喷墨染料墨水的抗氧化性能和耐光照性能研究

摘要：在染料墨水中添加成膜树脂，成膜树脂能在打印后的水性染料的表面形成一层保护膜，可以起到很好的隔绝空气的作用，防止空气中的臭氧与水性染料接触，同时保护膜还能阻挡部分紫外线，由本发明的染料墨水打印的成品长时间放置不易褪色。同时，染料墨水中添加的成膜促进剂有利于提高成膜树脂的成膜效果，进一步提高染料墨水的抗氧化和耐光照性能。

关键词：染料墨水;耐臭氧;耐晒;成膜树脂;高分子成膜促进材料

喷墨技术是一种非接触式印刷技术，通过计算机控制，将印刷图像通过喷墨打印机印刷在承印基材上。目前喷墨打印机用的墨水分为水性体系、溶剂型体系及紫外光固化型体系，水性体系作为一种更为环保的产品也在逐步扩大应用范围。在水性墨水体系中，主要包括颜料墨水和染料墨水两种类型，其中颜料墨水耐晒性和防水性能好，但颜料墨水也有它的不足，颜料墨水的色域没有染料墨水广，没有染料墨水艳丽;颜料墨水的存放稳定性相对较差，易堵头。染料墨水中通常含有染料、水、喷头保湿剂等，染料墨水易保存，色彩好，价格相对便宜，但是由于紫外线对染料有褪色作用，所以经染料墨水印刷后的基材长时间放置就会褪色，同时，空气中的臭氧利用氧化还原的方式会破坏染料的共轭体系或发色基团，从而也会使染料褪色。本工作中我们基于喷墨染料墨水体系中添加成膜树脂及高分子成膜促进材料配置成墨水，并通过打印机打印到照片上，测试对比耐晒，耐臭氧性能。

一、实验方法

按照表1提供配方表并按照以下步骤添加物料。S1：向容器中加入1，3-丙二醇和去离子水并混合，然后加入炔二醇乙氧基化合物表面活性剂（Surfynol 465），再加入GXL 工业防腐剂，将容器置于磁力搅拌机上搅拌，攪拌速度为160 rpm-250 rpm，待溶液搅拌至澄清。S2：向容器中加入丙烯酸树脂与聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌溶液至澄清。S3：向容器中加入Direct Black 168，搅拌1小时后，使用孔径为1.2μm偏氟乙烯膜过滤，制得墨水。将制备的墨水填充到打印机EPSON STULUS PHOTO T50 墨盒中，待用

二、实验结果

将墨水填充的墨盒在打印机EPSON STULUS PHOTO T50上打印测试，打印介质为乐凯CRYSTAL PHOTO PAPER、EPSON GLOSSY PHOTO PAPER，打印设置：爱普生光泽纸/优质照片/No Color，分别在2种介质上打印对应纯色色块。各剪取2cm*2cm的色块，使用X-RITE EXACT色密度仪测试各色块色密度值并记录。

（一）墨水抗臭氧测试

将剪取的各色块放入尺寸为30cm*20cm*35cm的臭氧发生机中，臭氧产量：3g/h，测试5min后，取出色块，使用X-RITE EXACT色密度仪测试各色块色密度值并记录，得到其。色块衰减率在10%以内，判定墨水的抗臭氧能力优;衰减率在10%-15%为良;衰减率在15%-25%为及格;衰减率大于25%为不及格。测试结果见表2。

（二）墨水耐晒性能测试

将剪取的色块同时放入尺寸为100cm*50cm*30cm的紫外灯箱中，紫外等瓦数为：24w。持续照射1.5h后，取出色块，使用X-RITE EXACT色密度仪测试各色块色密度值并记录。色块衰减率在10%以内，判定墨水的抗UV能力优;衰减率在10%-15%为良;衰减率在15%-25%为及格;衰减率大于25%为不及格。测试结果见表2.

三、结论

在墨水添加了成膜树脂以及成膜促进剂，墨水的耐臭氧性能和耐晒性能均得到提升，其色块衰减率均小于10%，判断墨水的耐臭氧性能和耐晒性能达到优。由此可以看出，在染料墨水体系中添加成膜树脂及高分子成膜促进材料有助于提高水性染料墨水的耐臭氧和耐晒性能。

作者简介：

周子昂（1990-），男，满族，辽宁铁岭，工程师，本科，研究方向：化学工程。