纺织品用水性喷墨印花颜料墨水及其生产方法与流程

文档序号:17349042发布日期:2019-04-09 21:00阅读:684来源:国知局

本发明涉及一种纺织墨水,具体涉及一种纺织品用水性喷墨印花颜料墨水及其生产方法。



背景技术:

数字喷墨印花技术是一种全新的纺织印花技术,通过计算机控制喷印系统,将墨水直接喷射到棉、麻、丝、化纤等织物表面,从而印出各种图案和花纹。与传统印花技术相比,数字喷射印花工艺具有生产效率高、产品质量高、能耗低、污染小、可任意批量生产等五大特点。

喷墨印花墨水是数字喷墨印花技术的重要内容之一,与其他印花方式一样,喷墨印花墨水是数字喷墨印花生产的主要消耗性材料。目前喷墨印花墨水的开发已经成为喷墨印花技术发展必不可少的组成部分,成为纺织用精细化学领域的研究热点。喷墨印花墨水一般由色素、水、有机溶剂和添加剂(如保湿剂、分散剂、ph调节剂、杀菌剂)等组成,与纸张用喷墨打印墨水相比,织物用喷墨打印墨水除了对色素纯度、不溶性固体颗粒粒径以及墨水的粘度、表面张力、电导率、稳定性、ph值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性、耐摩擦等色牢度,并且不能影响印花织物的手感。

纺织品数字喷墨印花墨水按照配制墨水所用的溶剂可以分为水性墨水和溶剂型墨水,前者简称为墨水,后者常称为油墨。从发展的趋势看,喷墨印花墨水几乎都是水性的,这不仅符合环保要求,也符合纺织品印花的基本要求。按照使用的色素分类,喷墨印花墨水可以分为染料墨水和颜料墨水。染料墨水是将纯化后的染料溶解或分散在水中,并添加相应的溶剂、防腐剂等助剂配制而成的。颜料墨水是先需要将颜料研磨成粒径在50~200nm范围内的微小颗粒,并稳定地分散在相应的水性体系中;其次,要对颜料进行改性或在墨水中添加颜料固色剂,使之能够在喷墨印花以后固着在纤维上,使印花图案获得足够的耐水性和耐摩擦等色牢度。颜料对任何纤维都没有亲和力,也就是说颜料自身不能上染、固着在任何普通纤维上。颜料在纺织品印花和染色中的应用主要是靠粘合剂使其固着在纤维上。与染料不同,颜料对纤维没有选择性,借助粘合剂颜料可以上染任何一种纤维。由于颜料的上述特点,与染料墨水相比,颜料墨水具有以下优点:1、对不同纤维具有通用性。不同的纤维需要使用不同的染料墨水,而颜料墨水适用于各种纤维织物。2、应用工艺简单。颜料墨水应用于织物喷墨印花不需要复杂的前处理和后处理工艺,直接对织物进行喷墨印花,然后仅需要简单的烘焙即可。3、无污水排放,有利于保护环境。喷墨印花后经过固色,颜料在纤维上不会产生浮色,因此,不需要像染料墨水那样进行水洗以去除浮色。4、耐光牢度好。颜料墨水喷射到织物上以后,是以微小粒子的状态存在于纤维上的,因此不容易被光照后分散,即使颗粒外层的分子被光分解了,内层一样会保持颜色。而染料墨水则不同,墨水喷射到纤维上以后,它们以分子状态或比较松散的聚集体存在的,所以容易被光照分解。与染料墨水相比,颜料墨水是靠微小的颜料粒子在纤维表面显示颜色的。因此,颜料墨水的色彩表现力较染料墨水差,而且颜料墨水的耐摩擦牢度和印花后织物的手感也比较差。这是颜料墨水需要进一步解决的关键技术问题之一。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种工作性能好的纺织品用水性喷墨印花颜料墨水及其生产方法。

本发明的技术解决方案是:

一种纺织品用水性喷墨印花颜料墨水,其特征是:主要由下列重量百分比的成分组成:

水性微胶囊颜料色浆10~60%

润湿剂5~25%

防腐剂0.1~1%

去离子水30~80%;

所述水性微胶囊颜料色浆是由下列重量百分比的成分组成:

颜料1~50%

高分子分散剂1~20%

水性有机溶剂5~30%

表面活性剂0.5~5%

去离子水20~80%;

所述高分子分散剂是苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物,平均分子量在2000~20000之间。

颜料为下列品种中的一种或几种混合物:

红色颜料:c.i.颜料红1、c.i.颜料红2、c.i.颜料红3、c.i.颜料红5、c.i.颜料红7、c.i.颜料红17、c.i.颜料红22、c.i.颜料红23、c.i.颜料红31、c.i.颜料红38、c.i.颜料红48:2、c.i.颜料红48:3、c.i.颜料红48:4、c.i.颜料红53:1、c.i.颜料红60:1、c.i.颜料红63:2、c.i.颜料红81、c.i.颜料红83、c.i.颜料红88、c.i.颜料红92、c.i.颜料红105、c.i.颜料红112、c.i.颜料红122、c.i.颜料红166、c.i.颜料红168、c.i.颜料红177、c.i.颜料红178、c.i.颜料红193、c.i.颜料红209、c.i.颜料红219;

黄色颜料:c.i.颜料黄1、c.i.颜料黄3、c.i.颜料黄12、c.i.颜料黄13、c.i.颜料黄17、c.i.颜料黄23、c.i.颜料黄24、c.i.颜料黄34、c.i.颜料黄37、c.i.颜料黄42、c.i.颜料黄53、c.i.颜料黄55、c.i.颜料黄81、c.i.颜料黄83、c.i.颜料黄95、c.i.颜料黄97、c.i.颜料黄98、c.i.颜料黄100、c.i.颜料黄101、c.i.颜料黄104、c.i.颜料黄108、c.i.颜料黄110;

蓝色颜料:c.i.颜料蓝1、c.i.颜料蓝2、c.i.颜料蓝15、c.i.颜料蓝15:1、c.i.颜料蓝15:2、c.i.颜料蓝15:3、c.i.颜料蓝15:4、c.i.颜料蓝15:5、c.i.颜料蓝15:6、c.i.颜料蓝16、c.i.颜料蓝17:1、c.i.颜料蓝56、c.i.颜料蓝60、c.i.颜料蓝63、c.i.颜料蓝75;

黑色颜料:c.i.颜料黑1、c.i.颜料黑6、c.i.颜料黑7、c.i.颜料黑11、c.i.颜料黑13、c.i.颜料黑15、c.i.颜料黑32。

水性有机溶剂为丙酮、丁酮、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚中的一种或几种混合物。

表面活性剂是油酸钾、松香酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、tween60、tween65、tween80、tween85、span40、span60、span80、平平加a-10、平平加o-25、平平加os-15、sg-10、lae-9、op-7、op-10、op-20、oe-15、se-10、dc-150中的一种或几种混合物。

润湿剂是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩乙二醇、二丙二醇、二缩三乙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、丙三醇、季四戊醇中的一种或几种混合物。

防腐剂是苯甲酸钠、山梨酸钾、苯酚、五氯酚钠、乳酸链球菌素、溶菌酶、纳他霉素中的一种或几种混合物。

ph调节剂是三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、苯胺、氨水中的一种或几种混合物。

墨水粘度2~10mpa·s、表面张力25~35mn/m、粒径50~150nm、ph值7~10。

一种纺织品用水性喷墨印花颜料墨水的生产方法,其特征是:先将1~50wt%颜料、1~20wt%高分子分散剂、5~30wt%水性有机溶剂、0.5~5wt%表面活性剂、20~80wt%去离子水混合后,在搅拌机上以200~2000r/min的速度搅拌15~45min后,利用砂磨机研磨60~300min,得到粒径50~200nm的水性微胶囊颜料色浆;取10~60wt%的水性微胶囊颜料色浆,加入5~25wt%润湿剂、0.1~1wt%防腐剂、30~80wt%去离子水,用ph调节剂调节ph值7~10;使用0.5~1μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将10~20重量份苯乙烯、5~20重量份丙烯酸丁酯、10-30重量份顺丁烯二酸、30~70重量份丁酮配成溶液,在反应器中加入1/3~2/3重量的上述溶液,搅拌升温到40℃~65℃,滴加0.1~2重量份过氧化二苯甲酰和剩余的溶液,1~2小时滴加完毕后,保温反应1~5小时,加入碱液调节ph值到7.0~9.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到乳白色液体。

本发明的有益效果:墨水生产工艺简单,成本低廉,在加工过程中节能减排无污染,符合环保要求;墨水采用微胶囊技术对研磨粉碎的颜料进行包覆自制功能性高分子分散剂,有效地防止颜料粒子二次团聚,使得墨水具有较好的分散稳定性和储存稳定性;墨水生产运用研磨法使颜料纳米化,解决喷射稳定问题,使用过程中未出现堵塞喷头现象;墨水使用自制的功能性高分子分散剂不仅能够分散颜料粒子,而且具有功能化作用,能使包覆后的颜料粒子带有自交联效果,用于织物印花,可获得较好的色牢度和优异的手感。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

实施例1:红色墨水的制备方法

将20wt%c.i.颜料红122、5wt%高分子分散剂-苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物(平均分子量5400)、15wt%乙二醇甲醚和5wt%乙醇、1wt%op-7、55wt%去离子水混合后,在搅拌机上以2000r/min的速度搅拌15min后,利用砂磨机研磨150min,得到平均粒径125nm的水性微胶囊颜料色浆。

取25wt%的水性微胶囊颜料色浆,加入10wt%一缩乙二醇、5wt%丙三醇、0.2wt%五氯酚钠、59.8wt%去离子水,用三乙醇胺调节ph值为9~10;使用1μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

所配制的红色墨水粘度3.37mpa·s、表面张力29.5mn/m、粒径127nm。

上述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将20重量份苯乙烯、5重量份丙烯酸丁酯、30重量份顺丁烯二酸、45重量份丁酮配成溶液a,在反应器中加入溶液a中的1/3(重量),搅拌升温到50℃,滴加2重量份过氧化二苯甲酰和剩余的溶液,2小时滴加完毕后,保温反应2小时,加入碱液调节ph值到8.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到平均分子量5400的三元共聚物。

实施例2黄色墨水的制备方法

将10wt%c.i.颜料黄110、2.5wt%高分子分散剂-苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物(平均分子量11400)、15wt%2-吡咯烷酮、0.5wt%平平加a-10、72wt%去离子水混合后,在搅拌机上以1000r/min的速度搅拌15min后,利用砂磨机研磨60min,得到粒径89nm的水性微胶囊颜料色浆。

取50wt%的水性微胶囊颜料色浆,加入5wt%聚乙二醇200、3wt%乙二醇、0.6wt%山梨酸钾、41.4wt%去离子水,用氨水调节ph值7~8;使用0.5μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

所配制的黄色墨水粘度4.86mpa·s、表面张力31.5mn/m、粒径88nm。

上述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将15重量份苯乙烯、15重量份丙烯酸丁酯、30重量份顺丁烯二酸、40重量份丁酮配成溶液a,在反应器中加入溶液a的2/3重量,搅拌升温到65℃,0.5重量份过氧化二苯甲酰和剩余的溶液a,1小时滴加完毕后,保温反应5小时,加入碱液调节ph值到9.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到平均分子量11400的三元共聚物。

实施例3蓝色墨水的制备方法

将50wt%c.i.颜料蓝56、10wt%高分子分散剂-苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物(平均分子量7200)、10wt%正丁醇和5wt%三丙二醇甲醚、2wt%tween65、23wt%去离子水混合后,在搅拌机上以4000r/min的速度搅拌45min后,利用砂磨机研磨300min,得到粒径97nm的水性微胶囊颜料色浆。

取10wt%的水性微胶囊颜料色浆,加入12wt%季四戊醇、7wt%1,3-丙二醇、0.1wt%溶菌酶、70.9wt%去离子水,用三乙胺调节ph值9~10;使用0.8μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

所配制的蓝色墨水粘度2.69mpa·s、表面张力29.3mn/m、粒径93nm。

上述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将20重量份苯乙烯、20重量份丙烯酸丁酯、30重量份顺丁烯二酸、30重量份丁酮配成溶液a,在反应器中加入溶液的2/3重量,搅拌升温到65℃,1.5重量份过氧化二苯甲酰和剩余的溶液,2小时滴加完毕后,保温反应4小时,加入碱液调节ph值到7.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到平均分子量7200的三元共聚物。

实施例4黑色墨水的制备方法

将20wt%c.i.颜料黑7、5wt%自制功能性高分子分散剂-苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物(平均分子量6600)、8wt%甲醇和8wt%丙酮、4wt%dc-150、55wt%去离子水混合后,在搅拌机上以1000r/min的速度搅拌30min后,利用砂磨机研磨300min,得到粒径150nm的水性微胶囊颜料色浆。

取25wt%的水性微胶囊颜料色浆,加入9wt%1,6-己二醇、7wt%丙三醇、0.3wt%乳酸链球菌素、58.7wt%去离子水,用三乙醇胺调节ph值7~8;使用1μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

所配制的黑色墨水粘度3.24mpa·s、表面张力28.5mn/m、粒径142nm。

上述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将10重量份苯乙烯、10重量份丙烯酸丁酯、10重量份顺丁烯二酸、70重量份丁酮配成溶液,在反应器中加入溶液中的1/3重量,搅拌升温到45℃,0.1重量份过氧化二苯甲酰和剩余的溶液,1小时滴加完毕后,保温反应1小时,加入碱液调节ph值到8.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到平均分子量6600的三元共聚物。

实施例5:

先将1~50wt%(例1%、25%、50%)颜料、1~20wt%(例1%、10%、20%)高分子分散剂、5~30wt%(例5%、15%、30%)水性有机溶剂、0.5~5wt%(例1%、2%、5%)表面活性剂、20~80wt%(例20%、50%、80%)去离子水混合后,在搅拌机上以200~2000r/min的速度搅拌15~45min后,利用砂磨机研磨60~300min,得到粒径50~200nm的水性微胶囊颜料色浆;取10~60wt%(例10%、30%、60%)的水性微胶囊颜料色浆,加入5~25wt%(例5%、15%、25%)润湿剂、0.1~1wt%(例0.1%、0.5%、1%)防腐剂、30~80wt%(例30%、50%、80%)去离子水,用ph调节剂调节ph值7~10;使用0.5~1μm的微孔过滤膜过滤后,得到纺织品用水性喷墨印花颜料墨水。

颜料为下列品种中的一种或几种混合物:

红色颜料:c.i.颜料红1、c.i.颜料红2、c.i.颜料红3、c.i.颜料红5、c.i.颜料红7、c.i.颜料红17、c.i.颜料红22、c.i.颜料红23、c.i.颜料红31、c.i.颜料红38、c.i.颜料红48:2、c.i.颜料红48:3、c.i.颜料红48:4、c.i.颜料红53:1、c.i.颜料红60:1、c.i.颜料红63:2、c.i.颜料红81、c.i.颜料红83、c.i.颜料红88、c.i.颜料红92、c.i.颜料红105、c.i.颜料红112、c.i.颜料红122、c.i.颜料红166、c.i.颜料红168、c.i.颜料红177、c.i.颜料红178、c.i.颜料红193、c.i.颜料红209、c.i.颜料红219;

黄色颜料:c.i.颜料黄1、c.i.颜料黄3、c.i.颜料黄12、c.i.颜料黄13、c.i.颜料黄17、c.i.颜料黄23、c.i.颜料黄24、c.i.颜料黄34、c.i.颜料黄37、c.i.颜料黄42、c.i.颜料黄53、c.i.颜料黄55、c.i.颜料黄81、c.i.颜料黄83、c.i.颜料黄95、c.i.颜料黄97、c.i.颜料黄98、c.i.颜料黄100、c.i.颜料黄101、c.i.颜料黄104、c.i.颜料黄108、c.i.颜料黄110、c.i.颜料黄117、c.i.颜料黄120、c.i.颜料黄138、c.i.颜料黄153;

蓝色颜料:c.i.颜料蓝1、c.i.颜料蓝2、c.i.颜料蓝15、c.i.颜料蓝15:1、c.i.颜料蓝15:2、c.i.颜料蓝15:3、c.i.颜料蓝15:4、c.i.颜料蓝15:5、c.i.颜料蓝15:6、c.i.颜料蓝16、c.i.颜料蓝17:1、c.i.颜料蓝56、c.i.颜料蓝60、c.i.颜料蓝63、c.i.颜料蓝75;

黑色颜料:c.i.颜料黑1、c.i.颜料黑6、c.i.颜料黑7、c.i.颜料黑11、c.i.颜料黑13、c.i.颜料黑15、c.i.颜料黑32。

水性有机溶剂为丙酮、丁酮、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、三丙二醇甲醚中的一种或几种混合物。

表面活性剂是油酸钾、松香酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、tween60、tween65、tween80、tween85、span40、span60、span80、平平加a-10、平平加o-25、平平加os-15、sg-10、lae-9、op-7、op-10、op-20、oe-15、se-10、dc-150中的一种或几种混合物。

润湿剂是乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、一缩乙二醇、二丙二醇、二缩三乙二醇、三丙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600、丙三醇、季四戊醇中的一种或几种混合物。

防腐剂是苯甲酸钠、山梨酸钾、苯酚、五氯酚钠、乳酸链球菌素、溶菌酶、纳他霉素中的一种或几种混合物。

ph调节剂是三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、苯胺、氨水中的一种或几种混合物。

墨水粘度2~10mpa·s、表面张力25~35mn/m、粒径50~150nm、ph值7~10。

所述苯乙烯、丙烯酸丁酯、顺丁烯二酸的三元共聚物制备方法:

先将10~20重量份(例10重量份、15重量份、20重量份)苯乙烯、5~20重量份(例5重量份、13重量份、20重量份)丙烯酸丁酯、10-30重量份(例10重量份、20重量份、30重量份)顺丁烯二酸、30~70重量份(例30重量份、50重量份、70重量份)丁酮配成溶液,在反应器中加入1/3~2/3重量的上述溶液,搅拌升温到40℃~65℃,滴加0.1~2重量份(例0.1重量份、1重量份、2重量份)过氧化二苯甲酰和剩余的溶液,1~2小时滴加完毕后,保温反应1~5小时,加入碱液调节ph值到7.0~9.0,80℃下蒸馏出溶剂,得到乳白色液体(三元共聚物),平均分子量在2000~20000之间。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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