专利名称：乳液型色料的制备方法
技术领域：
本发明涉及乳液型色料的制备方法，特别是用做喷墨打印墨水之颜色调节剂的色 料的制备方法。
背景技术：
近年来开发的喷墨打印墨水，一般含有作为色料的一种以上的颜料、水、有机溶剂 和其他添加物。色料是在喷墨打印使用的墨水中通常的颜色调节剂。常见的色料包括水溶 性染料色浆和荧光纳米乳液型色料。水溶性染料色浆的防水性能极弱，对环境湿度的要求 较高，致使其应用领域受到了很大的限制。荧光纳米乳液型色料是用乳液聚合方法制备得 到荧光分散染料，具有优良的防水性能和抗紫外光性能，但这种制备方法所得的产品中，其 染料含量太低，不适宜用做喷墨墨水的颜色调节剂。
发明内容
针对上述问题，本发明目的在于提供一种乳液型色料的制备方法。该方法制备的 乳液型色料保持了其颜色的基本特性，同时色料的防水性能和抗紫外光性能也得到较大的 提升，进而提高了色料的品质。该方法所制色料可用做喷墨打印墨水的颜色调节剂。为达致上述目的，本发明提出的乳液型色料制备方法，包括以下顺序的工艺步骤， 该工艺步骤中涉及的物料含量均以质量份数表示
①微乳液聚合反应
1 2份选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯基烷基酚醚中的至少一种作 为乳化剂，0. 3份碳酸氢钠作为酸碱度调节剂。乳化剂和酸碱度调节剂溶解在盛有100份去 离子水的烧杯中，得到水相。之后；
用预先减压蒸馏过的1 10份选自溶剂红122、溶剂红8中的至少一种作为染料， 0.01 0. 1份选自双(1，2，2，6，6 —五甲基一 4 一哌啶基)葵二酸酯、双(2，2，6，6 —四甲 基一4一哌啶基)癸二酸酯中的至少一种作为光稳定剂。将该染料和该光稳定剂同反应物 一起完全溶解后得到油相。这里使用的反应物含有10 30份选自苯乙烯和甲基丙烯酸 甲酯中的至少一种、10 30份选自丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种、10 30份选自甲 基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种、0. 5 5份选自二乙烯苯和二乙 二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种。接着；
将油相和水相混合后经过充分乳化得到粒度极细的微乳液。随后再把该微乳液倒入装 有搅拌仪、温度计、冷凝器和通气管的四口烧瓶内腔中，将盛有微乳液的烧瓶内腔中的气体 置换成氮气，升温到65 75°C，向微乳液中滴入引发剂9 36份。这里的引发剂选自重量 百分比浓度为5%的过硫酸钾和过硫酸铵水溶液之任一种。引发剂的滴入时间为3 5小 时，之后保温1 3小时，得到预聚物。随即对该预聚物实施；
②包壳聚合反应
分别称取1 5份选自苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种、1 5份选自丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种、0. 5 2份丙烯酸、1 3份水。将该四种物料混合后经过充分 乳化得到包壳乳液。接下来；
将前述包壳乳液滴入预聚物中。包壳乳液的滴入时间为1 2小时。在包壳乳液全部 滴入预聚物中之后于65 75°C保温3 5小时。其中；
在聚合反应过程中，需要取样并通过气相色谱仪检测单体聚合反应的转化情况，直到 确定无单体存在。最后； 过滤即得乳液型色料。本发明的乳液型色料制备方法，是把色料和乳液树脂通过包裹技术予以处理的方 法，由此所得的色料复合物通过引入丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯等强极性而且不溶于水的单 体，大幅度地提高了染料在聚合性树脂里的包含量，特别是对于极小分子量的丙烯酸树脂， 染料的包含量可以高达30%。染料以溶解或者嵌入的形式包裹在大分子内部。适当的交联 提高了染料的内部包含稳定性。另一方面来，包壳聚合反应为染料形成了一层保护膜，从 而提高了染料在整个乳液色料中的稳定性，亦进一步增加了染料的耐水性能和抗紫外光性 能。此外，添加适量的光稳定剂后，使整个色料颗粒获得了光稳定性，进而确保色料具有优 良的抗紫外光性能。分析测试表明，本发明的乳液型色料具有优秀的性能，其平均粒径小于 lOOnm，表面张力达到40 50dyn/cm,黏度小于3. Ocp0
具体实施例方式下面通过实施例详细描述本发明乳液型色料的制备方法。实施例一
①微乳液聚合反应
分别称取1克十二烷基硫酸钠，0. 3克碳酸氢钠，将它们溶解在盛有100克去离子水的 烧杯中，得到水相。分别称取预先减压蒸馏过的1克本领域技术人员公知的溶剂红122，0.01克双 (1，2，2，6，6 一五甲基一 4 一哌啶基)葵二酸酯作为光稳定剂，10克苯乙烯，10克丙烯腈，10 克甲基丙烯酸缩水甘油酯，0. 5克二乙烯苯，将它们一起完全溶解在另一烧杯中，得到油相。将上述油相和水相混合后经过充分乳化得到粒度极细的微乳液。随后再把前述微乳液倒入装有搅拌仪、温度计、冷凝器和通气管的四口烧瓶内腔 中，并将烧瓶内腔中的气体置换成氮气，升温到65°C，向微乳液中滴入5wt%的过硫酸钾水 溶液9克。过硫酸钾水溶液的滴入时间为3小时，之后保温1小时，得到预聚物。②包壳聚合反应
分别称取1克苯乙烯，1克丙烯腈，0. 5克丙烯酸，1克水，将它们混合后经过充分乳化， 得到包壳乳液。将前述包壳乳液滴入步骤①得到的预聚物中。包壳乳液的滴入时间为1小时。在 包壳乳液全部滴入预聚物中之后，于65°C保温3小时。在本步骤的聚合反应过程中，取出适 量反应样品，并通过上海爱华牌GC9560型气相色谱仪检测单体聚合反应的转化情况，直到 确定无单体存在。最后，经过滤即得到乳液型色料。实施例二
①微乳液聚合反应分别称取2克十二烷基磺酸钠，0. 3克碳酸氢钠，将它们溶解在盛有100克去离子水的 烧杯中，得到水相。分别称取预先减压蒸馏过的10克溶剂红8，0. 1克双(2，2，6，6 一四甲基一 4 一哌 啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，30克甲基丙烯酸甲酯，30克甲基丙烯腈，30克丙烯酸缩水甘 油酯，5克二乙二醇甲基丙烯酸酯，将它们一起完全溶解在另一烧杯中，得到油相。将上述油相和水相混合后经过充分乳化得到粒度极细的微乳液。随后再把前述微乳液倒入装有搅拌仪、温度计、冷凝器和通气管的四口烧瓶内腔 中，并将烧瓶内腔中的气体置换成氮气，升温到75°C，向微乳液中滴入5wt%的过硫酸铵水 溶液36克。过硫酸铵水溶液的滴入时间为5小时，之后保温3小时，得到预聚物。②包壳聚合反应
分别称取5克甲基丙烯酸甲酯，5克甲基丙烯腈，2克丙烯酸，3克水，将它们混合后经过 充分乳化，得到包壳乳液。将前述包壳乳液滴入步骤①得到的预聚物中。包壳乳液的滴入时间为2小时。在 包壳乳液全部滴入预聚物中之后，于75°C保温5小时。在本步骤的聚合反应过程中，取出适 量的反应样品，并通过上海爱华牌GC9560型气相色谱仪检测单体聚合反应的转化情况，直 到确定无单体存在。最后，经过滤即得到乳液型色料。实施例三
①微乳液聚合反应
分别称取0. 5克十二烷基硫酸钠，0. 5克十二烷基磺酸钠，0. 5克聚氧乙烯基烷基酚醚， 0. 3克碳酸氢钠，将它们溶解在盛有100克去离子水的烧杯中，得到水相。分别称取预先减压蒸馏过的3克自溶剂红122，预先减压蒸馏过的3克溶剂红8， 0. 025克双(1，2，2，6，6 —五甲基一 4 一哌啶基)葵二酸酯和0. 025克双(2，2，6，6 —四甲 基一 4 一哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂，7克苯乙烯，8克甲基丙烯酸甲酯，7克丙烯腈，8 克甲基丙烯腈，7克甲基丙烯酸缩水甘油酯，8克丙烯酸缩水甘油酯，1. 5可二乙烯苯，1. 5克 二乙二醇甲基丙烯酸酯中，将它们一起完全溶解在另一烧杯中，得到油相。将上述油相和水相混合后经过充分乳化得到粒度极细的微乳液。随后再把前述微乳液倒入装有搅拌仪、温度计、冷凝器和通气管的四口烧瓶内腔 中，并将烧瓶内腔中的气体置换成氮气，升温到70°C，向微乳液中滴入5wt%的过硫酸铵水 溶液18克。过硫酸铵水溶液的滴入时间为4小时，之后保温2小时，得到预聚物。②包壳聚合反应
分别称取1克苯乙烯，2克甲基丙烯酸甲酯，1克丙烯腈，2克甲基丙烯腈，1. 2克丙烯 酸，2克水，将它们混合后经过充分乳化，得到包壳乳液。将前述包壳乳液滴入步骤①得到的预聚物中。包壳乳液的滴入时间为1. 5小时。 在包壳乳液全部滴入预聚物中之后，于70°C保温4小时。在本步骤的聚合反应过程中，取出 适量的反应样品，并通过上海爱华牌GC9560型气相色谱仪检测单体聚合反应的转化情况， 直到确定无单体存在。最后，经经过滤即可得到乳液型色料。上述实施例中，各种原料或试剂均使用市售工业纯度级别的原材料。实施例一、二、三所得乳液型色料的性能测试结果列于表一中。表一本发明所得乳液型色料的基本性质
使用Horiba Particle Size Analyzer LB-500型分析仪测定平均粒径，使用Ficher Scientific Surface Tensionmat 21 型分析仪测定表面张力，使用 Brookfield Digital Viscometer(LVDV-II+)型分析仪测定旋转黏度。测试方法如下
稳定性测试把色料溶液放置在60°C烘箱中保持恒温一个月后，无絮凝、沉淀等不良 现象出现，之后常温下放置180天后，亦无絮凝、沉淀等不良现象出现者，评为优良。防水性测试把色料溶液涂布在纸上，在水中浸泡4小时，测试色密度的变化值， 色密度变化小于5%为优，6-10%为良，大于10%为差。紫外光色差测试把色料溶液涂布在纸上，在1. Ikw的紫外灯下照射4. 5小时，测 试色密度变化值，色密度变化5%为优，6-10%为良，大于10%为差。
权利要求
乳液型色料制备方法，包括以下顺序的工艺步骤，所述工艺步骤中涉及的物料含量均以质量份数表示① 微乳液聚合反应1～2份选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯基烷基酚醚中的至少一种作为乳化剂，0.3份碳酸氢钠作为酸碱度调节剂，所述乳化剂和所述酸碱度调节剂溶解在盛有100份去离子水的烧杯中，得到水相；预先减压蒸馏过的1～10份选自溶剂红122、溶剂红8中的至少一种作为染料，0.01～0.1份选自双(1,2,2,6,6－五甲基－4－哌啶基)葵二酸酯、双(2,2,6,6－四甲基－4－哌啶基)癸二酸酯中的至少一种作为光稳定剂，将所述染料、所述光稳定剂同反应物一起完全溶解后得到油相；所述反应物含有10～30份选自苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种、10～30份选自丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种、10～30份选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种、0.5～5份选自二乙烯苯和二乙二醇甲基丙烯酸酯中的至少一种；将所述油相和所述水相混合后经过充分乳化得到粒度极细的微乳液，随后再把所述微乳液倒入装有搅拌仪、温度计、冷凝器和通气管的四口烧瓶内腔中，将盛有所述微乳液的所述烧瓶内腔中的气体置换成氮气，升温到65～75℃，向所述微乳液中滴入引发剂9～36份，所述引发剂选自重量百分比浓度为5%的过硫酸钾和过硫酸铵水溶液之任一种，所述引发剂的滴入时间为3～5小时，之后保温1～3小时，得到预聚物；② 包壳聚合反应分别称取1～5份选自苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一种、1～5份选自丙烯腈和甲基丙烯腈中的至少一种、0.5～2份丙烯酸、1～3份水，将该四种物料混合后经过充分乳化得到包壳乳液；将所述包壳乳液滴入所述预聚物中，所述包壳乳液的滴入时间为1～2小时，在所述包壳乳液全部滴入所述预聚物中之后于65～75℃保温3～5小时；在聚合反应过程中，取样并通过气相色谱仪检测单体聚合反应转化情况，直到确定无单体存在；最后过滤即得所述乳液型色料。
全文摘要
本发明是乳液型色料制备方法，是把色料和乳液树脂通过包裹技术予以处理的方法。所得色料通过引入丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯等强极性且不溶于水的单体，提高了染料在聚合性树脂里的包含量。染料以溶解或嵌入形式包裹在大分子内部。适当的交联提高了染料的内部包含稳定性。包壳聚合反应为染料形成了一层保护膜，从而提高了染料在整个色料中的稳定性，以及耐水性能和抗紫外光性能。添加适量光稳定剂使色料获得了优良的抗紫外光性能。测试表明，该乳液型色料性能优良，其平均粒径小于100nm，表面张力达到40～50dyn/cm,黏度小于3.0cp，可适用于水性彩色喷墨墨水。
文档编号C08F220/14GK101921497SQ20101027403
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者刘邓, 杨秋艳 申请人:珠海保税区天然宝杰数码科技材料有限公司