一种水性颜料喷墨墨水及其制备方法和运用与流程

本发明涉及颜料墨水，尤其是一种水性颜料喷墨墨水及其制备方法和运用。

背景技术：

1、喷墨打印机是利用墨水进行打印的设备，可以运用在纸张、布料、广告布等等基材上。在实际使用中，难以避免打印时间间断的情况。当停机一段时间再次开机打印时，往往会出现缺墨或断墨，影响正常喷墨，更有甚者，反复清洗打印机喷头无效后，需更换打印喷头，而造成不必要的损失。

2、以商业喷墨机型epson wf-c869ra为例，在日常使用中，经常会遇到放置一段时间未使用(或者待机一段时间)，再次开机使用便会出现打印前期色彩不流畅，甚至难以打印出满足要求的图案。

3、以上现象产生的主要原因是墨水的稳定性问题，针对该问题，专利申请cn114702858a公开了一种适用于爱普生喷头的水性彩色乳胶墨水，所述颜料分散液30-40％，树脂35-40％，保湿剂10-30％，表面活性剂1.5-2.0％，杀菌剂0.1-0.2％，该适用于爱普生喷头的水性彩色乳胶墨水，具有较好的稳定性。然而，乳胶墨水相比普通水性颜料喷墨墨水，不仅色料基材、树脂上有差异，而且乳胶墨水中的乳胶助剂也对整体配方的稳定性产生促进效果，因此，上述方案适用于乳胶墨水类型，但无法满足更加广泛适用的、稳定性要求更高的普通水性颜料喷墨墨水。

4、上述方案中，墨水的适用介质为无涂层或疏水基材，应用领域为乳胶机型，所谓乳胶墨水源自hp latex乳胶机型所对应的墨水，其特点主要为适用于多种无涂层或疏水基材，因此，墨水体系需有特殊的组分，才可使水性墨水在这些无涂层或疏水基材介质上成像及达到耐擦的性能，上述方案中的乳胶墨水目的在于使墨水与基材的结合达到很好的状态，不具有对于喷墨打印头的长效保护性能，因此运用在商业喷墨机型epson wf-c869ra时，待机极易发生喷头堵塞问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的水性颜料墨水稳定性的不足，提供一种水性颜料喷墨墨水，该墨水在打印流畅性、待机稳定性和高低温储存稳定性上均具有优势，可以解决目前打印机待机造成的碰头堵塞问题。

2、发明人认为，设备待机产生喷头堵塞这一现象，一个重要因素是墨水在机型上的适用性存在缺陷，本质上是由于墨水的流畅性能，待机稳定性和高低温储存稳定性上存在不足。由于水性颜料喷墨墨水一般是由水性颜料分散液，溶剂，助剂，水性树脂所组成，这其中水性颜料分散液中的色料和树脂，在室温下随时间会出现干燥或成膜等现象，又由于喷墨压电喷头的孔径较小(一般epson喷墨墨滴大小在2-10皮升间)，故容易在epson压电喷头上会出现放置后出现堵塞喷头现象，导致墨水喷不出或斜喷等不良状态，此时需要更换喷墨喷头，造成较大的成本损失。

3、为了解决上述问题，本发明采用一定粘度的水性颜料分散液和水性树脂乳液，搭配保湿助剂以显著改善墨水的稳定性，尤其是在待机稳定性提高2-3倍。具体来说，是采用在25℃下的粘度小于等于20mpa.s的水性颜料分散液，和在25℃下的粘度小于等于200mpa.s的水性树脂乳液，组成保湿性能较好的墨水体系，在此基础上，借助表面活性剂和保湿助剂，将墨水的保湿性能进一步提高，即使是在待机状态下，墨水的水分自然挥发的同时，保湿助剂可以通过吸引空气中的水分来弥补墨水的水分损失，达到平衡状态，从而实现关机待机30天后，开机测试喷嘴未出现断线现象，随后继续打印a4大小50页，均未出现断线现象。

4、具体方案如下：

5、一种水性颜料喷墨墨水，按质量百分比计包括：水性颜料分散液35％-50％，溶剂10％-30％，表面活性剂0.5％-5％，保湿助剂1％-5％，水性树脂乳液3％-10％，杀菌剂0％-0.6％，其余为水；

6、其中，所述水性颜料分散液在25℃下的粘度小于等于20mpa.s，所述水性树脂乳液在25℃下的粘度小于等于200mpa.s，所述保湿助剂为乙二胺四乙酸，聚乙烯醇，己内酰胺中的至少一种。

7、进一步的，水性颜料喷墨墨水按质量百分比计包括：

8、水性颜料分散液38％-45％，溶剂15％-25％，表面活性剂0.5％-5％，保湿助剂2％-4％，水性树脂乳液5％-10％，杀菌剂0％-0.6％，其余为水；或者

9、水性颜料分散液40％-43％，溶剂17％-20％，表面活性剂0.5％-5％，保湿助剂2％-5％，水性树脂乳液6％-9％，杀菌剂0％-0.6％，其余为水。

10、进一步的，所述水性颜料分散液的粒径d50小于等于250nm；优选地，粒径d50为1-200nm；更优选地，粒径d50为100-180nm；

11、优选地，所述水性颜料分散液在25℃下的粘度为2-12mpa.s，更优选地，所述水性颜料分散液在25℃下的粘度为3-9mpa.s。

12、进一步的，所述水性颜料分散液包括水性黑色颜料分散液、水性蓝色颜料分散液、水性红色颜料分散液、水性黄色颜料分散液；

13、优选地，所述水性黑色颜料分散液为科莱恩的black o-pt，卡博特的blackcoj400，杜邦的blcak dn240k中的一种，更优选为科莱恩的black o-pt；

14、优选地，所述水性蓝色颜料分散液为科莱恩的cyan bg-pt,卡博特的cyancoj450c，钻石diamond d75c中的一种，更优选于diamond d75c；

15、优选地，水性红色颜料分散液为科莱恩的magenta e5b-pt,卡博特的coj480v，钻石diamond pv19中的一种，更优选于diamond pv19；

16、优选地，水性黄色颜料分散液为科莱恩的yellow 4g-pt,卡博特的coj470y，钻石diamond d75y中的一种，更优选于diamond d75y。

17、进一步的，所述溶剂为一元醇，二元醇，三元醇，吡咯烷酮，二元醇丁醚，三元醇丁醚中的至少1种；优选地，所述溶剂为二元醇，三元醇，吡咯烷酮中的至少2种；更优选为乙二醇、甘油、吡咯烷酮中至少2种。

18、进一步的，所述表面活性剂为炔二醇类，有机硅类，有机烷氧基醇类，聚醚改性二甲基硅氧烷类非离子或阴离子型表面活性剂中的至少1种；优选地，所述表面活性剂为surfynol 465、

19、surfynol 104e、byk 333中至少2种；更优选地，surfynol 465、surfynol 104e的质量比为5-10:1，surfynol 465和/或surfynol 104e与byk 333的质量比为(5-10):(1-3)。

20、进一步的，所述保湿助剂优选为己内酰胺或乙二胺四乙酸，更优选为己内酰胺。

21、进一步的，所述水性树脂乳液在25℃下的粘度为小于200mpa.s，更优选为：80-110mpa.s；

22、优选地，所述水性树脂乳液的粒径d50小于等于250nm，优选为1-200nm，更优选为100-150nm；

23、优选地，所述水性树脂乳液为水性丙烯酸，水性脂肪族聚氨酯，水性聚碳酸脂型聚氨酯中的一种；更优选为水性聚碳酸酯型聚氨酯；

24、优选地，所述水性颜料喷墨墨水具有以下(1)-(4)中至少一项的特征：(1)25℃下的电导率：≤5ms/cm；

25、(2)25℃下的ph值：6-10；

26、(3)25℃下的表面张力：20-35mn/m；

27、(4)25℃下的粘度：4.0-6.0mpa.s。

28、本发明还保护所述水性颜料喷墨墨水的制备方法，包括：

29、1)将所述溶剂、所述表面活性剂、可选的杀菌剂与去离子水混合均匀得到混合溶液a；

30、2)将所述保湿助剂与所述混合溶液a混合均匀得到混合溶液b；

31、3)将所述水性树脂乳液与所述混合溶液b混合均匀得到混合溶液c；

32、4)将所述水性颜料分散液与所述混合溶液c混合均匀得到混合溶液d；

33、5)将所述混合溶液d经由0.3-0.7mpa的正压过滤设备，使用0.1-1.0微米的滤膜过滤，得到最终的水性颜料喷墨墨水。

34、本发明还保护所述水性颜料喷墨墨水在喷墨打印上的运用，尤其是运用在epson喷头机型上，优选为epson c869ra机型上。

35、有益效果：

36、本发明中，本发明所制备的水性颜料喷墨墨水，通过一定粘度的水性颜料分散液和水性树脂乳液，搭配保湿助剂，在epson c869ra机型上流畅性能，待机性能，稳定性能测试表现良好，对打印喷头具有较好的保护作用，解决了待机后打印出现的喷头堵塞问题。

37、再则，本发明所制备的水性颜料喷墨墨水，各原料搭配的整体性质稳定，墨水理化参数在epson wf-c968ra喷头适用范围，即电导率：≤5ms/cm；ph值：6-10；表面张力：20-35mn/m；粘度：4.0-6.0mpa.s，以上均在温度为25℃情况下测得。

38、总之，本发明所制备的水性颜料喷墨墨水，在epson wf-c968ra机型上连续喷印3000页不断线，且待机一个月的待机性能测试不堵塞喷头，不断线，可正常喷印，高低温测试稳定性良好，具有广阔的运用前景。