CN108727900B - 一种储存稳定性和再分散性好的分散染料墨水及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储存稳定性和再分散性好的分散染料墨水及制备方法，分散染料墨水包括按质量份计的如下组份：高纯水30‑35份，分散染料10‑15份，分散剂8‑12份，润滑剂5‑9份，乙二醇6‑8份，阴离子型表面活性剂1‑5份。所述分散染料墨水的分散稳定性好，储存稳定性佳，再分散性能优。

Description

一种储存稳定性和再分散性好的分散染料墨水及制备方法
技术领域
本发明涉及墨水技术领域，具体涉及一种储存稳定性和再分散性好的分散染料墨水及制备方法。
背景技术
数码喷墨印花是将图案通过扫描仪,把布样(设计图案)转化成数字形式输入到计算机,通过计算机印花分色描稿系统编辑处理,再由计算机控制微压电式喷墨嘴把专用染液(统称墨水)直接喷射到纺织品上,颜色混合后还原成原来的扫描图案，较传统的印花方法具有设计灵活、速度快、低能耗、无污染、节省材料、产品质量高等优点,既减少了企业负担,又实现了环保要求,弥补了传统印花在技术方面的缺陷和空白；
喷墨印花墨水是影响印花产品质量的关键因素之一，织物用喷墨印花墨水除了对色素纯度、不溶性固体颗粒粒径、墨水的粘度、表面张力、稳定性、pH和起泡性等有具体要求之外,还要求墨水喷射到织物上形成图案后,具有良好的耐水洗、耐摩擦等色牢度；
理论上,所有纺织品传统印花用的染料都可以配制成喷墨印花墨水,但目前常用的染料墨水还是以活性染料、酸性染料、金属络合染料和分散染料墨水为主，其中分散染料墨水使用范围最大，应用也最为成熟；
现有分散染料墨水主要由以纳米级的分散染料颗粒、水、表面活性剂和多元醇等物质组成，分散染料墨水作为合成纤维织物喷墨印花的主要耗材,必须具有适当的黏度(2-10mPa·s)、表面张力(30-50mN/m)、pH值(7-9)及足够的稳定性等性能指标要求,以确保良好的喷射打印性能；
分散染料墨水作为合成纤维织物喷墨印花的主要耗材,必须具有适当的黏度(2-10mPa·s)、表面张力(30-50mN/m)、pH值(7-9)及足够的稳定性等性能指标要求,以确保良好的喷射打印性能；现有分散染料墨水主要由以微小颗粒存在的分散染料、水、表面活性剂和多元醇等物质组成，但由于现有分散染料墨水中分散染料的分散稳定性能差，导致分散染料墨水的粒子颗粒大，粒径分布宽,使用时易堵塞喷头等缺陷,并且分散染料墨水的储存稳定性不佳，制约了其在纺织印染领域的广泛应用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，分散染料在所述分散染料墨水中的分散稳定性好，从而使得分散染料墨水粒子颗粒小,粒径分布窄,使用时不易堵塞喷头，并且储存稳定性佳，大大扩宽了应用范围。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，包括按质量份计的如下组份：高纯水30-35份，分散染料10-15份，分散剂8-12份，润滑剂5-9份，乙二醇6-8份，阴离子型表面活性剂1-5份。
优选的，包括按质量份计的如下组份：高纯水34-35份，分散染料12-15份，分散剂8-10份，润滑剂5-7份，乙二醇6-7份，阴离子型表面活性剂1-3份。
优选的，所述分散染料选自C.I.Disperse Blue359、C.I.Disperse Red 60、C.I.Disperse Yellow 54中的一种或多种。
优选的，所述分散剂为复合分散剂，所述复合分散剂由主分散剂和助分散剂构成，所述主分散剂和助分散剂的质量比为2-5：1；所述主分散剂由高分子分散剂构成，所述高分子分散剂选自BASF公司的Joncryl HPD 196、Joncryl HPD 671和Joncryl HPD 696的一种或多种；所述助分散剂由萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠组成，所述萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠的质量比为1-3:1；所述木质素磺酸钠选自美德维实伟克公司的Reax907、Reax 85A和Reax LS中的一种或多种，所述萘磺酸甲醛缩合物选自KAO公司的Demol N、Demol MS和Demol SN-B中的一种或多种。
优选的，所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和顺丁烯二酸二伯辛酯磺酸钠。
优选的，所述分散染料墨水，还包括分散染料复合助剂2-4份，所述分散染料复合助剂由油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺组成，所述油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺的质量比为2-5:1。
优选的，所述分散染料墨水，还包括二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份。
本发明的另一目的为提供一种所述分散染料墨水的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合上述质量份的高纯水、分散剂和润滑剂，搅拌均匀后加入所述质量份的分散染料，混合均匀得色浆原液；
(2)于转速1000-1500r/min的分散机中分散所述色浆原液1.5-2.5h，然后静置10-12h，得静置色浆分散液；
(3)把所述静置色浆分散液注入研磨机中研磨6-10h，将粒径在150-200nm的色浆研磨液依次经离心和过滤，得到色浆母液；
(4)将所述色浆母液与包含上述质量份的乙二醇和阴离子型表面活性剂在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水。
优选的，步骤(4)中的助剂还包括，添加二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份。
优选的，步骤(1)还包括，在加入分散染料后，添加分散染料复合助剂2-4份。
和最接近的现有技术比，本发明的技术方案具备如下有益效果：
在分散染料墨水中，表面活性剂的主要作用是降低墨水的表面张力，表面张力过大，墨水难以润湿基质；表面张力过小，难以形成微小均匀的墨滴，本发明提供的分散染料墨水，阴离子型表面活性剂一方面调节分散染料墨水的表面张力，使得分散染料墨水的表面张力符合指标要求，另一方面阴离子型表面活性剂协助分散剂，吸附在分散染料、颗粒表面,使染料颗粒表面带上负电荷,带负电荷的染料颗粒又通过吸引分散体系中的反离子构成双电层结构，染料颗粒运动靠近时,由于双电层结构的存在,受到同性电荷的斥力而相互分离开，分散染料在墨水中形成稳定的分散体系，避免了分散染料的团聚现象的产生，从而使得分散染料墨水的粒子颗粒小,粒径分布窄,使用时不易堵塞喷头。
本发明提供的分散染料墨水，使用高分子分散剂作为主分散剂，对分散染料颗粒提供空间位阻和双电层保护，提高分散染料颗粒的分散稳定性；使用萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠作为助分散剂与主分散剂协同配合，弥补采用单一分散剂的不足，提高分散染料墨水的再分散性能，降低VOC的排放，加快墨水在转印纸上的干燥速度。
本发明提供的分散染料墨水，所述分散染料墨水，还包括分散染料复合助剂油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺2-4份，一方面提高分散染料在墨水中的分散性能，另一方面与乙二醇配合，提高散染料墨水的储存稳定性。
本发明提供的分散染料墨水，还包括二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份，所述含量的二羧酸和EDTA与乙二醇协同配合，对分散染料墨水中各组份之间起到增溶作用，增强组份之间的扩散性能，进一步提高了分散染料墨水的储存稳定性。
本发明提供的分散染料墨水的制备方法，把包括分散染料的色浆原液依次经分散，研磨，离心和过滤，然后与乙二醇和阴离子型表面活性剂在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水，进一步提高分散染料在所述分散染料墨水中的分散稳定性，细化分散染料墨水粒子颗粒。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
一种储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，包括按质量份计的如下组份：高纯水30份，C.I.Disperse Blue359 10份，复合分散剂8份，润滑剂5份，乙二醇6份，十二烷基硫酸钠1份；
所述复合分散剂由主分散剂和助分散剂构成，所述主分散剂和助分散剂的质量比为2：1；所述主分散剂由高分子分散剂构成，所述高分子分散剂选自BASF公司的JoncrylHPD 196；所述助分散剂由萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠组成，所述萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠的质量比为1:1，所述木质素磺酸钠选自美德维实伟克公司的Reax907，所述萘磺酸甲醛缩合物选自KAO公司的Demol N。
所述的分散染料墨水的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合上述质量份的高纯水、复合分散剂和润滑剂，搅拌均匀后加入所述质量份的分散染料，混合均匀得色浆原液；
(2)于转速1000r/min的分散机中分散所述色浆原液1.5h，然后静置10h，得静置色浆分散液；
(3)把所述静置色浆分散液注入研磨机中研磨6h，将粒径在150nm的色浆研磨液依次经离心和过滤，得到色浆母液；
(4)将所述色浆母液与包含上述质量份的乙二醇和十二烷基硫酸钠在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水。
实施例2
一种储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，包括按质量份计的如下组份：高纯水35份，C.I.Disperse Red 60 15份，复合分散剂12份，润滑剂9份，乙二醇8份，顺丁烯二酸二伯辛酯磺酸钠5份；
所述复合分散剂由主分散剂和助分散剂构成，所述主分散剂和助分散剂的质量比为5：1；所述主分散剂由高分子分散剂构成，所述高分子分散剂选自BASF公司的Jouncy HPD671；所述助分散剂由萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠组成，所述萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠的质量比为3:1，所述木质素磺酸钠选自美德维实伟克公司的Reax 85A，所述萘磺酸甲醛缩合物选自KAO公司的Demol MS。
所述的分散染料墨水的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合上述质量份的高纯水、复合分散剂和润滑剂，搅拌均匀后加入所述质量份的分散染料，混合均匀得色浆原液；
(2)于转速1500r/min的分散机中分散所述色浆原液2.5h，然后静置12h，得静置色浆分散液；
(3)把所述静置色浆分散液注入研磨机中研磨10h，将粒径在200nm的色浆研磨液依次经离心和过滤，得到色浆母液；
(4)将所述色浆母液与包含上述质量份的乙二醇和顺丁烯二酸二伯辛酯磺酸钠在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水。
实施例3
一种储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，包括按质量份计的如下组份：高纯水34份，C.I.Disperse Yellow 54 12份，复合分散剂10份，润滑剂7份，乙二醇7份，十二烷基硫酸钠3份；
所述复合分散剂由主分散剂和助分散剂构成，所述主分散剂和助分散剂的质量比为4：1；所述主分散剂由高分子分散剂构成，所述高分子分散剂选自BASF公司的JoncrylHPD 696；所述助分散剂由萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠组成，所述萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠的质量比为2:1，所述木质素磺酸钠选自美德维实伟克公司的Reax LS，所述萘磺酸甲醛缩合物选自KAO公司的Demol SN-B。
所述的分散染料墨水的制备方法，包括如下步骤：
(1)混合上述质量份的高纯水、复合分散剂和润滑剂，搅拌均匀后加入所述质量份的分散染料，混合均匀得色浆原液；
(2)于转速1200r/min的分散机中分散所述色浆原液2h，然后静置11h，得静置色浆分散液；
(3)把所述静置色浆分散液注入研磨机中研磨8h，将粒径在160nm的色浆研磨液依次经离心和过滤，得到色浆母液；
(4)将所述色浆母液与包含上述质量份的乙二醇和十二烷基硫酸钠在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水。
实施例4
本实施例的储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，在实施例3的基础上，还包括分散染料复合助剂2-4份，所述分散染料复合助剂由油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺组成，所述油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺的质量比为2-5:1，优选的，所述油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺的质量比为3:1。
本实施例的分散染料墨水制备方法：在上述实施例3的分散染料墨水制备方法的基础上，只需在步骤(1)中，加入分散染料后，添加分散染料复合助剂2-4份。
实施例5
本实施例的储存稳定性和再分散性能好的分散染料墨水，在实施例4的基础上还包括二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份。
本实施例的分散染料墨水制备方法：在上述实施例4的分散染料墨水制备方法的基础上，只需在步骤(4)中的助剂中，添加二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份。
对本发明实施例1-5的分散染料墨水常温测定如下性能指标：
1、测定指标及测定方法：
a)粒径：将分散染料色浆加去离子水稀释一定的倍数，在25℃条件下用纳米粒度分布仪测定分散体系中染料的粒径和粒径分散指数PDI。
b)Zeta电位：将分散染料色浆加去离子水稀释一定的倍数，在25℃条件下用Zeta电位分析仪测定其Zeta电位。
c)表面张力：在25℃条件下，利用全自动表面张力仪采用白金板法进行测试。
d)粘度：在25℃的测试条件下，采用0号转子(扭矩为50％)，利用旋转黏度计测定墨水的粘度。
e)pH值：在25℃条件下，利用EL-20型pH计测试墨水的pH，每个试样测试3次，取平均值。
f)再分散性：使用可见光分光光度计测试墨水的最大吸收峰处的abs值，记为abs1，取20g墨水100ml玻璃烧杯中，敞口放置于40℃烘箱中48h，称量干燥后的重量，再加入高纯水补足到干燥前的重量，并使用磁力搅拌搅拌30min，使用10um针筒过滤器，过滤掉未再分散的墨水干燥物，再使用可见光分光光度计测试墨水再分散溶液的最大吸收峰处的abs值，记为abs2，墨水的再分散率＝abs2/abs1*100％。
2、测定结果如下表1：
表1
Figure GDA0003153018220000061
Figure GDA0003153018220000071
3、将实施例1-5所述的分散染料墨水在70摄氏度的电热鼓风干燥箱中密闭静置30天，然后以上述方法测定分散染料墨水的上述性能指标，测定结果如下表2：
表2
Figure GDA0003153018220000072
对比表1和表2的数据可知:
(1)实施例1-5所述的分散染料墨水，经加热处理后，测定的各项性能指标与常温测定的各项性能指标相差不大，说明本发明实施例1-5所述的分散染料墨水具有很好的储存稳定性，通过对比表1和表2的粒径和粒径分散指数性能指标可以看出，加热后的分散染料墨水的粒径和粒径分散指数PDI的测定数值与常温下分散染料墨水的粒径和粒径分散指数PDI的测定数值相比变化不大，说明本发明实施例1-5所述的分散染料墨水具有很好的分散稳定性，并且通过表1、表2以及两者之间的对比，可以得知，分散染料墨水具有很好的再分散性；
(2)对比实施例4和实施例1-3各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值，可以得出，实施例4各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值小于实施例1-3各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值，原因是实施例4中的分散染料墨水，在实施例3的分散染料墨水组份基础上中添加分散染料复合助剂，一方面提高分散染料在墨水中的分散性能，另一方面与乙二醇配合，提高散染料墨水的储存稳定性；
(3)对比实施例5和实施例1-4各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值，可以得出，实施例5各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值小于实施例1-4各性能指标数值在表1和表2前后浮动变化差值，原因是实施例5的分散染料墨水，在实施例4的分散染料墨水组份基础上中添加二羧酸1-2份，EDTA 0.5-1份，与乙二醇协同配合，对分散染料墨水中各组份之间起到增溶作用，增强组份之间的扩散性能，进一步提高了分散染料墨水的储存稳定性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种储存稳定性和再分散性好的分散染料墨水的制备方法，其特征在于，所述分散染料墨水包括按质量份计的如下组份：高纯水30-35份，分散染料10-15份，分散剂8-12份，润滑剂5-9份，乙二醇6-8份，阴离子型表面活性剂1-5份，二羧酸1-2份，EDTA0.5-1份；所述分散剂为复合分散剂，所述复合分散剂由主分散剂和助分散剂构成，所述主分散剂和助分散剂的质量比为2-5：1；所述主分所散剂为高分子分散剂，所述助分散剂由萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠组成，所述萘磺酸甲醛缩合物和木质素磺酸钠的质量比为1-3:1；所述分散染料墨水还包括分散染料复合助剂2-4份，所述分散染料复合助剂由油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺组成，所述油酸钠和N-羟乙基-N-氰乙基苯胺的质量比为3:1；所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基硫酸钠和顺丁烯二酸二伯辛酯磺酸钠；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合上述质量份的高纯水、分散剂和润滑剂，搅拌均匀后加入所述质量份的分散染料，混合均匀得色浆原液；
(2)于转速1000-1500r/min的分散机中分散所述色浆原液1.5-2.5h，然后静置10-12h，得静置色浆分散液；
(3)把所述静置色浆分散液注入研磨机中研磨6-10h，将粒径在150-200nm的色浆研磨液依次经离心和过滤，得到色浆母液；
(4)将所述色浆母液与包含上述质量份的乙二醇和阴离子型表面活性剂在内的助剂混合均匀，过滤得分散染料墨水；所述步骤(4)中的助剂还包括二羧酸1-2份，EDTA0.5-1份；
所述步骤(1)还包括，在加入分散染料后，添加分散染料复合助剂2-4份；
所述分散染料选自C.I.Disperse Blue359、C.I.Disperse Red 60和C.I.DisperseYellow 54中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的分散染料墨水的制备方法，其特征在于，所述分散染料墨水包括按质量份计的如下组份：高纯水34-35份，分散染料12-15份，分散剂8-10份，润滑剂5-7份，乙二醇6-7份，阴离子型表面活性剂1-3份。
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