水基喷墨打印墨水性能研究 王雪峰.doc

水基喷墨打印墨水性能研究_王雪峰水基喷墨打印墨水性能研究_王雪峰
DOI:.
2004年
北京化工大学学报
JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY
,
2004
水基喷墨打印墨水性能研究
王雪峰黄毓礼* 孙芳周家宇
(北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)
摘要:文中用适宜的水溶性树脂和分散剂很好的解决了颜料在水性介质中的分散稳定性,且墨水的耐水性、耐碱性、光密度等各项指标均与进口打印墨水相近。当以碳黑为着色剂制备黑色打印墨水时,丙烯酸树脂质量分数为4%,阴离子型分散剂亚甲基二萘磺酸钠质量分数为5%,制得的打印墨水各项性能均接近进口墨水。关键词:水基喷墨打印墨水;颜料;分散剂中图分类号:
目前,市场上销售的水基喷墨打印墨水多为染料型墨水,其耐水、耐光牢度较差,分辨率较低。而颜料型墨水以其良好的耐水性和耐光、耐热耐溶剂稳定性,印字清晰,色彩鲜艳等特点成为目前喷墨打印墨水研究的热点。解决颜料粒子的分散稳定性问题是颜料型喷墨打印墨水制备的难点和关键[1]。颜料型墨水的制备中,多选择有机颜料作为着色剂,水和醇类作为
主要溶剂,辅以各种其它助剂,如分散剂、pH调节剂、金属螯合剂、抗褪色剂等以满足各项物化性能,打印性能。由于颜料不溶于水或水和醇的混合溶剂,墨水制备中光用分散剂稳定性很差,很难形成均匀稳定的分散体系。本文选用自制的改性丙烯酸树脂和合适的阴离子分散剂很好的解决了颜料型喷墨打印墨水的分散稳定性问题,且墨水的耐水、耐碱性能均有所提高。
实验仪器
多功能调速器/电磁搅拌,D-8401,天津市华兴科学仪器厂;离心分离机,LXJ-64-01,北京医疗仪器修理厂;红外线快速干燥器,WS70E,上海市吴淞五金厂;透射密度计,Macbeth-TD-50E,美国;厚度计,JDG-78002,桂林光学仪器厂。 制备方法
丙烯酸改性树脂为连结料的颜料型水性喷墨打印墨水制备[2-4] 黑色喷墨打印墨水基本组分为:以碳黑为颜料,丙烯酸改性树脂为连接料,采用阴离子分散剂。溶剂有3种,分别为乙二醇、丙三醇、去离子水以及助剂PEG400。制备喷墨打印墨水步骤如下:用分析天平精确称量各组分,装入25mL小烧杯中高速搅拌1h,使其充分分散均匀,得到初步样品。用5μm的滤网过滤掉粒径较大、分散不稳定的颜料粒子,然后将墨水样品放入高速离心分离机,在2500r/min转速下离心沉降5min,取出称质量。将沉淀与剩余墨水分离出来,称取最后所得墨水质量,将其放入带有刻度的试管静置;将沉淀放入烘箱烘干,3d后取出称取质量。
测试样品的制备将制得的喷墨打印墨水和进口墨水用注射器均匀的喷涂到透明的树脂版上,自然风干。对制得树脂版进行耐水、耐碱、透射光密度的测定。
测试方法
喷墨打印墨水稳定性实验体系不稳定的墨水在静置过程中会发生清液析出的现象,即发生沉降现象,墨水层高度下降。实验中,将被测试的墨水倒入具有刻度的量筒内,测试其析出的液体和下,1 实验部分
实验药品
碳黑,N330,天津海豚碳黑有限公司;亚甲基二萘磺酸钠、甲基油酰基牛磺酸钠,化学纯,江苏飞翔化工有限公司;十二烷基磺酸钠,化学纯,北京化学试剂公司;十二烷基苯磺酸钠,市售;乙二醇、丙三醇、聚乙二醇400,分析纯,北京化工厂;丙烯酸改性树脂,实验室自制。
收稿日期:2003-09-05第一作者:男,1977年生,硕士生*通讯联系人E-mail:@
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2004年
时间的关系曲线,作为体系分散稳定性的表征,并与标准样品进行对比。
墨水耐水性、耐碱性的测试耐水性实验方法是将制备出来的喷墨打印墨水(包括标准样)均匀涂抹在塑料薄膜上,尽量使不同样品的厚度一致,烘干后在冰水混合物中进行擦拭,记录刚好能将样品擦拭掉的次数,与标准样品进行性能对比。耐碱性测试方法与耐水性测试方法相同,碱液选择质量分数为3%的氢氧化钠溶液。
[5]
墨水中不仅起连接料的作用,而且对颜料有分散作用。
表2 凝胶色谱测定结果Table2 GPCresults
Mn924
Mw935
Mz948
Mz+1965
相对分子质量分布

丙烯酸改性树脂用量对油墨分散稳定性的影响分别取自制的改性丙烯酸树脂3,4,5,6,7g,用醇水混合溶剂(乙二醇、丙三醇和水分别为10,5
和30mL)溶解均匀,配制成5种不同浓度的改性树脂溶液,用其制备得到5