CN109972421A - 一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：活性染料17‑28％、高分子分散剂2‑10％、保湿剂1‑5％、pH调节剂0.5‑1％、杀菌剂0.1‑1％、助溶剂2‑10％、余量为去离子水。通过加入本发明的高分子分散剂的加入可以对染料起到助溶作用，进而增加染料的溶解度，可以达到提升墨水中的染料含量，且配置好的染料墨水存储稳定性好，保湿性优良，可适用于超高速数码打印(60米/分钟以上)，特别适用于棉和人棉纤维材料。

Description

一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法
技术领域
本发明属于数码喷墨印花领域，具体涉及一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法。
背景技术
数码喷墨印花技术是随着计算机技术的不断发展而逐渐形成的一种集计算机数据处理、精密机械、光电信息技术为一体的现代科技应用的产物。针对纺织品的数码喷墨印花技术开始于20世纪70年代，90年代完成了从技术模型到生产应用的转变。作为国家重点扶持发展的产业之一，纺织品数码喷墨印花技术依靠其明显的绿色印花技术和独特的印花方式，已在全球逐步替代传统的纺织品印花技术。
2000年以后，纺织品数码喷墨印花技术得到快速发展，中间经历了从主要用于纺织印染前期的打样到小批量生产再到规模化生产的转变过程。随后，纺织品数码喷墨印花逐步渗透到服装、家纺、汽车装饰、设计、广告、个性化定制、网店等多个领域。近十年，全球纺织品数码喷墨印花量几乎每两年翻一番，呈现了加速发展的态势。目前，数码喷墨印花在我国纺织印花行业的比例已经高达l0％左右。
墨水作为纺织品数码喷墨印花基本耗材，其品质决定了数码喷墨印花纺织品质量。目前，我国纺织品数码喷墨印花用墨水整体品质与国外同类产品相比还有很大差距，目前国内有相应产品，但由于受到原材料、技术等相关条件影响，与国外同类产品在质量上相差甚多，无法取代进口产品，原材料的供应也受限制，价格也无法降低，印染厂成本也无法下降。国内同类产品价格和进口墨水相比，没有太大的竞争优势。其中，用于高速数码喷墨印花等高端墨水技术几乎为国外(欧美、日韩)垄断。上述，成为影响我国数码印花产业普及和发展的主要障碍。
活性染料墨水是纺织品数码喷墨印花墨水中的一种，具有墨水流动性好，饱和度高等优点，受到研究人员的广泛关注。
数码印花是一种伴随这计算机技术不断发展而产生的现代科技应用的产物，相对与传统的印染有着应用灵活多变、操作智能、生产安全环保等方面的诸多优势。在目前数码印花领域中，活性墨水是应用比较广泛的一种墨水，可应用于纤维素纤维、蛋白质纤维等织物上，包括棉、人造丝、亚麻、真丝等面料，能赋予锦纶印花织物优异的耐水洗牢度，也可以代替铬媒染料用于羊毛染色，并随着对生产环境污染和安全问题的日益严格，活性墨水逐渐取代还原、媒染染料等而进一步扩大应用范围。
数码印花用的活性墨水对活性染料的应用适应性有着较高的要求，一款性能优良的活性染料需具备有较低的含盐量，优良的上色率、较高的溶解度和溶液稳定性；Huntsman公司在专利WO2004/069937中也公开了一系列乙烯砜型的活性染料混合物，该活性染料混合物具有高活性、良好的得色率、优异的洗净性和湿坚牢度等特点。
发明内容
为了解决现有技术的不足和缺陷，本发明提供了一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，具有固色率高、染料含量高性能，可长期存储等较好效果。
本发明的技术方案是：一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：活性染料17-25％、高分子分散剂1-5％、表面张力调节剂4-6％、非离子表面活性剂1-3％、保湿剂1-5％、pH调节剂0.5-1％、杀菌剂0.1-1％、余量为去离子水。
所述高分子分散剂为聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂，按质量分数其原料组分包括苯乙烯1-10份，丙烯酸苄酯30-50份，三乙基四胺5-10份，偶氮二异丁腈1-5份，巯基乙酸3-8份。
优选地，所述活性染料为活性红M-EXF、C.I.活性红24、C.I.活性红141、C.I.活性红195、C.I.活性红245、C.I.活性橙12、C.I.活性橙13、C.I.活性棕、C.I.活性蓝5、活性蓝M-EXF、C.I.活性蓝15、C.I.活性蓝72、C.I.活性黄85、活性黄M-EXF、C.I.活性蓝74、C.I.活性橙5、C.I.活性黑8、活性黑39中的至少一种。
优选地，所述聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯1-10份，丙烯酸苄酯30-50份，三乙基四胺5-10份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至70-100℃，反应3-5小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
本发明所采用的聚乙烯-丙烯酸苄酯作为高分子分散剂的加入可以对染料起到助溶作用，进而增加染料的溶解度，可以达到提升墨水中的染料含量，且还可以控制墨水的表面张力，使之适应数码印花机的要求。
优选地，所述的表面张力调节剂为烷氧基化醇或聚醚改性聚二甲基硅氧烷或其组合；保所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的一种或两种；表面张力调节剂和非离子表面活性的加入不仅证墨水在喷头中的润湿状态，并保证了高浓度墨水的流畅性，使其具有良好的打印性能。
进一步地，所述的表面张力调节剂选自陶氏公司的EH-3、EH-6、毕克化学公司的BYK-345、BYK-348等。
优选地，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、PEG中的一种或几种。
优选地，所述的pH调节剂为乙醇胺、三羟基氨基甲烷或其组合。
优选地，所述的杀菌剂为山梨酸钾或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
本发明还提供了一种上述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水制备方法，包括以下步骤：取各原料组分，混合搅拌1-2h，然后按过滤膜的孔径由大到小进行多级过滤，所述的过滤膜的孔径在0.56～0.20μm之间，得成品活性染料墨水。
本发明的有益技术效果是：
1、通过加入本发明的高分子分散剂的加入可以对染料起到助溶作用，进而增加染料的溶解度，可以达到提升墨水中的染料含量，且还可以控制墨水的表面张力，使之适应数码印花机的要求。
2、本发明染料墨水的独特配方，各组分协同作用使得产品墨水浓度更高，颜色深、特别是黑色染料，且配置好的染料墨水存储稳定性好，保湿性优良，可适用于超高速数码打印(60米/分钟以上)，特别适用于棉和人棉纤维材料。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【实施例1】
S1、聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯5份，丙烯酸苄酯40份，三乙基四胺6份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至80℃，反应4小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
S2、一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：C.I.活性红141 17％、步骤S1制备的高分子分散剂1％、EH-36％、壬基酚聚氧乙烯醚1％、乙二醇3％、乙醇胺0.5％、山梨酸钾0.3％、余量为去离子水。
然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
【实施例2】
S1、聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯10份，丙烯酸苄酯40份，三乙基四胺10份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至100℃，反应5小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
S2、一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：C.I.活性红245 19％、步骤S1制备的高分子分散剂2％、BYK-3484％、壬基酚聚氧乙烯醚3％、PEG 3％、三羟基氨基甲烷1％、山梨酸钾1％、余量为去离子水。
然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
【实施例3】
S1、聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯10份，丙烯酸苄酯30份，三乙基四胺7份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至100℃，反应5小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
S2、一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：C.I.活性棕22％、步骤S1制备的高分子分散剂4％、EH-6-6％、壬基酚聚氧乙烯醚2％、二乙二醇5％、三羟基氨基甲烷1％、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮0.3％、余量为去离子水。
然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
【实施例4】
S1、聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯5份，丙烯酸苄酯50份，三乙基四胺6份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至100℃，反应5小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
S2、一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：C.I.活性橙525％、步骤S1制备的高分子分散剂5％、BYK-3456％、辛基酚聚氧乙烯醚和3％、乙二醇5％、乙醇胺1％、山梨酸钾1％、余量为去离子水。
然后将以上原料组分放入容器中搅拌，高速以500rpm的转速搅拌60分钟，过滤搅拌后的物料，先使用孔径为0.45μm滤膜过滤，再将滤液用孔径为0.22μm滤膜进行过滤2遍，得到黑色墨水成品。
1、墨水性能测定
20℃下测定实施例1-4的墨水的产品评价结果列与表1。
2、超高速打印测试
将实施例1-4的墨水产品各20kg，分别采用进口写真机MIMAKI JV33和国产写真机旭丽X6-1880进行打印测试，打印速度为60米/分钟
本发明染料墨水的独特配方，各组分协同作用使得产品墨水浓度更高，可适用于超高速数码打印(60米/分钟以上)，特别适用于棉和人棉纤维材料。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (9)

1.一种适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于，其按质量百分比由以下组分组成，包括如下原料组分：活性染料17-25％、高分子分散剂1-5％、表面张力调节剂4-6％、非离子表面活性剂1-3％、保湿剂1-5％、pH调节剂0.5-1％、杀菌剂0.1-1％、余量为去离子水；所述高分子分散剂为聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂，按质量分数其原料组分包括苯乙烯1-10份，丙烯酸苄酯30-50份，三乙基四胺5-10份，偶氮二异丁腈1-5份，巯基乙酸3-8份。
2.权利要求1所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于，所述活性染料为活性红M-EXF、C.I.活性红24、C.I.活性红141、C.I.活性红195、C.I.活性红245、C.I.活性橙12、C.I.活性橙13、C.I.活性棕、C.I.活性蓝5、活性蓝M-EXF、C.I.活性蓝15、C.I.活性蓝72、C.I.活性黄85、活性黄M-EXF、C.I.活性蓝74、C.I.活性橙5、C.I.活性黑8、活性黑39中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于，所述聚乙烯-丙烯酸苄酯分散剂的制备方法具体包括如下步骤：
1)将苯乙烯1-10份，丙烯酸苄酯30-50份，三乙基四胺5-10份配置成等浓度的水溶液；
2)将三种水溶液加入到装有搅拌装置和冷凝回流装置的三口烧瓶中，并加入一定量的过硫酸钾和巯基乙酸，升温至70-100℃，反应3-5小时；
3)用适量的氢氧化钠溶液调节PH值至8，得到的白色的水溶性乳液，冷却至室温，即得到分散剂。
4.根据权利要求1所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于，所述的表面张力调节剂为烷氧基化醇或聚醚改性聚二甲基硅氧烷或其组合。
5.根据权利要求3所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于，所述保湿剂为乙二醇、丙二醇、二乙二醇、PEG中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法，其特征在于：所述的pH调节剂为乙醇胺、三羟基氨基甲烷或其组合。
7.根据权利要求1所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水，其特征在于：所述的杀菌剂为山梨酸钾或1,2-苯并异噻唑啉-3-酮。
8.根据权利要求1所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水及其制备方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的一种或两种。
9.根据权利要求1-8任一任一项所述的适用于超高速数码打印的活性染料墨水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取各原料组分，混合搅拌1-2h，然后按过滤膜的孔径由大到小进行多级过滤，所述的过滤膜的孔径在0.56～0.20μm之间，得成品活性染料墨水。
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