CN100537889C - 一种阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法，特征是向反应容器中依次加入溶剂、低分子水溶性的阳离子物质和阳离子聚合物、前驱体和去离子水，经搅拌、混合均匀，再将催化剂滴加到混合液中，在室温下搅拌，得到阳离子杂化溶胶。取上述阳离子杂化溶胶和去离子水按比例稀释后，将织物在溶胶整理液中浸轧整理，再将整理后的织物烘干。本发明能提高织物喷墨印花的防渗化性能；可以提高喷墨印花产品的清晰度、颜色的深度和鲜艳度；对织物上的染料/颜料进行固色，同时阳离子杂化溶胶与染料/颜料的缔合作用使它们聚集，便于将染料/颜料固着，可提高织物印花的色牢度。

Description

一种阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法

技术领域

本发明涉及一种阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法，属于纺织化工技术领域。

背景技术

随着现代科技的发展，单一性能的材料已不能满足人们的需要。目前通过两种或多种材料的功能互补和优化，可以制备出性能优异的复合材料，因此具有广阔的应用前景。有机-无机杂化材料是无机材料和有机材料在纳米尺度结合的复合材料，两相间存在强的作用力或形成互穿网络结构。由于其兼备有机高分子材料和无机材料的性能，可以克服单一的有机或无机材料的局限性，同时在光学、力学、电学以及电化学等方面呈现出许多新的特性，因此有机-无机杂化材料是复合材料领域的一个重要的研究方向。

目前有机-无机杂化材料常用的制备方法为溶胶凝胶法，该方法是一般是将金属的有机醇盐或无机盐在控制一定条件下，如溶液的pH值、温度和浓度等，进行水解缩聚反应形成溶胶，凝胶，并经热处理而成为氧化物或其他固体化合物的方法。溶胶凝胶法制备材料，由于反应组分在纳米级均匀混合，因此材料的均一性好，化学成分可以有选择的掺杂，制品的纯度高，可以制得薄膜、纤维等不同形态的制品。

溶胶凝胶技术可以应用于纺织品制备功能性织物，由于纳米溶胶易于进行化学或物理改性，使用不同的纳米溶胶可以提高织物的性能，如提高羊毛织物的防缩绒性和保水性，提高染色织物的固色牢度。还可以制备具有生物活性的织物，或改变织物的表面性能、光学性能。CN1546781A通过溶胶-凝胶法制备硅溶胶和钛溶胶混合水溶胶处理织物，达到提高织物固色的目的。CN1546781A中制备的溶胶，采用浸轧整理方法，在100～180℃的热处理，以提高纺织品的色牢度。

有机-无机杂化材料是在无机网络中掺入有机的功能分子或者聚合物，无机相一般是氧化硅、氧化钛、氧化铝等，有机相一般是有机聚合物。在无机溶胶中杂化阳离子性物质，无机金属醇盐水解、缩合形成溶胶，再选择共溶剂，使得溶胶和阳离子性物质在溶剂中共混，这样就赋予杂化材料阳离子的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法，阳离子杂化溶胶对织物浸轧整理，再经过热处理，在织物的表面形成一层薄膜，织物喷墨印花以后，从而将墨水固着在织物的表面上，阻止了墨水的渗透和扩散，可以提高喷墨印花产品的清晰度、颜色的深度和鲜艳度。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明阳离子杂化溶胶的制备：向反应容器中依次加入溶剂为：15～30份、低分子水溶性的阳离子物质和阳离子聚合物为：5～20份、前驱体为：24～32份，去离子水为：50～80份，在搅拌器上搅拌，混合均匀；在搅拌的条件下将0.05～1份催化剂滴加到混合液中，在室温下搅拌20～30小时为成品，所述低分子水溶性的阳离子物质包括十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述阳离子聚合物是聚乙烯亚胺、聚酰胺树脂、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯胺、聚酰胺聚脲树脂中的一种或两种，阳离子聚合物的分子量一般为2,000～20,000。

所述前驱体是N-丙基三乙氧基硅烷、N-辛基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、N-辛基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、N-十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一种或两种。

所述催化剂是盐酸、p-甲苯磺酸、乙酸、马来酸、琥珀酸、硝酸、醋酸、氨水、氢氧化钠、乙二胺四乙酸中的一种或两种。

所述溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、环氧乙烷或三乙醇胺中的一种或两种。

所述织物包括棉、麻、羊毛和真丝织物，涤纶和锦纶织物，粘胶和天丝织物。

本发明一种阳离子杂化溶胶提高印花清晰度和牢度的方法，采用以下工艺步骤：

(1)、预处理：

向反应容器中依次加入溶剂为：15～30份、低分子水溶性的阳离子物质和阳离子聚合物为：5～20份、前驱体为：24～32份，去离子水为：50～80份，在搅拌器上搅拌，混合均匀，搅拌速度为：150～500转/分；在搅拌的条件下将0.05～1份催化剂滴加到混合液中，在室温下搅拌20～30h，得到透明的阳离子杂化溶胶。

将上述制备的阳离子杂化溶胶和去离子水按1：2～1：10稀释后，将织物在溶胶溶液中浸轧整理，浸渍：10～30min；轧液率为：60～90％；

(2)、预烘：

将整理后的织物在鼓风烘箱内烘干，烘干温度为：60～90℃；

(3)、焙烘：

在温度为110～190℃条件下焙烘3～10min；

(4)、喷墨印花：在温度为22～28℃，相对湿度60～80％的条件下用喷墨印花墨水通过喷墨印花机喷印到织物上，然后进行烘干和固色处理，得到喷墨印花产品；分辨率为：360～1440dpi。

本发明所述喷墨印花墨水为颜料墨水和阴离子型染料墨水。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、本发明的阳离子杂化溶胶对织物浸轧整理，再经过热处理，在织物的表面形成一层薄膜，织物喷墨印花以后，阳离子杂化溶胶接触到阴离子染料或颜料分子时，就会生成不溶于水的络合物，从而将墨水固着在织物的表面上，阻止了墨水的渗透和扩散，可以提高喷墨印花的防渗化性能。2、可以提高喷墨印花产品的清晰度、颜色的深度和鲜艳度，及提高喷墨印花产品的各项牢度。3、与其它的预处理方法相比，经过阳离子杂化溶胶处理后织物的手感也较好。

具体实施方式

下面本发明将结合实施例作进一步描述：

本发明阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工艺步骤：

实施例一：

阳离子杂化溶胶的制备：向三颈烧瓶中依次加入乙醇26.2g、聚二甲基二烯丙基氯化铵23.0g、正硅酸乙酯46.0g、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷23.6g和去离子水132.2g，在磁力搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度为：300转/分；在搅拌的条件下将盐酸9.6g滴加到混合液中，盐酸的浓度为0.01mol/L，在室温下搅拌24h，得到透明的阳离子杂化溶胶。

本发明阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法，采用以下工艺步骤：

本发明采用颜料墨水喷墨印花；选用六色颜料墨水(青、品红、黄、黑、浅青和浅红)墨水和涤纶织物(80g/m²)；具体的工艺步骤如下：

1、预处理：

将上述实施例一中制备的阳离子杂化溶胶和去离子水按1∶4稀释后，将涤纶织物在溶胶整理液中一浸一轧，浸渍：10min轧液率为：70％；

2、预烘：

将整理后的织物在鼓风烘箱内烘干，烘干温度为：60℃；

3、焙烘：

在温度为170℃条件下焙烘3min；

4、喷墨印花：在温度为22℃，相对湿度60％的条件下用颜料墨水通过喷墨印花机喷印到织物上，得到喷墨印花产品；分辨率为：360dpi。

5、焙烘：在170℃的条件下焙烘3min。

经上述处理过的涤纶织物喷墨印花以后，线条的宽度径向由未处理的47.59μm改善到19.86μm，纬向由未处理的36.65μm改善到17.82μm，喷墨印花的清晰度有较大的提高；K/S值(颜色深度)由未处理的6.54提高到8.67，颜色鲜艳度有较大的提高；皂洗牢度可以提高0.5～1级，干湿摩擦牢度也可以提高0.5级。

6、测试方法，具体分述如下：

(1)、清晰度的测试

用DZ-3视频变焦显微镜测试，打开计算机中图像采集软件(PinnacleStudio Version 8.0)，选择低倍镜(放大倍数为25×～350×)，用反射光源，将样品放在载物台上，调整试样位置至计算机屏幕上有图像，连续调节物镜的放大倍数和焦距至计算机屏幕上的图像清晰，采集图片，打开图像分析软件(Imager-Proplus)，进行测量分析。

(2)、K/S值测试

打印后的织物用XRITE-8400测色仪在CIELab测色系统下，D65光源，10°视角，测试织物的K/S值，测量4个点取平均值。K/S值越大表示喷墨打印的颜色深度越高。

(3)、皂洗牢度测试：配制4g/L的皂洗液，将4cm×10cm的布样与同样大小的白布缝合，浸于1：50的皂液中，放入皂洗牢度测试仪中，于40℃皂洗30min后取出，用蒸馏水洗净布样，拆线，晾干。然后在测色配色仪上进行测试。

(4)、干湿摩擦牢度：按照GB7565中规定采用退浆、漂白、不含任何整理剂的棉织物，剪成5cm×5cm正方形用于圆形摩擦头。将干摩擦布固定在试验机的摩擦头上，使5cm×20cm摩擦布的方向与摩擦头的运行方向一致，在干摩擦试样的长度方向上，在10s内摩擦10次，往复动程为10cm，垂直压力为9N；湿摩擦布用三级水浸湿，并浸轧，轧液率为95％～105％，方法同上，摩擦结束后，在室温下晾干。

实施例二：

本发明阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工艺步骤：

阳离子杂化溶胶的制备：向三颈烧瓶中依次加入丙醇20.5g、十六烷基三甲基溴化铵20.6g、正硅酸乙酯32.5g、γ-氨丙基三甲氧基硅烷13.2g和去离子水112.0g，在磁力搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度在350转/分；在搅拌的条件下将乙酸9.2g滴加到混合液中，乙酸的浓度为0.02mol/L，在室温下搅拌22h，得到透明的阳离子杂化溶胶。

本发明采用活性染料喷墨印花，选用活性染料墨水(自制)和棉织物(密度：133/72，支数40×40，120g/m²)。具体的工艺骤如下：

1、预处理：

将上述实施例二中制备的阳离子杂化溶胶和去离子水按1：6稀释后，将棉织物在溶胶整理液中二浸二轧，浸渍：15min；轧液率为：75％；

2、预烘：

将整理后的织物在鼓风烘箱内烘干，烘干温度为：60℃；

3、焙烘：

在温度为150℃条件下焙烘4min；

4、喷墨印花：在温度为25℃，相对湿度70％的条件下用活性染料墨水通过喷墨印花机喷印到织物上，得到喷墨印花产品；分辨率为720dpi。

5、烘干：烘干温度为：60～90℃。

6、汽蒸固色：

在102℃条件下汽蒸8min。

7、水洗：

冷水洗(5min)→皂洗(2g/L皂片，98℃×5min)×2→沸水漂洗(3min)×2→温水/冷水漂洗。

8、烘干：烘干温度为：60～90℃。

经上述处理过的棉织物喷墨印花以后，线条的宽度径向由未处理的27.63μm改善到19.22μm，纬向由未处理的24.61μm改善到17.49μm，喷墨印花的清晰度有较大的提高；K/S值(颜色深度)由未处理的5.07提高到8.14，颜色鲜艳度有较大的提高；皂洗牢度可以提高0.5～1级，干湿摩擦牢度可以

提高0.5级。

实施例三：本发明阳离子杂化溶胶及提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工艺步骤：

阳离子杂化溶胶的制备：向三颈烧瓶中依次加入丁醇27.3g、十二烷基三甲基氯化铵22.6g、正硅酸乙酯37.9g、γ-巯丙基三乙氧基硅烷20.6g和去离子水126.8g，在磁力搅拌器上搅拌，使它们混合均匀，搅拌速度在400转/分；在搅拌的条件下将氨水8.7g滴加到混合液中，氨水的浓度为0.01mol/L，在室温下搅拌26h，得到透明的阳离子杂化溶胶。

本发明采用颜料墨水喷墨印花；选用六色颜料墨水(青、品红、黄、黑、浅青和浅红)墨水和100％真丝双绉；具体的工艺步骤如下：

1、预处理：

将上述实施例三中制备的阳离子杂化溶胶和去离子水按1：5稀释后，将真丝织物在溶胶整理液中一浸一轧，浸渍：20min；轧液率为：80％；

2、预烘：

将整理后的织物在鼓风烘箱内烘干，烘干温度为：65℃；

3、焙烘：

在温度为120℃条件下焙烘5min；

4、喷墨印花：在温度为27℃，相对湿度60％的条件下用颜料墨水通过喷墨印花机喷印到织物上，得到喷墨印花产品；分辨率为：1440dpi。

5、焙烘：在170℃的条件下焙烘3min。

经上述处理过的真丝织物喷墨印花以后，线条的宽度径向由未处理的37.59μm改善到19.86μm，纬向由未处理的29.65μm改善到17.82μm，喷墨印花的清晰度有较大的提高；K/S值(颜色深度)由未处理的6.74提高到8.65，颜色鲜艳度有较大的提高；皂洗牢度可以提高0.5～1级，干湿摩擦牢度也可以提高0.5级。

Claims (5)

1、一种阳离子杂化溶胶，其特征是向反应容器中依次加入溶剂为：15～30份、低分子水溶性的阳离子物质和阳离子聚合物为：5～20份、前驱体为：24～32份，去离子水为：50～80份，在搅拌器上搅拌，混合均匀；在搅拌的条件下将0.05～1份催化剂滴加到混合液中，在室温下搅拌20～30小时为成品；

所述低分子水溶性的阳离子物质包括十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述阳离子聚合物是聚乙烯亚胺、聚酰胺树脂、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯胺、聚酰胺聚脲树脂中的一种或两种，阳离子聚合物的分子量为2,000～20,000；

所述前驱体为N-丙基三乙氧基硅烷、N-辛基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、N-辛基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、N-十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一种或两种。

2、根据权利要求1所述的一种阳离子杂化溶胶，其特征在于所述催化剂是盐酸、p-甲苯磺酸、乙酸、马来酸、琥珀酸、硝酸、醋酸、氨水、氢氧化钠、乙二胺四乙酸中的一种。

3、根据权利要求1所述的一种阳离子杂化溶胶，其特征在于所述溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、环氧乙烷或三乙醇胺中的一种或两种。

4、一种按权利要求1所述的一种阳离子杂化溶胶提高印花清晰度和牢度的方法采用以下工艺步骤：

(1)、预处理：

向反应容器中依次加入溶剂为：15～30份、低分子水溶性的阳离子物质和阳离子聚合物为：5～20份、前驱体为：24～32份，去离子水为：50～80份，在搅拌器上搅拌，混合均匀，搅拌速度为：150～500转/分；在搅拌的条件下将0.05～1份催化剂滴加到混合液中，在室温下搅拌20～30h，得到透明的阳离子杂化溶胶；

所述低分子水溶性的阳离子物质包括十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述阳离子聚合物是聚乙烯亚胺、聚酰胺树脂、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯胺、聚酰胺聚脲树脂中的一种或两种，阳离子聚合物的分子量为2,000～20,000；

所述前驱体为N-丙基三乙氧基硅烷、N-辛基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、N-辛基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、N-十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一种或两种；

将上述制备的阳离子杂化溶胶和去离子水按1：2～1：10稀释后，将织物在溶胶溶液中浸轧整理，浸渍：10～30min；轧液率为：60～90％；

(2)、预烘：

将整理后的织物在鼓风烘箱内烘干，烘干温度为：60～90℃；

(3)、焙烘：

在温度为110～190℃条件下焙烘3～10min；

(4)、喷墨印花：在温度为22～28℃，相对湿度60～80％的条件下用喷墨印花墨水通过喷墨印花机喷印到织物上，然后进行烘干和固色处理，得到喷墨印花产品；分辨率为：360～1440dpi。

5、根据权利要求4所述的一种阳离子杂化溶胶提高印花清晰度和牢度的方法，其特征在于所述喷墨印花墨水为颜料墨水和阴离子型染料墨水。