专利名称：一种黑色水性颜料墨水的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨墨水，尤其是一种用于喷墨打印的黑色水性颜料墨水。 背景技术：
水性颜料分散液是墨水配方组分中最重要的一个成分，它的制备方式主要有3 种，一种是自分散技术，一种是使用分散剂进行物理研磨，还有一种是微胶囊技术。任何一种技术都有其优越性和不足，分散技术也是如此，具体采用何种分散技术还应根据应用领域、成本因素、产品特性等方面综合决定。自分散技术是对颜料颗粒表面进行化学改性，使之具有亲水性，通常由此方法获得的水性颜料分散液具有较低的黏度和较高的表面张力，具有代表性意义的产品如卡博特公司的CAB-O-JET系列水性颜料分散液。使用分散剂进行物理研磨的方法是一种获得水性颜料分散液普遍采用的方法，由于市面上有多种分散剂可以选用，因此这种方法简单易行，只需要选择研磨效率高的设备和与颜料匹配的分散剂即可。市面上存的分散剂型号，如毕克化学的Β (系列分散剂、路博润公司的solsperse系列分散剂和埃夫科纳的AFCONA系列分散剂等。另外关于颜料分散剂的专利申请也有很多，关于分散剂的专利可见中国专利0^03656. 5颜料分散剂和颜料制剂、中国专利01104937. 5颜料分散剂和含有该颜料分散剂的颜料组合物、中国专利 00816936. 5接枝共聚物颜料分散剂、中国专利02120124. 2有改性嵌段共聚物分散剂的颜料组合、中国专利200780044910. 8分散剂等。微胶囊技术是采用可反应性的分散剂对颜料进行分散，之后在一定条件下进行聚合反应，在颜料颗粒表面形成一薄层聚合物。中国专利200580035645. 8胶囊化物及其制造方法以及油墨组合物中公开了一种微胶囊化物的制备方法，采用这种方法制备水性颜料分散液可以有效提高分散液的稳定性，对以此分散液制备的墨水的光泽性和提高颜料的显色性也有一定好处。为了追求更高质量的喷墨印刷品和更快的喷墨速度，喷头技术和墨水技术都不断推陈出新。如有关厂商在原有压电技术的基础上，研发出可变换墨滴微压电打印头技术， 它对墨滴的控制能力更强，采用这一技术喷出的墨水量最小可到1.5皮升，而且墨滴微粒形状更为规则、定位更加准确，打印分辨率提高，容易实现高精度打印。墨水配方方面，通过选择恰当的组分及添加正确的比例使喷墨墨水具有优良的喷射稳定性，使喷墨印刷品具有高光泽度、良好耐摩擦及图像细腻等特性。关于提高喷墨质量的研究可见于中国专利 200910179065. 6喷墨记录方式的印刷方法，它提及墨水配方中含有硅系表面活性剂和炔二醇系表面活性剂可防止墨液洇渗、提高喷出稳定性和对介质的良好润湿性和渗透性；关于提高喷墨质量的研究还可见于美国专利5156675，它提及墨水中添加二元醇醚可提高墨水对介质的渗透性。上述两个专利涉及到硅系表面活性剂、炔二醇系表面活性剂及二元醇醚， 尽管这些组分都能提高喷墨打印质量，但添加量不能太高，否则会影响到墨水的分散稳定性。
发明内容
本发明的目的在于通过控制炭黑的分散方式和粒径、表面活性剂的用量以及添加高分子聚合物的方法实现本发明的技术优势。本发明所述一种黑色水性颜料墨水，它具有良好的耐摩擦性能和高光泽度、高反射密度；另外本发明所述的黑色水性颜料墨水在慢速喷头和快速喷头上都具有良好喷射稳定性，且为了获得良好打印质量，墨水中可以同时含有炔二醇类表面活性剂、有机硅类表面活性剂、二元醇醚、1，2烷基二醇和高分子聚合物等组分，而墨水的分散稳定性能保持良好。本发明的技术方案在于一种黑色水性颜料墨水，其特征在于包含质量份数为 1 50%的黑色色浆，质量份数为1 10%的有机溶剂，质量份数为0. 5 3%的表面活性齐U，质量份数为0. 5 5%的高分子聚合物，质量份数为0. 1 的PH调节剂，其它组分为去离子水，所说的墨水颗粒的粒径D50小于80纳米。上述所说黑色色浆含有经过化学改性的炭黑，炭黑占黑色色浆的质量百分比为 5 40%，化学改性后的炭黑表面含有羧基、磺酸基或磷酸基。上述所说的黑色色浆为卡博特公司的Cabot-O-Jet 352K分散液。上述所说的有机溶剂选择二元醇醚类溶剂或1，2烷基二醇类溶剂中的至少一种。上述所说的二元醇醚类溶剂是符合具有以下结构通式的化合物
OH —f—CH2-CH2-CH2 ^O--·ΟηΗ2ρ(+1m=l 2，η = 1 权利要求
1.一种黑色水性颜料墨水，其特征在于包含质量份数为1 50%的黑色色浆，质量份数为1 10%的有机溶剂，质量份数为0. 5 3%的表面活性剂，质量份数为0. 5 5%的高分子聚合物，质量份数为0. 1 1 %的pH调节剂，其它组分为去离子水，所说的墨水颗粒的粒径D50小于80纳米。
2.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说黑色色浆含有经过化学改性的炭黑，炭黑占黑色色浆的质量百分比为5 40%，化学改性后的炭黑表面含有羧基、磺酸基或磷酸基。
3.根据权利要求1或2所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的黑色色浆为卡博特公司的Cabot-O-Jet 35 (分散液。
4.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的有机溶剂选择二元醇醚类溶剂或1，2烷基二醇类溶剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的二元醇醚类溶剂是符合具有以下结构通式的化合物
6.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的表面活性剂含有炔二醇类表面活性剂或有机硅类表面活性剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的炔二醇类表面活性剂分子中含有以下结构
8.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的高分子聚合物的玻璃化温度Tg大于50°C，重均分子量Mw大于5000 ；所说的高分子聚合物为丙烯酸类、 苯乙烯-丙烯酸类、聚氨酯类、聚酯类、松香或改性松香类或有机硅类和聚烯烃蜡乳液，采用巴斯夫公司的 Joncryl HPD696、Joncryl 611、Joncryl 678、JoncrylHPD 71、Joncryl HPD196、Joncryl 67、Joncryl HPD690、Joncryl 678。
9.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于所说的PH调节剂至少选择氨水、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾其中的一种。
10.根据权利要求1所说的一种黑色水性颜料墨水，其特征在于墨水中含有质量份数为1 40%的高沸点难挥发溶剂，质量份数为0. 01 0. 5%的杀菌剂，质量份数为0. 01 0. 5%的金属离子螯合剂和紫外线吸收剂；所说的高沸点难挥发溶剂采用丙三醇、乙二醇、二乙二醇、三甘醇、正丙醇、1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，5_戊二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、2-吡咯酮、1，2，6-己三醇、季戊四醇、尿素；所说的杀菌剂采用1，2_苯并异噻唑啉-3-酮。
全文摘要
一种黑色水性颜料墨水，其特征在于包含质量份数为1～50％的黑色色浆，质量份数为1～10％的有机溶剂，质量份数为0.5～3％的表面活性剂，质量份数为0.5～5％的高分子聚合物，质量份数为0.1～1％的pH调节剂，其它组分为去离子水，所说的墨水颗粒的粒径D50小于80纳米。本发明的优越性本发明所述墨水，均可以获得较高的反射密度和光泽度，良好的耐摩擦性和良好的反射稳定性，且在慢速喷头和快速喷头上都具有良好的喷射稳定性，尤其是当墨水中炭黑颜料含量较低时，仍然具有上述优越性。
文档编号C09D11/02GK102558943SQ20101061581
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者王文杰 申请人:天津兆阳纳米科技有限公司