含有聚氨酯聚合物的水性喷墨油墨的制作方法

背景技术：

1、本公开涉及一种水性油墨，其含有水性媒介物、颜料、用于分散颜料的聚合物分散剂、以及作为粘合剂的聚氨酯聚合物。该水性媒介物含有在环境大气压下沸点不高于230℃的有机溶剂。

2、喷墨印刷是非击打式数字印刷工艺，其中油墨液滴沉积在基材诸如纸张上，以形成所期望的图像。喷墨印刷机配备有油墨组，对于全彩色印刷，该油墨组典型地包括青色油墨、品红色油墨、黄色油墨和额外的黑色油墨(cmyk)，其中黑色油墨是最常见的油墨。对于透明基材如透明塑料，通常需要白色油墨来增强彩色图像。在这种情况下，油墨组典型地包括cmykw油墨。

3、除了小型办公室/家庭办公室的常规桌面印刷之外，喷墨印刷对于其他市场也变得越来越重要。数字印刷方法在商业和包装印刷中越来越受欢迎，并且提供了优于常规印刷方法如丝网印刷、平版印刷、柔版和凹版印刷的若干优势。喷墨数字印刷消除了与丝网和印版制备相关的安装费用，并有可能实现成本有效的小批量生产。在这些新的应用中喷墨的扩展已经将对于直接印刷的需求带到了低吸收性基材如涂覆的纸张、涂覆的瓦楞纸板和折叠纸盒，和非吸收性塑料基材如乙烯基、聚苯乙烯和聚丙烯纸板，以及柔性聚丙烯、聚酯、尼龙和聚乙烯膜。与普通纸张和专用喷墨纸张相比，油墨在低吸收性和非吸收性基材上的渗透很少或不渗透，导致干燥缓慢、图像品质差以及印刷品在使用前粘在一起。当在高速下印刷时，这些缺陷尤其劣化。为了解决这些问题，油墨可以用低沸点的水溶性有机溶剂进行配制以改善水性油墨的挥发性和干燥速率。然而，具有较快挥发性的水性油墨倾向于出现可喷射性问题，当油墨在打印头长时间闲置或未盖上盖子后被喷射出，并且打印头的喷嘴由于油墨的快速干燥和凝固而被部分堵塞时，这尤其成问题。此外，用于在低吸收性和非吸收性基材上进行商业和包装印刷应用的油墨通常用聚合物粘合剂进行配制以减少溶剂负荷来实现甚至更快的干燥速率和耐久性要求，如耐刮性和耐擦性。含有聚合物粘合剂的油墨使喷射可靠性进一步劣化，油墨更易于在喷嘴周围形成膜和堵塞。在另一方面，如果主要包含颜料和聚合物的凝固油墨可以轻易地被主体油墨再溶解或再分散，则堵塞的喷嘴可以通过油墨充注或冲洗过程来恢复，使得能够可靠的喷射。

4、美国专利号8636839公开了一种喷墨油墨，该喷墨油墨可以实现图像的高耐刮伤性和耐荧光性以及优异的油墨喷射稳定性。油墨含有酸值在20mg koh/g至100mg koh/g范围内的聚氨酯聚合物，并且含有衍生自以下的单元：聚异氰酸酯、多元醇、具有羧基的化合物、和具有磺基的化合物。该参考文献并未教导其聚氨酯聚合物与某些水溶性有机溶剂的组合。

5、需要能够在低吸收性和非吸收性基材上提供更快的干燥和图像耐久性，同时具有用于可靠喷射性能的良好再分散性属性的喷墨油墨。本公开通过提供具有特定聚氨酯粘合剂与在环境大气压下沸点不高于230℃的溶剂的组合的油墨组合物来满足该需求。

技术实现思路

1、实施例提供了一种水性喷墨油墨，其包含水性媒介物、颜料和聚氨酯粘合剂；其中该颜料通过选自由以下组成的组的聚合物分散剂来稳定：聚氨酯聚合物、丙烯酸类聚合物、水解苯乙烯马来酸酐共聚物、及其混合物；该聚氨酯粘合剂包含衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的羧基的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇或二胺、以及至少一种三醇和/或一种多胺、或其混合物；并且其中水性媒介物包含一种或多种在环境大气压下沸点低于230℃的水溶性有机溶剂。

2、另一实施例提供了聚合物分散剂是聚氨酯聚合物。

3、另一实施例提供了聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种三醇。

4、另一实施例提供了聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种多胺。

5、另一实施例提供了聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的二胺、以及至少一种三醇和一种多胺。

6、另一实施例提供了聚合物分散剂是丙烯酸类聚合物。

7、又一实施例提供了聚合物分散剂是水解苯乙烯马来酸酐(sma)共聚物。

8、本领域普通技术人员通过阅读以下具体实施方式将更容易地理解本发明的实施例的这些和其他特征和优点。为清楚起见，作为单独实施例在上文和下文描述的所公开的实施例的某些特征也可以在单个实施例中以组合的方式提供。相反，在单个实施例的背景下描述的所公开的实施例的不同特征也可单独提供或以任何子组合的方式提供。

技术特征：

1.一种水性喷墨油墨，其包含水性媒介物、颜料和聚氨酯粘合剂；其中所述颜料通过选自由以下组成的组的聚合物分散剂来稳定：聚氨酯聚合物、丙烯酸类聚合物、水解苯乙烯马来酸酐共聚物、及其混合物；所述聚氨酯粘合剂包含衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的羧基的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇或二胺、以及至少一种三醇和/或一种多胺、或其混合物；并且其中所述水性媒介物包含一种或多种在环境大气压下沸点低于230℃的水溶性有机溶剂。

2.如权利要求1所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚合物分散剂是聚氨酯聚合物。

3.如权利要求2所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种三醇。

4.如权利要求3所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种多胺。

5.如权利要求2所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的二胺、以及至少一种三醇和一种多胺。

6.如权利要求1所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚合物分散剂是丙烯酸类聚合物。

7.如权利要求6所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种三醇。

8.如权利要求6所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种多胺。

9.如权利要求6所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的二胺、以及至少一种三醇和一种多胺。

10.如权利要求1所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚合物分散剂是苯乙烯马来酸酐。

11.如权利要求10所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种三醇。

12.如权利要求10所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的第三多元二醇、和至少一种多胺。

13.如权利要求10所述的水性喷墨油墨，其中，所述聚氨酯粘合剂含有衍生自以下的单元：二异氰酸酯、具有从28至800的oh值的第一多元二醇、具有叔胺中和的cooh基团的第二多元二醇、具有碱中和的磺酸基团的二胺、以及至少一种三醇和一种多胺。

技术总结本公开涉及一种水性喷墨油墨，其含有作为着色剂的颜料、聚合物分散剂、聚氨酯粘合剂、和水性媒介物。这些油墨示出了用于在低吸收性和非吸收性基材上印刷的改善的特性。技术研发人员：X·李,J·Y·许受保护的技术使用者：杜邦电子公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26