一种热升华水性油墨及其制备方法与流程

本技术涉及水性油墨制备，更具体地说，它涉及一种热升华水性油墨及其制备方法。

背景技术：

1、热升华转印是将装有热升华转印墨水的喷墨打印机以镜像方式打印在热升华转印用喷墨纸上，再经过热转印设备加热，使热转印纸上的热转印墨升华渗入到承印物上，从而将纸上的彩色图像转印到塑料制品表面上的一种工艺。

2、热升华转印常用的油墨为水性油墨。水性油墨是由水性高分子乳液、分散颜料、表面活性剂及相关添加剂经化学过程和物理混合而制得的水基印刷油墨，由于它是用水来代替传统油墨中占30%～70%的有毒有机溶剂，使油墨中含有的挥发性有机溶剂较少，故在印刷过程中对工人的健康影响较小，对大气环境污染较小，提高了安全性。

3、但是正是因为水性油墨以水为溶剂，水的挥发速度较慢，因而水性油墨干燥时间较长，且干燥速度快慢是检验水性油墨的一个重要指标。当干燥性能不佳时，容易出现图案晕染的情况，从而容易影响印刷质量。

4、因此，亟需制备一种干燥性能较佳的水性油墨。

技术实现思路

1、为了进一步提高水性油墨的干燥性能，本技术提供一种热升华水性油墨及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种热升华水性油墨，采用如下的技术方案：

3、一种热升华水性油墨，主要由如下重量份数的原料组成：分散颜料25-40份、水性丙烯酸树脂30-50份、消泡剂1-2份、表面活性剂1-2份、分散剂1-2份、流平剂0.1-0.5份、防沉剂0.5-0.8份、水50-60份、改性剂3-6份、辅助剂1-4份、亚麻籽油2-3份、润湿剂1-2份，所述辅助剂包括二氧化钛和硅胶，所述改性剂包括改性膨胀蛭石和聚醚改性七甲基三硅氧烷，所述改性膨胀蛭石的制备方法，包括如下步骤：s1、将碱木质素、水、膨胀蛭石混合，加热，过滤、干燥，随后进行热处理，得到预处理膨胀蛭石；s2、将石蜡和吐温-80混合，加热熔化，随后加入水，搅拌，得到石蜡乳液；将石蜡乳液加热，随后与甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅混合，得到反应液，将反应液与过硫酸铵、丙烯酸混合，反应、抽滤、洗涤、烘干、研磨，得到改性二氧化硅；s3、将分子筛、聚乙烯吡咯烷酮、水、石膏、步骤s2得到的改性二氧化硅混合，搅拌，得到悬浮液，将悬浮液与海藻酸钾混合，随后加入步骤s1得到的预处理膨胀蛭石，得到浆液，将浆液、氯化钙溶液混合，静置离心过滤，得到沉淀物，将沉淀物干燥，即得。

4、通过采用上述技术方案，水性油墨由多种组分复配得到，对多种组分的配比进行调整，使得多种组分的配比达到最佳，通过引入改性剂、辅助剂、表面活性剂、分散剂、防沉剂等多种原料，多种原料相互配合，共同作用，表面活性剂、分散剂便于提高改性剂、辅助剂在水性油墨中的分散均匀性，防沉剂便于提高改性剂、辅助剂在水性油墨中的悬浮性，改性剂与辅助剂相互作用，进而提高油墨的干燥速度；

5、改性剂中的改性膨胀蛭石采用自制的方式，其中，采用碱木质素对膨胀蛭石进行预处理，预处理后的膨胀蛭石具有内交联的碳层结构，便于增加膨胀蛭石的孔洞结构；分子筛比表面积佳，吸湿能力佳，便于与海藻酸钙相互配合，聚乙烯吡咯烷酮便于改善改性膨胀蛭石的孔隙结构，改性二氧化硅具有储热、放热的作用，便于传递打印后油墨中的热量；油墨打印前期，改性膨胀蛭石中由于分子筛、改性二氧化硅、海藻酸钙等的作用，使得吸水能力降低，油墨经过打印机打印到纸上后，携带部分热量，改性膨胀蛭石中的改性二氧化硅增加了热量的积聚量；在热量的作用下，水分子运动速度加快，进而增加了改性膨胀蛭石的吸水能力，进而提高了油墨的干燥速度；水在挥发过程中携带部分热量，从而导致油墨表面温度降低，进而导致油墨墨层的干燥速度下降，改性膨胀蛭石中的改性二氧化硅起到一个热量积聚的作用，且辅助剂中的硅胶、二氧化钛导热性较低，便于进一步降低热量减少的速度，便于进一步提高油墨的干燥速度；

6、防沉剂便于减少油墨中原料出现团聚的情况；

7、流平剂便于在油墨固化之前改善溶剂体系的润湿性和流平性，以此来减少墨膜表面的缺陷。油墨中添加流平剂有助于气体释放和分散颜料分散，便于改善油墨对基材的润湿性，从而使油墨的表面张力处于一个均匀、较低的状态，且在溶剂的挥发干燥过程中，保持最佳的流平性；

8、润湿剂的加入便于降低水性体系的表面张力，使水中的一些氢键结构被重新排列，有利于水分子的逸出，同时，加快墨膜的干燥速度，表面张力的降低，便于进一步促进墨层在低临界表面张力基材上的铺展，增加与空气的接触面积，进而提高油墨的干燥速度；

9、消泡剂的加入便于减少泡沫对分散颜料粒子分散的影响。

10、优选的，所述步骤s2中的二氧化硅为预处理二氧化硅，所述预处理二氧化硅的制备方法，包括如下步骤：将水和乙醇混合，得到混合液，将混合液、气相二氧化硅混合，搅拌，得到混合物，将混合物与硅烷偶联剂混合，反应，取出反应物烘干、气流粉碎，即得。

11、通过采用上述技术方案，在制备改性膨胀蛭石的过程中，对其中的二氧化硅进行预处理，进而提高改性二氧化硅在改性膨胀蛭石的作用，进而提高制得的水性油墨的性能。

12、优选的，所述改性剂、辅助剂的质量比为(4-5):(2-3)。

13、通过采用上述技术方案，对改性剂、辅助剂的质量比进行调整，使得改性剂、辅助剂的质量比达到最佳，便于进一步提高制得的水性油墨的稳定性，提高墨层的干燥速度。

14、优选的，所述辅助剂由二氧化钛和硅胶按质量比(4-5):(2-3)组成。

15、通过采用上述技术方案，辅助剂由二氧化钛和硅胶两种组分复配得到，对两种组分的配比进行调整，使得两种组分的配比达到最佳，二氧化钛密度较高，且晶体结构稳定，便于提高油墨的抗摩擦性能，硅胶为多孔结构，吸湿性强，便于与改性剂相互配合，便于进一步提高水性油墨的性能。

16、优选的，所述改性剂由改性膨胀蛭石和聚醚改性七甲基三硅氧烷按质量比(4-5):(1-2)组成。

17、通过采用上述技术方案，改性剂由改性膨胀蛭石和聚醚改性七甲基三硅氧烷两种组分复配得到，对两种组分的配比进行调整，使得两种组分的配比达到最佳，便于更好的与水性油墨中的辅助剂、表面活性剂等配合作用，进而提高水性油墨的干燥速度和稳定性，改性膨胀蛭石的加入便于进一步提高水性油墨的干燥速度，聚醚改性七甲基三硅氧烷便于很好的连接有机相和水相，便于进一步降低水剂表面张力，降低油墨的静态表面张力，进而与润湿剂相互配合，改善油墨在低表面能基材上的润湿性，同时具有较强的抗收缩能力，提高油墨在基材表面的附着强度。

18、优选的，所述防沉剂由聚酰胺蜡、凹凸棒土按质量比(1-2):(2-3)组成。

19、通过采用上述技术方案，防沉剂由聚酰胺蜡、凹凸棒土两种组分复配得到，对两种组分的配比进行调整，使得两种组分的配比达到最佳，便于减少油墨中分散颜料出现团聚沉淀的情况，便于进一步提高水性油墨的稳定性。

20、优选的，所述表面活性剂由烷基苯磺酸、4，4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)按质量比(5-6):(1-2)组成。

21、通过采用上述技术方案，表面活性剂由烷基苯磺酸、4，4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)两种组分复配得到，对两种组分的配比进行调整，使得两种组分的配比达到最佳，烷基苯磺酸、4，4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)两种组分相互配合，便于降低水性油墨体系的表面张力，进而提高水性油墨之间的位阻效应和静电排斥作用，使得原本吸附于颗粒上的水分子游离在分散介质之中，在墨膜成膜干燥的过程中易于释放，进而与辅助剂、改性剂相互配合，增加油墨的干燥速度。

22、优选的，所述分散剂为油酸酰胺、十二烷基硫酸钠中的任意一种。

23、通过采用上述技术方案，分散剂可以进入油墨原料粒子之间的空隙，使固体粒子的表面产生定向吸附，以此来改变固体粒子的表面能，同时让粒子表面附着带电离子，这样就会产生双电层，可以影响粒子的相互聚集，保证了油墨中分散颜料的分散体系的相对稳定，另外，对分散剂的选择进行筛选，便于更好的与水性油墨中的表面活性剂、防沉剂相互配合，以便进一步提高水性油墨的稳定性。

24、第二方面，本技术提供一种热升华水性油墨的制备方法，采用如下技术方案：

25、一种热升华水性油墨的制备方法，包括如下步骤：（1）将分散颜料、分散剂、1/3-1/2的水混合，研磨，得到预混料；（2）将步骤（1）得到的预混料、水性丙烯酸树脂、表面活性剂、防沉剂、改性剂、辅助剂、亚麻籽油、润湿剂、消泡剂、流平剂、剩余的水，混合，用滤膜过滤，即得。

26、通过采用上述技术方案，热升华水性油墨的制备方法简单，制得的水性油墨稳定性佳，不容易出现分层和沉淀的问题，同时，干燥速度较佳。

27、综上所述，本技术具有以下有益效果：

28、1、本技术的热升华水性油墨，通过引入改性剂、辅助剂、表面活性剂、分散剂、防沉剂等多种原料，多种原料相互配合，共同作用，表面活性剂、分散剂便于提高改性剂、辅助剂在水性油墨中的分散均匀性，防沉剂便于提高改性剂、辅助剂在水性油墨中的悬浮性，改性剂与辅助剂相互作用，便于提高油墨的干燥速度。

29、2、本技术的热升华水性油墨，制备方法简单，制得的水性油墨稳定性佳，不容易出现分层和沉淀的问题，同时，干燥速度较佳。