CN102926224A - 一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。与常规喷墨印花墨水不同，本发明的墨水是以细乳液聚合法得到的超细包覆颜料色浆为着色剂，通过添加水溶性共溶剂、表面活性剂和去离子水等物质搅拌混合过滤而得，该墨水不含粘合剂，具有粒径小、存储稳定性高和喷射流畅性好等优点，以该墨水制备的喷墨印花印织物具有较佳的色牢度、颜色鲜艳度和良好的手感。

Description

一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法

技术领域

本发明涉及一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，属于精细化工和材料科学领域。

技术背景

喷墨印花是通过数字化输入方式将所需图案输入计算机，经电脑分色描稿处理后，再由计算机专用软件驱动喷墨印花机将墨水直接喷印到纺织品上，经一定的后处理而完成的印花过程。相比于传统印花技术，喷墨印花技术具有产品质量高、能耗低、污染小等特点，是未来印花领域的主要发展方向。墨水是喷墨印花的重要耗材，喷墨印花织物的品质与其墨水质量密切相关。因此，喷墨印花墨水的开发是发展喷墨印花技术必不可少的组成部分，成为纺织用精细化工和材料领域的研究热点。

喷墨印花墨水分染料型墨水和颜料型墨水，染料型墨水通用性小，喷墨生产工艺较复杂，并且对环境具有一定污染性等缺陷，限制了喷墨印花优势的发挥；颜料型墨水克服了染料型墨水存在的不足，具有通用性较好、印花工艺简单、环保性等优点，已成为喷墨印花墨水的主要发展方向。颜料型墨水中颜料颗粒的大小与墨水的品质密切相关，颜料颗粒较大，不仅会降低墨水的稳定性，而且会在堵塞喷头，从而影响墨水的喷墨打印效果；另外，颜料颗粒较大时，光线会在印花织物表面易产生漫反射，将会降低印花织物的颜色鲜艳度。为了赋予颜料型墨水印花织物一定的色牢度，墨水制备时需要添加粘合剂，但是研究发现，粘合剂的存在将会导致墨水流畅性变差、印花织物手感较硬等缺陷。

为解决颜料型墨水存在的上述不足，国内外研究者已提出诸多解决方案。美国专利US7338988、US70301175公开了在水性颜料型喷墨墨水中添加聚丙烯酸酯乳液进而提高PE、PVC、PU等塑胶材质的色牢度的方法，但该技术在纺织品上的应用效果并不够理想。美国专利US6139939公开了用平均分子量在100000～3000000的聚环氧乙烷对织物进行预处理，来提高了喷墨印花织物鲜艳度和图案的清晰度的方法。美国专利US6902780公开了用喷墨印花预处理涂层剂处理织物，来提高喷墨印花的颜色性能。中国专利CN200510040110.1和CN200710024150.6公开了先用处理液对印花织物进行处理，然后喷墨印花以改善印花织物的性能。中国专利CN1687260A公开了数字喷墨印花墨水的制备方法，该法通过添加一种聚羧酸型共聚物，一方面作为分散剂赋予了颜料墨水的分散稳定性能，另一方面作为颜料的固着剂改善了印花织物的色牢度和颜色的鲜艳度。中国专利CN101100815A公开了一种在喷墨印花颜料墨水中添加交联剂，利用其在焙烘固色的成膜性能，来提高喷墨印花织物的色牢度的方法。中国专利CN1583898A公开了在水溶性颜料型喷墨印花墨水中添加自交联丙烯酸树脂而赋予印花织物一定的色牢度。CN102146231A公开了一种水性颜料型喷墨印花墨水，通过添加适量的粘合剂，有效改善了印花织物的摩擦及耐水洗色牢度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，即采用细乳液聚合法制备的超细包覆颜料为着色剂，通过添加一定量的水溶性共溶剂、表面活性剂等物质组成的纺织品喷墨印花用颜料墨水，将该墨水喷印到织物上后进行焙烘，利用颜料表面包覆的乳胶粒在纤维表面的成膜作用，而将颜料颗粒牢固地粘附于织物表面，达到墨水配方中不需要添加粘合剂，来提高颜料墨水喷墨印花织物牢度的目的。

本发明的技术方案：一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，由下列组分按质量份数组成：超细包覆颜料色浆20～50份、水溶性共溶剂15～35份、表面活性剂1～5份，pH调节剂0.4～1.2份，杀菌剂0.1～0.3份，加去离子水至总重量100份，按配方在去离子水中依次加入超细包覆颜料色浆、水溶性共溶剂、表面活性剂和杀菌剂，搅拌混合均匀，用搅拌机以500～1500转/分搅拌20～60分钟，调节墨水pH值在7～9，最后经500nm微孔滤膜过滤即得颜料墨水，所配制的墨水粘度4～16cP，表面张力为25-40mN/m，颜料颗粒粒径为50～200nm，Zeta电位-20～-40mV。

超细包覆颜料色浆的制备方法是将质量分数对颜料为10～30％的可聚合分散剂溶解到去离子水中，调节pH为8～9，在500～1500转/分的搅拌速度下加入对体系为10～40％的颜料，搅拌均匀后转移到砂磨机中以1800～3000转/分的转速研磨0.5-8h，得到超细颜料，然后滴加对颜料质量分数为5～25％的单体，继续研磨0.5～2h，取出后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至60～80℃，缓慢滴加对单体质量比为0.25～5％的水溶性引发剂，反应1～10小时后，取出反应液，用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆颜料色浆。所述的可聚合分散剂是分子链上含有双键且可以发生自由基共聚的表面活性剂，如烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯硫酸铵(ANPS)、烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠(HMPS)。所述的单体是丁二烯、氯乙烯、偏氯乙烯、氟乙烯、四氟乙烯、异丁烯、异戊二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、丙稀腈单体中的一种或两种。所述的水溶性引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种。

所述的颜料是碳黑、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝17:1、C.I.颜料蓝56、C.I.颜料蓝63，C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄100、C.I.颜料黄104、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄153、C.I.颜料红48:2、C.I.颜料红48:4、C.I.颜料红49:1、C.I.颜料红52:2、C.I.颜料红64:1、C.I.颜料红81、C.I.颜料红88、C.I.颜料红92、C.I.颜料红101、C.I.颜料红104、C.I.颜料红105、C.I.颜料红106、C.I.颜料红108、C.I.颜料红112、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红146、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红170、C.I.颜料红170、C.I.颜料红170、C.I.颜料红172、C.I.颜料红185、C.I.颜料红190、C.I.颜料红254中的一种。

所述的水溶性共溶剂是乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、丙三醇、季戊四醇中的二至八种混合物。

所述的表面活性剂是阴离子型或非离子型表面活性剂的一种，或者是上述两类表面活性剂中的各一种；其中阴离子型表面活性剂为羧酸盐类：N-酰基氨基酸盐、雷米邦-A或醇醚羧酸盐，磺酸盐类：十二烷基苯磺酸钠、分散剂CNF、α-烯烃磺酸盐AOS，硫酸酯盐类：醇醚硫酸盐(AES)、仲烷基硫酸盐(Teep01)或月桂基硫酸钠，木质素磺酸钠；非离子型表面活性剂是聚氧乙烯烷基酚缩合物：OP-7、OP-10或OP-15，聚氧乙烯脂肪醇缩合物：平平加0-10、平平加O-20、平平加O-25或平平加A-20，聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯：Tween40、Tween60、Tween65、Tween80，脂肪酸的聚氧乙烯酯类：SG-10、SE-10、OE-15；

所述的pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、氨水、三乙醇胺中的一种。

所述的杀菌剂是香草醛或乙基香草醛类化合物、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类中的一种。

本发明的有益效果是采用细乳液聚合法制备的超细包覆颜料色浆所配制的墨水中无添加粘合剂，避免了墨水中因粘合剂而导致堵塞喷头和喷射不流畅的现象。该法制备的墨水颜料颗粒粒径小于200nm，且存放稳定性高；织物喷印后经焙烘即可获得较佳色牢度，且该法对织物的手感影响较小。

具体实施方式

下面通过实施例子，进一步阐述本发明的突出优点和显著特点，但本发明决不局限于实施例子。

实例1

将1.5g烯丙氧基羟丙基磺酸钠溶解到85.50g去离子水中，调节pH为8.1，在600转/分的搅拌速度下加入对体系为12g碳黑，搅拌均匀后转移到砂磨机中以1800转/分的转速研磨2.0小时，得到超细碳黑，然后滴加1.00g甲基丙烯酸甲酯，继续研磨1.0小时，取出后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至65℃，缓慢滴加0.003g过硫酸铵，反应2.0小时后，取出反应液，用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆碳黑色浆。

称取48g超细包覆碳黑色浆，然后依次加入3g正丁醇、4g异丙醇、13g丙三醇，1.2g司班40，酰基苯胺0.3g，30.5g去离子水混合均匀，用搅拌机在600转/分条件下搅拌45分钟，调节pH值至8.4，最后经500nm的微孔滤膜过滤，即可得到纺织品喷墨印花用颜料墨水。此墨水的物性指标如下：表面张力σ＝39.7mN/m，粘度η＝4.62cP，粒径d＝124.5nm，Zeta电位ξ为-32.8mV。将超细颜料墨水经喷墨印花机喷印到织物上，然后在80℃的烘箱中放置5分钟烘干，然后将其置于150℃焙烘固色4分钟。采用摩擦牢度仪测试织物牢度，结果见表1。

实例2

将3.0g烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯硫酸铵溶解到74.98g去离子水中，调节pH为8.3，在900转/分的搅拌速度下加入对体系为20g C.I.颜料蓝15:3，搅拌均匀后转移到砂磨机中以2000转/分的转速研磨3.5小时，得到超细C.I.颜料蓝15:3，然后滴加2.00g甲基丙烯酸丁酯，继续研磨0.5小时，取出后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至70℃，缓慢滴加0.02g过硫酸钠，反应5.0小时后，取出反应液，用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆C.I.颜料蓝15:3色浆。

称取40g超细包覆C.I.颜料蓝15:3色浆，然后依次加入13g1，4-丁二醇、12g正丙醇、7g一缩二乙二醇，3.6g吐温65，异噻唑酮0.1g，24.3g去离子水混合均匀，用搅拌机在转速800转/分下搅拌60分钟，调节pH值至7.1，最后经500nm的微孔滤膜过滤，即可得到纺织品喷墨印花用颜料墨水。此墨水的物性指标如下：表面张力σ＝36.1mN/m，粘度η＝8.14cP，粒径d＝168.4nm，Zeta电位ξ为-21.5mV。将超细颜料墨水经喷墨印花机喷印到织物上，然后在80℃的烘箱中放置5分钟烘干，然后将其置于150℃焙烘固色4分钟。采用摩擦牢度仪测试织物牢度，结果见表1。

实例3

将6.4g甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠溶解到55.55g去离子水中，调节pH为9.0，在1500转/分的搅拌速度下加入对体系为32g C.I.颜料红105，搅拌均匀后转移到砂磨机中以3000转/分的转速研磨5.0小时，得到超细C.I.颜料红105，然后滴加2.76g甲基乙烯基醚和3.00g丙稀腈，继续研磨2小时，取出后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至80℃，缓慢滴加0.29g偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐，反应9.5小时后，取出反应液，用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆C.I.颜料红105色浆。

称取28g超细包覆C.I.颜料红105色浆，然后依次加入8g1，6-己二醇、4g二缩三乙二醇、3g异丙醇，2.5g曲拉通X-10，异噻唑酮0.1g，54.4g去离子水混合均匀，用搅拌机在1200转/分条件下搅拌40分钟，调节pH值至7.9，最后经500nm的微孔滤膜过滤，即可得到纺织品喷墨印花用颜料墨水。此墨水的物性指标如下：表面张力σ＝32.6mN/m，粘度η＝11.87cP，粒径d＝109.2nm，Zeta电位ξ为-27.9mV。将超细颜料墨水经喷墨印花机喷印到织物上，然后在80℃的烘箱中放置5分钟烘干，然后将其置于150℃焙烘固色4分钟。采用摩擦牢度仪测试织物牢度，结果见表1。

实例4

将12.0g甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠溶解到37.70g去离子水中，调节pH为8.7，在1200转/分的搅拌速度下加入对体系为40g C.I.颜料黄74，搅拌均匀后转移到砂磨机中以2400转/分的转速研磨7.5小时，得到超细C.I.颜料黄74，然后滴加4.80g丙烯酸乙酯和5.20g苯乙烯，继续研磨1.5小时，取出后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至75℃，缓慢滴加0.30g过硫酸钾，反应7.0小时后，取出反应液，用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆C.I.颜料黄74色浆。

称取20g超细包覆C.I.颜料黄74色浆，然后依次加入12g季戊四醇、10g丙三醇、3g正丁醇，4.8g平平加A-20，酰基苯胺0.2g，50g去离子水混合均匀，用搅拌机在1500转/分条件下搅拌24分钟，调节pH值至8.8，最后经500nm的微孔滤膜过滤，即可得到纺织品喷墨印花用颜料墨水。此墨水的物性指标如下：表面张力σ＝26.8mN/m，粘度η＝15.79cP，粒径d＝135.1nm，Zeta电位ξ为-38.6mV。将超细颜料墨水经喷墨印花机喷印到织物上，然后在80℃的烘箱中放置5分钟烘干，然后将其置于150℃焙烘固色4分钟。采用摩擦牢度仪测试织物牢度，结果见表1。

表1印花织物的色牢度

Claims (8)

1.一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征是由下列组分按质量份数组成：超细包覆颜料色浆20～50份、水溶性共溶剂15～35份、表面活性剂1～5份，pH调节剂0.4～1.2份，杀菌剂0.1～0.3份，加去离子水至总重量100份，按配方在去离子水中依次加入超细包覆颜料色浆、水溶性共溶剂、表面活性剂和杀菌剂，搅拌混合均匀，用搅拌机以500～1500转/分搅拌20～60分钟，调节墨水pH值在7～9，最后经500nm微孔滤膜过滤即得颜料墨水。

2.一种无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征是超细包覆颜料色浆由以下方法制备：重量份数为10～30％的可聚合分散剂溶解到去离子水中，调节pH为8～9，在500～1500转/分的搅拌速度下加入对体系质量分数为10～40％的颜料，搅拌均匀后转移到砂磨机中以1800～3000转/分的转速研磨0.5-8h，然后滴加对颜料质量分数为5～25％的单体，继续研磨0.5～2h后转移至装有搅拌器、温度计、冷凝器的反应器中，通入氮气，搅拌，升温至60～80℃，滴加对单体质量比为0.25～5％的水溶性引发剂，反应1～10小时后用孔径为1000nm的滤纸过滤，得到超细包覆颜料色浆。

3.如权利要求2所述无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征在于所述的可聚合分散剂是分子链上含有双键，且可以发生自由基共聚的表面活性剂，如所述的可聚合分散剂是分子链上含有双键且可以发生自由基共聚的表面活性剂，如烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯硫酸铵(ANPS)、烯丙氧基羟丙基磺酸钠(AHPS)、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠(HMPS)；所述的单体是丁二烯、氯乙烯、偏氯乙烯、氟乙烯、四氟乙烯、异丁烯、异戊二烯、双环戊二烯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、顺丁烯马来酸、马来酸酐、丙烯酸甲基衣康酸、丙稀腈中的一种或两种；所述水溶性引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种。

4.如权利要求2所述无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征在于所述的颜料是碳黑、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝17:1、C.I.颜料蓝56、C.I.颜料蓝63，C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄74、C.I.颜料黄95、C.I.颜料黄100、C.I.颜料黄104、C.I.颜料黄108、C.I.颜料黄120、C.I.颜料黄153、C.I.颜料红48:2、C.I.颜料红48:4、C.I.颜料红49:1、C.I.颜料红52:2、C.I.颜料红64:1、C.I.颜料红81、C.I.颜料红88、C.I.颜料红92、C.I.颜料红101、C.I.颜料红104、C.I.颜料红105、C.I.颜料红106、C.I.颜料红108、C.I.颜料红112、C.I.颜料红122、C.I.颜料红123、C.I.颜料红146、C.I.颜料红149、C.I.颜料红166、C.I.颜料红168、C.I.颜料红170、C.I.颜料红170、C.I.颜料红170、C.I.颜料红172、C.I.颜料红185、C.I.颜料红190、C.I.颜料红254中的一种。

5.如权利要求1所述无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征在于是所述的水溶性共溶剂是乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、丙三醇、季戊四醇中的三至八种。

6.如权利要求1所述无粘合剂纺织品喷墨印花用颜料墨水的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂是阴离子型或非离子型表面活性剂的一种，或者是上述两类表面活性剂中的各一种；其中阴离子型表面活性剂为羧酸盐类：N-酰基氨基酸盐、雷米邦-A或醇醚羧酸盐，磺酸盐类：十二烷基苯磺酸钠、分散剂CNF、α-烯烃磺酸盐AOS，硫酸酯盐类：醇醚硫酸盐(AES)、仲烷基硫酸盐(Teep01)或月桂基硫酸钠，木质素磺酸钠；非离子型表面活性剂是聚氧乙烯烷基酚缩合物：OP-7、OP-10或OP-15，聚氧乙烯脂肪醇缩合物：平平加0-10、平平加O-20、平平加O-25或平平加A-20，聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯：Tween40、Tween60、Tween65、Tween80，脂肪酸的聚氧乙烯酯类：SG-10、SE-10、OE-15。

7.如权利要求1所述的棉织物喷墨印花用分散染料墨水，其特征在于：所述的pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、氨水、三乙醇胺中的一种。

8.如权利要求1所述的棉织物喷墨印花用分散染料墨水，其特征在于：所述的杀菌剂是香草醛或乙基香草醛类化合物、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类中的一种。