控制将一个电阻器加热到一定温度，使墨水产生雾状气泡，雾状气泡冷却或破灭形成墨滴自喷嘴喷出形成图案。喷墨技术的不同，对数码印染用油墨的要求也不同，例如热发泡式喷头使用的墨水粘度在3-5厘泊(25℃)，而压电晶体式喷头使用的油墨粘度则在5-20厘泊(25℃)。目前数码印染油墨按照着色剂的不同可分为染料型和颜料型；按照体系中的主要组份可分为水性、溶剂性和光固化型。喷墨印花用着色剂分为-->两类，即水溶性的染料和水不溶性的有机或无机颜料。染料着色剂的主要优点是色谱齐全，色彩鲜艳，得色强度高；具有优良的水溶性，制作油墨方便，成本低，易于制成高浓度的油墨，油墨的稳定性好，不易堵塞喷头，打印质量好，适用于快速喷墨印花；不存在生态环保问题。可以使用的染料包括活性染料、酸性染料和分散染料等，分别适用于棉、蚕丝/锦纶、涤纶织物的印花。其配制过程一般是将水溶性染料、保湿剂、催干剂、粘度调节剂、pH调节剂、防霉剂和纯净水一起配成水型墨水。目前喷墨印花机使用的商品化印墨大多数属于这一类。但是由染料配制的油墨所印制的印花产品普遍存在着耐水牢度和耐光牢度差，易沾污等缺点。特别是目前由喷墨印花印制的纺织品的附加价值非常高，对牢度的要求也明显比一般织物高。另外对于不同的织物必须选择不同的染料，无法找到一种染料型油墨可以对混纺的织物(比如涤棉混纺)进行印染。要解决这些问题，运用颜料进行喷墨印花是一个重要的发展方向。颜料着色剂的最大优点在于其优良的耐光牢度和耐水牢度。但伴随着颜料着色剂的加入也产生了新的问题，因为颜料不溶于水和溶剂，因而在用颜料配制油墨时，存在分散的问题，无论是水性还是溶剂性油墨都需要把颜料研磨成很细的微粒，并分散均匀制成印墨。颜料颗粒一旦出现聚集将导致对喷嘴的堵塞，能否做到油墨体系的稳定是该类油墨的关键之一。按照油墨中主要组份的不同又将油墨分为水性和溶剂性两大类，典型的水性油墨中主要包括水、着色剂(染料或者颜料)和各种添加剂(包括分散剂，流平剂，消泡剂，增塑剂，紫外线吸收剂等等)。对于工业生产水性油墨存在一个缺陷，那就是干燥问题，水的干燥需要太长的时间，即使有加热器的存在也大大限制了生产速度的提高。与此不同，溶剂性油墨因为有机溶剂的快速挥发性，干燥不再是限制生产速度的因素，但因大多数有机溶剂都存在毒性、易燃性等环保的问题，不宜在数码印染中采用溶-->剂性油墨。应用于丝网印刷上的紫外光固化油墨已经产业化，在许多早期的专利上都有介绍，如JP-A-63102836，U.S.Pat.4303924，EP-A-0540203和WO97/31071等。但是对于运用在数码打印上的紫外光固化油墨必须根据数码打印的特点，包括低粘度，最佳的表面张力，低挥发性，储存稳定性，油墨对底材的附着性等等来设计。Coates Brothers公司的Nigel等人在U.S.Pat.6586492中提出了一种运用在数码打印的紫外光固化油墨的配比，其粘度控制在40-130℃下小于25厘泊，可固化组份的重量比在35-98％。Spectra公司的Mejiritski等人在U.S.Pat.6586494中对运用在3-D模型上的数码打印用紫外光固化油墨进行了详细叙述，提出预聚物的低收缩性对油墨的重要性，同时认为油墨的粘度值应为10-50厘泊(50-140℃)。但是应用在数码印染中的紫外光固化油墨，迄今为止尚未有专利报道。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是公开一种数码印染用紫外光固化油墨及其制备方法，以克服水性和溶剂性油墨的上述缺点。本专利技术的数码印染用紫外光固化油墨的组分和重量百分含量包括：聚氨酯丙烯酸酯预聚物      5-30％活性单体                  50-85％颜料                      1-5％光引发剂                  3-8％光引发协同剂              0.1-1％表面活性剂                0.1-1％分散剂                    0.5-3％其它添加剂                0.1-2％。所说的聚氨酯丙烯酸酯预聚物，是根据数码印染的特点而设计的。聚-->氨酯(PU)具有柔韧性好、粘接强度大等优点，但存在耐温性能不佳、耐水性差等缺点，丙烯酸树脂(PA)具有较好的耐水性、耐候性，但存在硬度大、不耐溶剂等缺点，聚氨酯丙烯酸酯可以把二者的优点结合起来，克服各自的缺点，发挥协同作用的优势。由于聚氨酯丙烯酸酯预聚物的大分子结构中同时带有氨基甲酸酯和羧酸酯结构单元，综合了聚氨酯和丙烯酸树脂的优良性能，具有较高的光固化速度、良好的附着力、柔韧性、耐磨性、耐低温性及突出的高弹性和伸长率，正好满足数码印染的要求。聚氨酯丙烯酸酯的制备方法可采用《印刷油墨、涂料、色漆紫外光和电子束固化配方》(R.霍尔曼主编，北京原子能出版社出版)中公开的方法进行制备，一般是将二异氰酸酯(A)与等当量的(甲基)丙烯酸羟酯(B)在低温下反应，生成含异氰酸基团的氨基甲酸酯的加成物(二聚体)，再将此加成物同各种饱和或不饱和多羟基聚合物(C)反应，得到聚氨酯丙烯酸酯；也可先使二异氰酸酯与多羟基聚合物反应，再与丙烯酸羟酯反应形成聚氨酯丙烯酸酯。聚氨酯丙烯酸酯中C组分多羟基聚合物一般为端羟基的低分子聚酯或聚醚，如聚乙二醇(PEG)、环氧丙烯聚醚二元醇(PPG)、四氢呋喃聚醚二元醇(PTMG)、聚氧化丙烯醚(PPO)及聚丁烷二醇(PBD)、蓖麻油等。C组分提供PUA分子结构中的软链段，它的类型对聚氨酯丙烯酸酯预聚物的动态力学性质影响很大。柔软的PBD链比PPG链更易做微布朗运动，因而含PBD的聚氨酯丙烯酸酯分子HMDI/HEA/PBD(HEA为丙烯酸羟乙酯)，其玻璃化温度Tg的相关位置峰就比HMDI/HEA/PPG分子低。C组分对光交联后网络的力学性质的影响也很明显，软链段长度越大，形成的PU网络的刚性就越小，因而断裂强度越小，而断裂伸长率越大。若采用含不饱和键的多羟基聚合物作C组分，则多羟基聚合物内的双键也可参与光交联，使交联密度增本文档来自技高网...

【技术保护点】
数码印染用紫外光固化油墨，其特征在于，组分和重量百分含量包括：聚氨酯丙烯酸酯预聚物５－３０％活性单体５０－８５％颜料１－５％光引发剂３－８％光引发协同剂０．１－１％表面活性 剂０．１－１％分散剂０．５－３％其它添加剂０．１－２％。所说的活性单体为单官能度单体、双官能度单体和三官能度或多官能度单体的混合物；其中：单官能度单体的重量含量为单体总量的５０－７０％，双官能度单 体的重量含量为单体总量的１５－４０％，三官能度或多官能度单体的重量含量为单体总量的５～２０％；所说的颜料选自酞氰颜料、喹吖啶酮颜料、偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料或炭黑颜料中的一种；所说的分散剂选自超分散剂；所说的光引发剂 和光引发协同剂选自２，２－二甲基－２－羟基－苯乙酮、１－羟基－１－环乙基－苯丙酮、１－羟基环己基苯基甲酮、２，２－二甲氧基－２－苯基苯乙酮、２－异丙基硫杂蒽酮、甲基二乙醇胺、４－二甲胺基苯甲酸乙酯、２，４，６－三甲基苯甲酰基－二苯基氧化膦、双甲基氨－对氧氮环丁酮、２，４，６－三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯或２－甲基－１－（４－甲硫基苯基）－２－吗啉－１－丙酮中的一种；。...

【技术特征摘要】
1.数码印染用紫外光固化油墨，其特征在于，组分和重量百分含量包括：聚氨酯丙烯酸酯预聚物    5-30％活性单体                50-85％颜料                    1-5％光引发剂                3-8％光引发协同剂            0.1-1％表面活性剂              0.1-1％分散剂                  0.5-3％其它添加剂              0.1-2％。所说的活性单体为单官能度单体、双官能度单体和三官能度或多官能度单体的混合物；其中：单官能度单体的重量含量为单体总量的50-70％，双官能度单体的重量含量为单体总量的15-40％，三官能度或多官能度单体的重量含量为单体总量的5～20％；所说的颜料选自酞氰颜料、喹吖啶酮颜料、偶氮颜料、苯并咪唑酮颜料或炭黑颜料中的一种；所说的分散剂选自超分散剂；所说的光引发剂和光引发协同剂选自2，2-二甲基-2-羟基-苯乙酮、1-羟基-1-环乙基-苯丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-异丙基硫杂蒽酮、甲基二乙醇胺、4-二甲胺基苯甲酸乙酯、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、双甲基氨-对氧氮环丁酮、2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯或2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮中的一种；2.根据权利要求1所述的数码印染用紫外光固化油墨，其特征在于，聚氨酯丙烯酸酯预聚物的数均分子量为1000-2000。3.根据权利要求1所述的数码印染用紫外光固化油墨，其特征在于表面活性剂选自全氟烷基酯化物或含亲油基的全氟烷基低聚物的氟表面活性剂。4.根据权利要求1所述的数码印染用紫外光固化油墨，其特征在于，所说的单官能度的活性单体选自苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯-2-吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文彬，陈大俊，王夏琴，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]