一種低折射率高透UV噴墨墨水及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及噴墨墨水，具體為一種低折射率高透uv噴墨墨水及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著數(shù)字印刷技術(shù)的快速發(fā)展，噴墨印刷作為一種高效、靈活的印刷方式，已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；其中uv噴墨印刷以其獨特的紫外線固化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速干燥和高附著性，成為近年來印刷行業(yè)的重要發(fā)展方向；uv噴墨墨水主要是利用紫外光的能量引發(fā)涂料中的分子之間發(fā)生基料聚合和交聯(lián)反應(yīng)，使墨水從液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)；傳統(tǒng)uv噴墨墨水雖然已經(jīng)在金屬、玻璃等非吸收介質(zhì)上表現(xiàn)出良好的附著性，但在某些特定應(yīng)用中，如光學(xué)器件、高透明度材料等，對墨水的折射率和透明度提出了更高要求，高折射率墨水可能會引發(fā)光學(xué)干擾或影響視覺效果，而低折射率高透uv噴墨墨水的開發(fā)，正是為了滿足這些特殊需求。

2、在led顯示屏、觸摸屏、太陽能電池板等領(lǐng)域，低折射率高透墨水能夠減少光的散射和反射，提高產(chǎn)品的光學(xué)性能；目前市場上的uv噴墨墨水種類繁多，但大多存在折射率偏高、透光性不足等問題；高折射率的墨水雖然能夠增強色彩效果和光澤度，但在某些應(yīng)用場景下，如需要保持色彩準確性和清晰度的場合，過高的折射率反而會導(dǎo)致光線散射和色彩失真；此外高折射率的墨水還可能增加印刷品的表面粗糙度，影響視覺效果?，F(xiàn)有技術(shù)中并對墨水的低折射率研究較少，如專利號cn115368776a公開了墨水、光折射率調(diào)節(jié)膜及其制備方法、應(yīng)用，主要通過不斷調(diào)整zro2納米晶體的濃度實現(xiàn)調(diào)節(jié)光折射率調(diào)節(jié)膜折射率的功能，存在分散性能不佳、易團聚的問題且并未明顯提高墨水的透過率和耐候性能。

3、由于氟的電負性極大，折射率低，可極化性小，因此具有優(yōu)異的電性能和光學(xué)性能；硅氧烷具有突出的熱穩(wěn)定性、耐污性以及低表面張力等；現(xiàn)有技術(shù)的uv墨水中常用樹脂作為預(yù)聚物，但這種墨水存在成膜性不好，膜的硬度和強度較差；本發(fā)明旨在利用氟原子低折射率、硅氧烷耐候性能好及兩性離子可以有效分散墨水中顏料的特點，制備出一種低折射率、高透過率的烯基單體，與uv樹脂預(yù)聚物在光引發(fā)劑作用下聚合，得到的uv噴墨墨水可廣泛應(yīng)用于顯示屏、觸摸屏等領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種低折射率高透uv噴墨墨水及其制備方法，該墨水具有很良好的透過率、附著力和耐候性能，折射率低，適用范圍廣。

2、本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種低折射率高透uv噴墨墨水的制備方法按照以下步驟進行：

4、步驟(1)、氮氣氛圍下，將按重量份數(shù)計的100份甲苯二異氰酸酯和40-60份聚四氫呋喃醚二醇加入到反應(yīng)燒瓶中，攪拌均勻，加入0.2-0.5份辛酸亞錫和0.03-0.08份阻聚劑，在75-90℃攪拌1-3h，降溫至50-65℃，加入20-35份n-甲基二乙醇胺和5-10份1,4-丁二醇，反應(yīng)0.5-2h，加入8-15份丙烯酸羥乙酯進行光敏活性封端，在60-75℃下反應(yīng)0.5h，得到uv固化樹脂預(yù)聚物。

5、步驟(2)、將按重量份數(shù)計的20-40份uv固化樹脂預(yù)聚物、10-30份結(jié)構(gòu)式為的含氟烯基兩性離子單體和5-8份光引發(fā)劑加入到高速攪拌機中，在40-60℃下攪拌溶解，送至研磨機進行循環(huán)研磨2-4h，然后加入12-20份顏料色漿、5-10份保濕劑和2-4份消泡劑，分散均勻后離心分離，高速分散至粒度為1-2um，過濾、封裝，得到低折射率高透uv噴墨墨水。

6、優(yōu)選的，步驟(1)中阻聚劑為鄰甲基對苯二酚、吩噻嗪或?qū)κ宥』彵蕉又械娜我庖环N。

7、優(yōu)選的，步驟(2)中保濕劑為丙三醇、peg甘油醚或二乙二醇乙醚中的任意一種。

8、優(yōu)選的，步驟(2)中含氟烯基兩性離子單體的制備方法按照以下步驟進行：

9、步驟s1、氮氣氛圍下，向反應(yīng)燒瓶中加入甲基乙烯基二氯硅烷和甲苯，攪拌均勻后，加入3-羥基-5-(三氟甲基)苯甲酸和氫化鈉，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，過濾，減壓蒸餾，甲苯和石油醚混合溶劑體積比為1:1進行重結(jié)晶，干燥后得到含氟烯基硅氧烷羧酸單體。

10、步驟s2、氮氣氛圍下，向反應(yīng)燒瓶中加入含氟烯基硅氧烷羧酸單體、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶和二氯甲烷，攪拌均勻后，加入n,n-二甲基乙二胺，在20-35℃下反應(yīng)12-24h，減壓濃縮，柱層析分離(氯仿/甲醇＝20:1洗脫)，得到含氟烯基硅氧烷叔胺單體。

11、步驟s3、氮氣氛圍下，向反應(yīng)燒瓶中加入含氟烯基硅氧烷叔胺單體和n,n-二甲基甲酰胺，攪拌均勻后，加入2-溴乙烷磺酸鈉，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后過濾，乙腈洗滌，干燥后得到含氟烯基兩性離子單體。

12、優(yōu)選的，步驟s1中甲基乙烯基二氯硅烷、3-羥基-5-(三氟甲基)苯甲酸、氫化鈉的比例關(guān)系為1mol:(2.05-2.2)mol:(2.3-2.5)mol。

13、優(yōu)選的，步驟s1中反應(yīng)溫度為70-90℃，反應(yīng)時間為8-16h。

14、優(yōu)選的，步驟s2中含氟烯基硅氧烷羧酸單體、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶、n,n-二甲基乙二胺的比例關(guān)系為1mol:(1.2-1.5)mol:(0.2-0.4)mol:(2.1-2.35)mol。

15、優(yōu)選的，步驟s3中含氟烯基硅氧烷叔胺單體、2-溴乙烷磺酸鈉的比例關(guān)系為1mol:(2.3-2.8)mol。

16、優(yōu)選的，步驟s3中反應(yīng)溫度為110-135℃，反應(yīng)時間為24-48h。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

18、本發(fā)明以甲基乙烯基二氯硅烷、3-羥基-5-(三氟甲基)苯甲酸、n,n-二甲基乙二胺和2-溴乙烷磺酸鈉等為原料，經(jīng)過取代、縮合、季銨化反應(yīng)，得到含氟烯基兩性離子單體，通過與uv固化樹脂預(yù)聚物在光引發(fā)劑的作用下聚合，并添加顏料、潤濕劑、消泡劑等助劑，得到低折射率高透uv噴墨墨水。

19、氟原子的電負性極大，可極化性小，這使得電子云在氟原子周圍緊密排列，減少了電子云的極化，進而降低了折射率，使得光在墨水中的傳播速度加快，從而表現(xiàn)出較低的折射率；含氟烯基兩性離子單體中的磺酸鈉基團可以增加顏料與溶劑之間的相容性，能夠在顏料顆粒周圍形成一層保護膜，防止顏料顆粒相互靠近并聚集成團，從而確保顏料在墨水中均勻分散，提高墨水的儲存穩(wěn)定性，使得打印出的顏色更加鮮艷、飽滿，減少邊緣模糊和顏色失真的現(xiàn)象；季銨鹽陽離子基團可以與墨水中的陰離子產(chǎn)生的靜電作用使得顏料顆粒不易聚集，抵消了顏料顆粒間的凝聚力，阻止了顏料顆粒的二次絮凝，形成均勻穩(wěn)定的顏料分散體，進一步提高墨水的透過率。

20、碳氟鍵具有較大的鍵能，且氟原子緊密的排列在碳碳主鏈的周圍，起到保護主鏈的作用，具有良好的耐熱性、耐溶劑性；硅氧烷的柔韌性賦予了材料良好的抗剪切和耐磨損能力，使其在承受高負荷和高速摩擦?xí)r，能夠保持較低的磨損率和穩(wěn)定的摩擦性能；uv固化樹脂預(yù)聚物以聚氨酯作為骨架材料，丙烯酸羥乙酯作為封端材料，同時與含氟烯基兩性離子單體發(fā)生引發(fā)聚合，形成類似半互穿聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既保留了聚氨酯與聚丙烯酸酯的各自的優(yōu)良性能，又發(fā)揮了功能單體中有機硅和有機氟的特點，使其有機互補，提高墨水固化膜的力學(xué)性能、黃變與耐候性。本發(fā)明制備的uv噴墨墨水在拉伸強度、耐水性、耐磨性及附著性、耐候性方面表現(xiàn)優(yōu)異，符合墨水的行業(yè)要求，適用于各領(lǐng)域的噴墨印刷。