一种无涂层纸用水性防水热升华墨水的制备方法与流程

本发明涉及数码印花墨水领域，具体涉及一种无涂层纸用水性防水热升华墨水的制备方法。

背景技术：

1、无涂层热转印墨水是数码印花墨水的一种，数码印花是近年来比较热门的一种技术。数码印花是通过各种数字化手段如：扫描、数字相片、图像或计算机制作处理的各种数字化图案输入计算机，再通过电脑分色印花系统处理后，由专用的rip软件，通过对其喷印系统将各种专用染料直接喷印到各种织物或其它介质上，再经过处理加工后，在各种纺织面料上获得所需的各种高精度的印花产品。数码印花技术相对于传统印花有很大的优势：数码印花的生产过程使原有的工艺路线大大缩短，接单速度快，打样成本大大降低；数码印花技术的原理使得其产品打破了传统生产的套色和印花长度的限制，可以使纺织面料实现高档印刷的印制效果；真正实现了小批量、快反应的生产过程，生产批量不受任何限制；高精度的喷印过程无须蒸化固色、皂洗和水洗，印花环节不耗蒸汽、煤、水，不产生污水的数码印花。

2、目前金属板材进行升华转移印花的工艺是：在金属板材上均匀涂上水性胶水，然后将凹版印刷花型图案的无涂层纸贴合在板材上，再在纸上均匀刷涂胶水，让纸与金属板材表面充分贴合，并将板材放入180-200℃*10min的烘箱中进行升华转印成型。

3、然而现有数码印花用热升华墨水不具备防水性，原因是水性喷墨打印的热升华墨水，在配方设计上，让墨水体系具有良好的保湿性，确保喷头连续打印输出的流畅性，实现工业化生产，因此在保湿性与防水性这两个问题上，产生了矛盾，导致目前金属板材未能实现数码印花工艺规模化生产。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无涂层纸用水性防水热升华墨水的制备方法。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、一种无涂层纸用水性防水热升华墨水的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)不同染料分散液制备：

5、分别称取分散染料、分散剂、第一保湿剂、ph缓冲剂、杀菌剂混合至去离子水内，投入研磨机中研磨，研磨结束后，过滤，得到染料分散液；

6、(2)墨水成品的制备：

7、将水性改性丙烯酸树脂、表面活性剂、第二保湿剂和去离子水混合，搅拌均匀之后，再加入染料分散液，再次搅拌均匀，然后过滤后包装，即得到所需墨水。

8、优选地，步骤(1)内，分散染料、分散剂、第一保湿剂、ph缓冲剂、杀菌剂和去离子水的重量比为20-30：20-40：10-20：0.1-0.5：0.2-0.4：10-20。

9、优选地，步骤(1)内，所述染料分散液为青色分散液、品红色分散液、黄色分散液和黑色分散液中的一种。

10、优选地，所述青色分散液中的分散染料为分散蓝60、分散蓝359、分散蓝165中的一种。

11、优选地，所述品红色分散液中的分散染料为分散红356、分散红343、分散红195、分散红60中的一种。

12、优选地，所述黄色分散液中的分散染料为分散黄3rw、溶剂黄114、分散黄54中的一种。

13、优选地，所述黑色分散液中的分散染料为分散蓝、分散橙、分散棕、分散黄按照重量比为1-4:1-4:1-4:1-4混合；其中分散蓝为分散蓝27、分散蓝60、分散蓝359、分散蓝360中的一种，分散橙为分散橙73，分散黄为溶剂黄114、分散黄3rw、分散黄54中的一种；分散棕为分散棕27。

14、更优选地，所述黑色分散液中的分散染料为分散蓝、分散橙、分散棕、分散黄按照重量比为2:1:3:1混合。

15、优选地，步骤(1)内，所述研磨机使用的研磨珠粒径为0.1-0.35mm，研磨至粒度小于200nm。

16、优选地，步骤(1)内，所述分散剂为木质素磺酸钠、甲基丙烯酸钠、丙烯酸烷基酯/苯乙烯磺酸钠共聚物钠盐中的一种或多种。

17、优选地，步骤(1)内，所述ph缓冲剂为一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、amp95中的一种或多种。

18、优选地，步骤(2)内，水性改性丙烯酸树脂、表面活性剂、第二保湿剂、去离子水和染料分散液的重量比为5-20：0.1-1：15-30：10-20：25-50。

19、优选地，所述第一保湿剂和所述第二保湿剂均为甘油、丙二醇、二甘醇、乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的一种或多种。

20、优选地，步骤(1)内，所述的杀菌剂为bit-20

21、优选地，步骤(2)内，表面活性剂为炔二醇类非离子表面活性剂，包括二甲基辛炔二醇或四甲基癸炔二醇。

22、优选地，步骤(1)内，所述水性改性丙烯酸树脂的制备方法包括：

23、s1、称取2,4-二氨基嘧啶和双酚a混合在n-甲基吡咯烷酮中，搅拌至充分后，再加入固体甲醛，在125-155℃下搅拌处理6-8h，搅拌速度是150-250r/min，得到反应溶液a；

24、其中，2,4-二氨基嘧啶、双酚a、固体甲醛和n-甲基吡咯烷酮的质量体积比例是(2.2-4.4)g：(2.3-4.6)g：(0.6-1.2)g：100ml；

25、s2、将反应溶液a降温至室温，然后中向其中加入2-异氰基丙烯酸乙酯，在室温条件下搅拌3-6h，搅拌速度是200-300r/min，得到反应溶液b；

26、其中，2-异氰基丙烯酸乙酯和反应溶液a的质量体积比例是(2.8-5.6)g：100ml；

27、s3、向反应溶液b内加入蒸馏水，蒸馏水加入量是反应溶液b体积的2-3倍，震荡洗涤，重复洗涤3-5次后，收集合并分离出的有机相，在80-100℃的真空箱内干燥，得到嘧啶基苯并噁嗪单体；

28、s4、将乳化剂加入去离子水内，搅拌均匀后，依次加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和嘧啶基苯并噁嗪单体，再加入引发剂，再次混合均匀，得到改性丙烯酸预乳液；

29、其中，乳化剂为十二烷基硫酸钠，引发剂为过硫酸钠，丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、嘧啶基苯并噁嗪单体、乳化剂、引发剂和去离子水的质量体积比为(5-10)g：(20-25)g：(10-20)g：(10-20)g：(20-30)g：(0.75-1.5)g：100ml；

30、s5、称取去离子水升温至80-90℃，逐滴地加入改性丙烯酸预乳液，滴加速度是30-50滴/min，全部滴加后，继续保温搅拌2-4h，出料后，得到水性改性丙烯酸树脂；

31、其中，改性丙烯酸预乳液和去离子水的体积比为1:1-1.5。

32、本发明的有益效果为：

33、1、本发明开发了一套四色墨水，分别是c-青色、m-品红色、y-黄色、k-黑色，四色墨水均为对环境友好的水性喷墨墨水，能够确保连续打印的流畅，适用于epson i3200/4720/5113/dx5/dx7等喷头的数码印花机性。在无涂层纸上打印，呈现出良好的色彩鲜艳度，墨水干燥后具有良好的防水性能，能有效替代传统金属板材的凹版印刷。

34、2、本发明通过在墨水中加入了水性改性丙烯酸树脂和保湿剂，解决了保湿性与防水性这两个矛盾问题，不仅保证墨水在数码印花机墨路上的保湿，不至喷头干头现象，实现连续工业化打印生产，而且打印输出的花型图案在无涂层纸上，自然干燥后具有良好的防水性，图案接触水性胶水也不会洇色。

35、3、本发明制备的水性改性丙烯酸树脂型墨水，在丙烯酸树脂的制备过程中，加入了嘧啶基苯并噁嗪单体作为聚合单体之一，嘧啶基苯并噁嗪单体的结构中不仅含有噁嗪环结构，而且还含有嘧啶基团；噁嗪环结构的刚性较强，能够提升丙烯酸墨水的耐收缩性，但是表面张力过高，从而影响到油墨的附着力和流畅性表现；嘧啶基团的耐水性强、固色性好，能够提升丙烯酸墨水的防水性和着色力。

36、4、嘧啶基苯并噁嗪单体的制备是采用2,4-二氨基嘧啶作为二元胺、双酚a作为二元酚、2-异氰基丙烯酸乙酯作为异氰基和双键供体，最终合成得到了含有端烯烃、嘧啶基团、噁嗪环结构的嘧啶基苯并噁嗪单体。

37、5、经过对于最终制备的墨水进行后续检测，发现相比较于常规的水性丙烯酸树脂主料墨水，本发明以水性改性丙烯酸树脂作为主料的墨水打印流畅性表现优秀，待机性以及耐水性都有较好的表现，此外，还具有一定的抑菌效果，同时干燥速度也有所加快。