CN111117359A - 一种纺织用水性颜料墨水及其制备方法 - Google Patents

一种纺织用水性颜料墨水及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纺织用水性颜料墨水及其制备方法，通过该制备方法制备得到上述墨水，该墨水包括20～50％颜料色浆、5～20％树脂、0.5～10％水性交联剂、10～30％水溶性溶剂和1～10％助剂，余量为水；其中树脂的连接基团包括羟基和羧基，水性交联剂具有碳化二亚胺基，水性交联剂中的碳化二亚胺基与树脂中的连接基团中的羧基或羟基发生交联反应，在印花表面形成高度交联的涂膜，在涂膜在保护下，印花图案的耐磨擦性、耐水洗性、耐溶剂性等性能得到提高，墨水在面料上更加坚固，附着力增强，增强墨水的色牢度，使水性颜料墨水应用在面料上后，面料上的印花图案的色彩表现性高，印花效果不发生黄变，便于水性颜料墨水在数码喷墨印花领域得到工业化应用。

Description

一种纺织用水性颜料墨水及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织品数码印花墨水领域，具体是涉及一种纺织用水性颜料墨水及其制备方法。
背景技术
数码喷墨印花摒弃了传统印花中描稿、制片、制网和雕刻等工序，具有节能、减排和环保等优势。另外数码喷墨印花在颜色，清晰度，色域的表现上，可以达到传统印花难以达到的高度，数码印花类的纺织品在服装、装饰品、工业用纺织品领域迅速发展起来。
目前所用纺织数码印花的墨水主要以染料墨水和颜料墨水为主。其中染料墨水的生产工艺基本成熟，但是染料墨水不具有通用性，不同材质的织物需要不同类型的染料墨水才能满足印花要求，生产工艺比较复杂，后处理阶段需要用到大量的水进行水洗处理，存在环境污染的问题。另外一般染料墨水内的染料都是低分子量的水溶性染料、光照条件下易分解，导致印花褪色变色，影响印花织物的质量，这些不足在一定程度上限制了喷墨印花技术的发展。
而颜料墨水通用性高，并且无后处理及水洗工艺，克服染料墨水在喷墨印花应用中的不足。但是颜料对面料没有亲和力，是没有反应性的色料，在配置的墨水中添加粘合剂就可以使其适用多种面料,如棉布、皮革等，通过打印机控制直接将墨水直喷在面料上，再经后续焙烘处理实现固色，即可赋予艳丽的色彩和丰富的图案。为增加面料对颜料墨水的吸收能力，市场上出现水性颜料墨水，但是由于水性颜料墨水在面料上的色牢度方面表现不佳，一定程度上限制了水性颜料墨水在数码喷墨印花领域的工业化应用。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种色牢度高的纺织用水性颜料墨水。
本发明的第二目的是提供一种色牢度高的纺织用水性颜料墨水的制备方法。
为了实现上述的第一目的，本发明提供的一种纺织用水性颜料墨水包括颜料色浆、树脂、水性交联剂、水溶性溶剂和助剂；其中树脂的连接基团包括羟基和羧基，水性交联剂具有碳化二亚胺基。
进一步的方案是，树脂为聚氨酯类树脂。
进一步的方案是，纺织用水性颜料墨水包括以下质量百分比的组分：颜料色浆20～50％、树脂5～20％、水性交联剂0.5～10％、水溶性溶剂10～30％、助剂1～10％；余量为去离子水。
进一步的方案是，水溶性溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己烷、乙醚、二丙醚、苯甲醚、二甘醇、丙二醇、丙三醇、乙二醇中的一种或两种以上。
进一步的方案是，助剂包括分散剂、抗菌剂、表面活性剂和流平剂中的至少一种。
进一步的方案是，颜料色浆的粒径D50≤200nm，D99≤300nm。
进一步的方案是，树脂为聚酯型水性聚氨酯树脂、聚醚型水性聚氨酯树脂、聚碳酸酯型水性聚氨酯树脂的一种或两种以上。
进一步的方案是，水性交联剂的端基为亲水性基团。
水性交联剂中的碳化二亚胺基与树脂中的连接基团中的羧基或羟基发生交联反应，在印花表面形成高度交联的涂膜，在涂膜在保护下，印花图案的耐磨性、耐水洗性、耐溶剂性等性能得到提高，使墨水在面料上更加坚固，附着力增强，从而增强墨水的色牢度，使水性颜料墨水应用在面料上后，面料上的印花图案的色彩表现性高，印花效果不发生黄变，便于水性颜料墨水在数码喷墨印花领域得到工业化应用。
为实现上述的第二目的，本发明提供的一种纺织用水性颜料墨水的制备方法，纺织用水性颜料墨水为上述的纺织用水性颜料墨水；
纺织用水性颜料墨水的制备方法包括以下步骤：
步骤a、将水中添加水性交联剂、树脂、水溶性溶剂，搅拌均匀，得到混合液；
步骤b、在在步骤a中得到的混合液中添加颜料色浆，搅拌后调节PH值为7～9，过滤。
进一步的方案是，步骤a具体为：将水中添加水性交联剂、树脂、水溶性溶剂，用搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌20min～40min，得到混合液；
步骤b具体为：在在步骤a中得到的混合液中添加颜料色浆，搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌30min～60min，搅拌后调节PH值为7～9，分别经过1μm和0.5μm的微孔滤膜过滤。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，更好地理解本发明。
下述实施例和对比例中所用原料的来源如下：
水性交联剂选用日本日清纺化学株式会社的V-02、V-02-L2、SV-04、V-04、V-10中的一种或两种以上混合。
颜料色浆为卡博特化工有限公司的Cabot400、Cabot450C、Cabot465M和Cabot470Y中的一种或两种以上混合。
分散剂、抗菌剂、表面活性剂和流平剂可选用市场上任意一种分散剂、抗菌剂、表面活性剂和流平剂，其中表面活性剂可选自非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂的任一种。
实施例1至4
按表1所示质量百分数组成配制实施例1至4水性颜料墨水。
表1
Figure BDA0002347231720000031
Figure BDA0002347231720000041
按表2所示质量百分数组成配制对比例1至4不含水性交联剂的水性颜料墨。
表2
Figure BDA0002347231720000042
上述实施例1至4与对比例1至4中的水性颜料墨水的制备方法大致相同，不同之处在于：在制备对比例1至4中的水性颜料墨水时，不添加水性交联剂。
实施例1至4与对比例1至4中的水性颜料墨水的制备方法包括以下步骤：
步骤a为：将水中添加水性交联剂、树脂、水溶性溶剂，用搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌20min～40min，得到混合液；
步骤b为：在步骤a中得到的混合液中添加颜料色浆，搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌30min～60min，搅拌后调节PH值为7～9，分别经过1μm和0.5μm的微孔滤膜过滤。
对上述实施例1至4和对比例1至4提供的纺织用水性颜料墨水进行耐水洗色牢度测试和耐摩擦色牢度测试。
耐水洗色牢度测试
利用上述实施例1至4所制得的水性颜料墨水以及对比例1至4所制得的水性颜料墨水，在EPSON-T3280喷墨打印机上进行打印，打印介质为纯棉标准布，按照单一色块，100％喷墨设置进行喷墨打印，在150℃下焙烘3min得到织物成品，根据GB/T5713-2013进行耐水洗色牢度测试：按规格(100±2)mmx(40±2)mm准备试样和贴衬织物，试样正面与贴衬织物接触，缝合，在40℃的水中水洗30min，水洗结束后自然烘干，利用变色用灰色样卡，依靠原样和试样褪色后的色差来进行评判，评定试样的变色级数，共分5个等级，数值越大，表示耐水洗色牢度越好，测试结果见表3和表4。
耐摩擦色牢度测试
取上述完成喷墨印花得到的织物成品，根据GB/T3920-2008进行耐干/湿摩擦色牢度测试：用夹紧装置将试验样品固定在摩擦色牢度仪平台上，将干摩擦布(白布)固定在试验机的摩擦头上，使摩擦布的经向与摩擦头运行方向一致。在干摩擦试样的长度方向上，在10s内摩擦10次，往复动程为(104±3)mm，垂直压力为(9±0.2)N。更换试样，用湿摩擦布(白布)按上所述重复操作，将湿摩擦布晾干，去除摩擦布上可能影响评级的任何多余纤维。利用沾色用灰色样卡，以白布沾色程度作为评介原则，共分5级，数值越大，表示耐磨擦牢度越好。测试结果见表3和表4。
表3
Figure BDA0002347231720000051
表4
Figure BDA0002347231720000052
Figure BDA0002347231720000061
由表3和表4可知，实施例1至4中的水性颜料墨水的耐水洗色牢度和耐摩擦色牢度均比对比例1至4中的水性颜料墨水要好，说明在水性颜料墨水中添加水性交联剂，能够使应用有该水性颜料墨水的织物的印花图案的色牢度更好，其中表3和表4中的4-5表示为白布沾色程度处于4级与5级之间，3-4表示为白布沾色程度处于3级与4级之间。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纺织用水性颜料墨水，其特征在于，包括：
颜料色浆、树脂、水性交联剂、水溶性溶剂和助剂；
其中所述树脂的连接基团包括羟基和羧基，所述水性交联剂具有碳化二亚胺基。
2.根据权利要求1所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述树脂为聚氨酯类树脂。
3.根据权利要求1所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述纺织用水性颜料墨水包括以下质量百分比的组分：
颜料色浆20～50％、树脂5～20％、水性交联剂0.5～10％、水溶性溶剂10～30％、助剂1～10％；余量为去离子水。
4.根据权利要求1所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述水溶性溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己烷、乙醚、二丙醚、苯甲醚、二甘醇、丙二醇、丙三醇、乙二醇中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述助剂包括分散剂、抗菌剂、表面活性剂和流平剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述颜料色浆的粒径D50≤200nm，D99≤300nm。
7.根据权利要求2所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述树脂为聚酯型水性聚氨酯树脂、聚醚型水性聚氨酯树脂、聚碳酸酯型水性聚氨酯树脂的一种或两种以上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的纺织用水性颜料墨水，其特征在于：
所述水性交联剂的端基为亲水性基团。
9.一种纺织用水性颜料墨水的制备方法，其特征在于：
所述纺织用水性颜料墨水为权利要求1至8任一项所述的纺织用水性颜料墨水；
所述纺织用水性颜料墨水的制备方法包括以下步骤：
步骤a、将所述水中添加所述水性交联剂、所述树脂、所述水溶性溶剂，搅拌均匀，得到混合液；
步骤b、在所述在步骤a中得到的所述混合液中添加所述颜料色浆，搅拌后调节PH值为7～9，过滤。
10.根据权利要求9所述的一种纺织用水性颜料墨水的制备方法，其特征在于：
所述步骤a具体为：将所述水中添加所述水性交联剂、所述树脂、所述水溶性溶剂，用搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌20min～40min，得到混合液；
所述步骤b具体为：在所述在步骤a中得到的所述混合液中添加所述颜料色浆，搅拌机以500rpm～1000rpm搅拌30min～60min，搅拌后调节PH值为7～9，分别经过1μm和0.5μm的微孔滤膜过滤。
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