一种氧化铬喷墨打印墨水及其制备方法与用途技术

本发明专利技术提供一种喷墨打印墨水，包括以下质量百分比的各组分：氧化铬，0.1～10％；稀释剂：90～99.9％；所述墨水的粘度为为1～10mPa

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铬喷墨打印墨水及其制备方法与用途


[0001]本专利技术属于喷墨打印
，具体涉及一种可用于制备高光谱伪装涂层的具有超高稳定性的氧化铬颜料喷墨打印墨水及其制备方法与用途。

技术介绍

[0002]喷墨打印技术是一种数字化图案化的印刷技术，具有无模板、非接触以及节约油墨的特点。起初，该技术主要应用于办公文档印刷和数码印花行业。随着技术进步，在材料领域，尤其是功能材料领域，对数字化图案化的材料沉积技术和涂层制备技术的需求越来越迫切。
[0003]喷墨打印技术迁移至功能材料领域的关键在于承载功能材料的墨水制备技术。喷墨打印墨水主要分为染料型墨水和颜料型墨水两种，染料型墨水在打印过程中完全溶解在溶剂当中，通常染料墨水承载的材料为可溶于常用墨水溶剂的有机材料，经过打印之后，能够吸附或者键合在承印物上。因为有机材料的吸光度通常很强，而且吸收峰很窄，这类墨水的颜色鲜艳、饱和度高，同时由于墨水体系是均相的溶液，打印稳定性好，不易堵塞喷头。但是这类墨水对承印物的要求较高，而且有机材料的耐光、耐水性通常较差，无法满足户外使用需求；颜料型墨水在打印过程中颜料以颗粒的形式分散在含有树脂的溶剂中，是一种悬浊液体系，打印之后，颜料被包裹在树脂当中粘附在承印物上，所以具有更广泛的承印物选择范围，而且由于树脂的包覆，具有良好的耐候性能，而且颜料的选择范围很广泛，是理想的功能材料墨水体系，但是由于功能材料通常是在机械力的作用下粉碎成小颗粒并分散在体系中的，存在聚集成大颗粒或沉降从而堵塞喷头的风险，打印稳定性较差。所以，如何对现有的颜料型墨水的配方和/或制备工艺进行改进以克服上述缺陷，已成为当前本领域的重要研究课题。
[0004]氧化铬作为一种的绿色颜料，其涂层在400
‑
1200nm具有与绿色植物叶片类似的光谱反射特性，具有用作高光谱伪装涂层的潜力。在军事伪装领域，伪装手段用于降低军事目标在侦察设备中的信号与作战环境背景中的显著性，从而降低军事目标的被发现概率。针对近年来发展迅猛的高光谱侦察技术，军事目标伪装后的效果需要在可见近红外波段(400
‑
2500nm)具有与环境背景近乎相同的光谱反射特性才能够躲避高光谱的侦察识别。
[0005]传统的迷彩伪装网制备工艺是将单色涂料刮涂至底网布上，再将不同颜色的涂布进行裁剪后拼接形成迷彩图案。这种工艺十分繁琐，图案可设计性差，制备重复性差。然而，喷墨打印技术可以避免繁杂的裁剪和拼接，可以根据数字化的图案设计，精确的可重复的获得需要的迷彩图案。然而，氧化铬伪装涂层的喷墨打印制备尚未被报道过，而且颜料型墨水存在的沉降稳定性差的问题严重影响喷墨打印的成本和效率。
[0006]专利CN109517442A公开了一种宽幅打印机用水性颜料墨水及其制备方法和应用，墨水由以下质量百分数的组分组成：颜料1.5
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l5wt％,水性助溶剂5
‑
30wt％，水性聚合物分散体1
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30wt％，成膜助剂0.1
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5wt％，水性流变助剂0.1
‑
5wt％，表面活性剂0.1
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10wt％，保湿剂0.1
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2wt％,pH调节剂0.1
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lwt％、杀菌剂，余量为水。其中，该颜料为二氧化铁、碳酸钙、
滑石粉、氧化铁、群青、镍或铬锑钛氧化物、硫化锌、氧化铭及炭黑中的一种或两种及以上的组合物。然而，该氧化铬颜料墨水配方组分复杂，其中聚合物的分子量过大或过小均对墨水的分散稳定性有直接影响，需要精准控制，增加了工艺操作难度。
[0007]鉴于此，寻找合适的化学手段制备粒径与沉降稳定性满足喷印要求的氧化铬颜料及喷印墨水，是数字化、图案化、高利用率的制备模拟绿色植被涂层的迫切需求。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种喷墨打印墨水，通过控制一步原位溶剂反应的反应条件可得到氧化铬胶体，再加入稀释剂稀释，制得具有超高分散稳定性的氧化铬颜料墨水，避免了传统颜料墨水中的常规机械研磨、分散等技术，从根本上消除了氧化铬颜料墨水沉降稳定性差的问题。
[0009]本专利技术提供一种喷墨打印墨水，所述墨水包括以下质量百分比的各组分：
[0010]一种喷墨打印墨水，所述墨水包括以下质量百分比的各组分：
[0011]氧化铬，0.1～10％；
[0012]稀释剂：90～99.9％；
[0013]所述墨水的粘度为1～10mPa
·
s，表面张力为25～60mN/m，在1200
‑
2500波段内具有部分绿色植物叶片的反射特性。
[0014]进一步地，所述氧化铬的粒径小于1微米，优选200～800nm。
[0015]进一步地，所述稀释剂包括二乙二醇二乙醚、乙醇、二乙二醇二甲醚、二甲苯、甘油或石油醚中的一种或两种以上。
[0016]进一步地，所述墨水包括以下质量百分比的组分：
[0017]氧化铬：0.1～5％；
[0018]乙酰丙酮：0.1～5％；
[0019]稀释剂：90～99.8％。
[0020]进一步地，所述墨水由以下质量百分数的组分组成：
[0021]0.5％的氧化铬、0.5％的乙酰丙酮和99％的所述稀释剂。
[0022]优选地，所述乙酰丙酮是在氧化铬制备过程中原位生
[0023]成的组分，由于乙酰丙酮与氧化铬具有很强的亲和能力，作为配体包覆在氧化铬颗粒表面，按照所述一定配比加入到二乙二醇二乙醚中得到热力学稳定的分散体系，作为氧化铬喷墨打印墨水。氧化铬在可见光400
‑
780nm和部分近红外波段780
‑
1200nm具有类似于绿色植物叶片的反射光谱特性，能够用于制备高光谱伪装图层。不仅如此，本专利技术墨水制备的涂层在更长波段1200
‑
2500nm也具有部分绿色植物叶片的反射特性，在整个可见光近红外波段与绿色植物叶片光谱相似系数达到0.9043。
[0024]本专利技术还提供一种前述喷墨打印墨水的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0025]步骤S1：将乙酰丙酮铬分散在反应溶剂中，搅拌均匀形成原料液，在180
‑
200℃的温度下发生溶剂热反应，经过12
‑
48h生成胶粒粒径在微纳级的氧化铬胶体，所述反应溶剂包括乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或两种以上，所述乙酰丙酮铬和所述反应溶剂的质量比为1～10：159～160；
[0026]步骤S2：将步骤S1生成的所述氧化铬胶体在25～75℃，优选在45～55℃下进行旋
蒸浓缩，然后加入稀释剂中，经过滤得到氧化铬喷墨打印墨水。
[0027]进一步地，步骤S1中，将所述乙酰丙酮铬和所述反应溶剂的原料液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，置于烘箱进行所述溶剂热反应。所述高压反应釜为密闭体系，压力是随反应温度变化。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷墨打印墨水，其特征在于，所述墨水包括以下质量百分比的各组分：氧化铬，0.1～10％；稀释剂：90～99.9％；所述墨水的粘度为为1～10mPa
·
s，表面张力为25～60mN/m，在1200
‑
2500波段内具有部分绿色植物叶片的反射特性。2.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述氧化铬的粒径小于1微米，优选200～800nm。3.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述稀释剂包括二乙二醇二乙醚、乙醇、二乙二醇二甲醚、二甲苯、甘油或石油醚中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述墨水包括以下质量百分比的组分：氧化铬：0.1～5％；乙酰丙酮：0.1～5％；稀释剂：90～99.8％。5.根据权利要求4所述的喷墨打印墨水，其特征在于，所述墨水由以下质量百分数的组分组成：0.5％的氧化铬、0.5％的乙酰丙酮和99％的所述稀释剂。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述的喷墨打印墨水的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海峰，谢东津，周珅，祖梅，罗秋懿，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：