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功能材料技术应用
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黑色UV喷墨墨水完整配方
2026-08-19 14:53:36 功能材料技术应用


打样的黑色 UV 喷墨墨水完整配方,按压电喷头、LED UV(395 nm 为主)的工业思路来设计,兼顾服装、皮革、塑料薄膜三类基材的通用性。
这套配方的目标是:低粘度、低颗粒、稳定分散、柔韧附着、可直接做样


一、配方目标

  • 适用喷头:压电式喷墨喷头

  • 推荐波长:395 nm LED UV,兼容 385/365 nm 体系

  • 25°C 粘度:9–13 mPa·s

  • 表面张力:27–31 mN/m

  • 固含:约 30–40%

  • 颜料细度:D90 ≤ 200 nm,最好 D90 ≤ 150 nm

  • 用途:皮革、PU/TPU/PET/BOPP 等经表面处理后的材质;织物建议有底涂或预处理


二、黑色 UV 喷墨墨水完整配方(100 质量份)

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2)更实用的“可执行版本”

为了方便你直接做样,建议把上面体系理解成两部分:

A. 研磨基料

  • 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物:24.0

  • 聚酯丙烯酸酯低聚物:8.0

  • IBOA:13.0

  • TPGDA:9.0

  • HDDA:4.0

  • POEA:7.0

  • NVCL:4.0

  • 磷酸酯型附着促进单体:2.0

  • 分散润湿剂:1.0

  • 高分子分散剂:3.0

  • 炭黑:6.5

B. 后添加

  • 907:2.5

  • TPO-L:2.0

  • BAPO/TPO:1.0

  • 流平剂:0.3

  • 润湿助剂:0.2

  • 消泡剂:0.1

  • 稳定剂:0.1

  • 余量补单体调粘:15.3


三、配方说明

为什么这样搭配

  • 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:提供柔韧性和附着,是服装/皮革体系的核心

  • 聚酯丙烯酸酯:补强耐磨、附着和成膜

  • IBOA + POEA + NVCL:降低体系脆性,改善薄膜和皮革上的润湿

  • TPGDA + HDDA:保证固化速度和交联强度

  • 磷酸酯型附着促进剂:对 PET、PU、TPU、皮革表面通常更有帮助

  • 907 + TPO-L + BAPO/TPO:兼顾表干和深层固化,适合 LED UV


四、详细工艺参数

1)设备建议

  • 分散设备:高速分散机 + 砂磨机

  • 研磨介质:0.3–0.5 mm 氧化锆珠

  • 过滤:1–3 μm 终端过滤,最好做两级过滤

  • 搅拌:低剪切防气泡,后段用慢速循环


2)推荐生产工艺流程

第一步:预混树脂相

将以下原料加入主罐:

  • 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物

  • 聚酯丙烯酸酯低聚物

  • IBOA

  • TPGDA

  • HDDA

  • POEA

  • NVCL

  • 磷酸酯型附着促进剂

  • 分散剂的一部分

  • 润湿剂的一部分

控制条件:

  • 温度:25–35°C

  • 搅拌转速:300–600 rpm

  • 时间:15–30 分钟

  • 要求:完全均匀、无明显分层


第二步:颜料预分散

在另一分散罐中加入:

  • 炭黑

  • 剩余分散剂

  • 剩余润湿剂

  • 部分单体(建议用 IBOA 或 POEA)

先高速预分散。

控制条件:

  • 转速:1000–2500 rpm

  • 时间:20–40 分钟

  • 目标:形成均匀浆料,无干粉团聚


第三步:砂磨

将预分散浆料送入砂磨机。

建议参数:

  • 研磨介质:0.3–0.5 mm 氧化锆珠

  • 砂磨温度:控制在 35–45°C

  • 料温上限:不超过 50°C

  • 循环次数:视细度而定,通常 2–4 遍

  • 终点指标:

    • D90 ≤ 150–200 nm

    • 无明显粗颗粒

    • 刮板细度优良

注意:

  • 炭黑很容易升粘,要逐步补单体调流变

  • 砂磨过程中避免引入空气


第四步:后添加

砂磨完成后,降温至 30°C 以下,再加入:

  • 907

  • TPO-L

  • BAPO/TPO

  • 流平剂

  • 消泡剂

  • 余量单体调粘

  • 稳定剂

控制条件:

  • 搅拌转速:200–400 rpm

  • 时间:15–20 分钟

  • 要求:均匀透明感一致,无气泡


第五步:过滤

建议至少两级过滤:

  1. 粗滤:5 μm

  2. 精滤:1–3 μm

如果喷头要求较高,最终建议:

  • 0.8–1.2 μm 终端过滤

过滤时注意:

  • 过滤前先脱泡静置 12–24 小时更好

  • 过滤压差不能过高,避免引入微泡


五、最终成品指标建议

1)物性指标

  • 粘度:9–13 mPa·s(25°C)

  • 表面张力:27–31 mN/m

  • 密度:约 1.00–1.15 g/cm³,视炭黑含量而定

  • 粒径:D90 ≤ 200 nm,最好 ≤ 150 nm

  • 储存稳定性:40°C 放置 7 天无明显沉降、返粗、增稠

2)固化性能

  • 395 nm LED UV:单次照射可实现表干

  • 推荐能量:800–1500 mJ/cm²

  • 若墨层较厚或黑度高,建议双灯或多次扫灯


六、基材适配建议

1)服装/织物

  • 最好先做底涂或预处理

  • 如果直接喷棉织物,附着和耐洗性一般不如涂层布

  • 对布料,建议适度提高 POEA / NVCL 比例,降低 HDDA

2)皮革

  • 这套配方适配性最好

  • 可通过提高脂肪族聚氨酯丙烯酸酯比例来增强耐折

  • 如需更高耐刮,可略增 HDDA,但不要过量

3)塑料薄膜

  • 对 PET、TPU、PU 膜较友好

  • 对 BOPP、PE、PP,强烈建议先做电晕/火焰/等离子处理

  • 若底材表面张力太低,可把润湿助剂略提高到 0.3–0.5%


七、打样时最容易出问题的点

1)粘度过高

原因通常是:

  • 炭黑分散不充分

  • 低聚物比例过高

  • 单体太少

处理方法:

  • 补 IBOA 或 POEA

  • 检查砂磨粒径

  • 降低低聚物比例 2–5%

2)堵头

原因通常是:

  • 颗粒过粗

  • 过滤不够

  • 体系有析出

处理方法:

  • 重新砂磨

  • 加强终端过滤

  • 检查光引发剂和分散剂兼容性

3)附着差

原因通常是:

  • 底材没处理

  • 附着促进剂不足

  • 体系太硬太脆

处理方法:

  • 提升磷酸酯型促进剂用量到 2.5–3.0

  • 降低 HDDA

  • 增加柔性低聚物或 NVCL

4)固化不完全、发粘

原因通常是:

  • 引发剂不足

  • 灯能量不够

  • 黑墨遮光强

处理方法:

  • 增加 TPO-L / BAPO

  • 提高照射能量

  • 减少单次墨层厚度


八、建议的试产打样参数

  • 喷头温度:35–45°C

  • 墨水使用温度:25–35°C

  • 喷印环境湿度:40–60%

  • UV 灯功率:按设备设定,优先保证完全固化

  • 单次喷墨层厚:薄喷多遍优于厚喷一次

  • 样品固化后静置:24 小时后再做附着/耐磨测试


九、一个更稳的优化方向

如果你后续要更偏向:

  • 服装/皮革:提高柔韧,降低交联

  • 薄膜:提高润湿和附着

  • 通用型:保持当前比例

可以优先调这几个变量:

  1. 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯:22–30%

  2. IBOA/POEA/NVCL:总量 20–28%

  3. HDDA:控制在 3–5%

  4. 附着促进剂:1.5–3.0%

  5. 引发剂总量:4.5–7.0%