本发明涉及一种分散染料墨水的制备方法，属于墨水制备
技术领域：
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背景技术：
：纺织品数码喷墨印花技术是近年来发展迅速的一种全新的印花方式。其具有快速、灵活、精细、清洁等特点，适应了当今纺织品市场个性化、小批量、多品种、高精度以及绿色环保的需求，具有广阔的发展前景。在喷墨印花中，染料墨水是影响印花产品质量的关键因素之一，一般由色素、水或有机溶剂、添加剂组成。染料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。在现有纺织品工业中使用墨水多为活性染料、酸性染料或分散染料墨水，其中分散染料墨水使用范围最大，应用也最为成熟。分散染料用于喷墨墨水研究具有广泛的应用前景。尤其在户外广告印刷中有着无与伦比的优势，比如耐晒牢度好，能用水洗掉在布上二次喷绘，耐气候性好，也可用于印花等其他方面。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。目前市面上出售的纺织品用分散墨水，分为进口墨水和国产墨水。国产和绝大部分进口分散墨水都使用有机磺酸钠盐为分散剂，作为分散墨水的分散体系，该体系最大的缺点是含盐份高，生产的分散墨水产品电导率高，高盐分不但影响体系稳定性，使得墨水容易盐析，而且对产品的颜色产生很大的影响，反应出颜色发脏，色光偏暗，饱和度不足。由于现有分散染料墨水中分散染料极容易团聚，导致分散染料墨水的粒子颗粒较大，粒径分布宽，分散稳定性能较差，从而导致墨水使用过程中易堵塞喷头，染色不匀，手感不好，难以储存等；在印花牢度上也存在很大的问题，织物颜色不够鲜艳，并且在织物后整理阶段往往需要多次水洗才能去除没有固色的染料，不符合节约资源的需求；分散染料与织物之间没有亲和力，必须借助粘合剂的作用才能固着在纤维上，制约了其在纺织印染领域的广泛应用。因此，提供一种分散稳定性能好、染色均匀，易于储存的分散染料墨水具有重要意义。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题，针对目前现有分散染料墨水中分散染料极容易团聚，导致分散染料墨水的粒子颗粒较大，粒径分布宽，分散稳定性能较差，从而导致墨水在使用过程中易堵塞喷头，并且分散染料墨水与织物之间附着力低，必须借助粘合剂的作用才能固着在纤维上，制约了其应用的缺陷，提供了一种分散染料墨水的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：分散染料墨水的具体制备步骤为：称取改性分散染料、甘油、表面活性剂op-10、消泡剂mf和去离子水混合后装入混料机中，混合均匀后即得分散染料墨水；改性分散染料的制备步骤为：（1）将自制阳离子聚合物和丙酮混合后装入烧杯中，再向烧杯中加入自制阳离子聚合物质量5～6倍的分散蓝60染料，搅拌混合20～30min，得到预制液；（2）将上述预制液移入高速分散机中，以2100～2200r/min的转速高速分散10～15min，再以6ml/min的滴加速率向高速分散剂中滴加质量分数为30%的氯化铝溶液，滴加完毕后继续分散反应1～2h；（3）待上述分散反应结束后，将反应产物放入高速离心机中，以3000～4000r/min的转速离心处理10～15min，分离得到离心滤饼，并用无水甲醇冲洗3～5遍后放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到干燥产物即为改性分散染料；自制阳离子聚合物的制备步骤为：（1）将魔芋淀粉和水混合后装入三口烧瓶中，搅拌混合15～20min得到淀粉悬浮液，再将三口烧瓶放入水浴锅中，加热升温至60～70℃，并向三口烧瓶中通入氮气，置换出所有空气；（2）待上述空气置换结束后，向三口烧瓶中滴加硝酸铈铵，搅拌混合10～15min后，再向三口烧瓶中加入二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应30～40min；（3）待上述搅拌反应结束后，继续向三口烧瓶中加入铝溶胶，继续加热升温至80～90℃，搅拌反应30～40min后抽滤分离得到滤渣，分别用无水乙醇和去离子水冲洗3～5遍后，得到自制阳离子聚合物。按重量份数计，改性分散染料为20～30份、甘油为25～28份、表面活性剂op-10为1～2份、消泡剂mf为0.2～0.5份、去离子水为50～60份。改性分散染料的制备步骤（1）中自制阳离子聚合物和丙酮的质量比为1:10。改性分散染料的制备步骤（2）中质量分数为30%的氯化铝溶液的滴加量为自制阳离子聚合物质量的10%。自制阳离子聚合物的制备步骤（1）中魔芋淀粉和水的质量比为1:10。自制阳离子聚合物的制备步骤（2）中硝酸铈铵的滴加量为淀粉悬浮液质量的1%，二甲基二烯丙基氯化铵的加入量为淀粉悬浮液质量的50%。自制阳离子聚合物的制备步骤（3）中铝溶胶的加入量为淀粉悬浮液质量的5%。本发明的有益技术效果是：本发明首先以魔芋淀粉为原料，将其和二甲基二烯丙基氯化铵在硝酸铈铵和铝溶胶的作用下进行接枝共聚改性，得到自制阳离子聚合物，接着再将自制阳离子聚合物溶于丙酮中，并加入分散染料，高速分散后加入相分离剂，使得自制阳离子聚合物包覆在分散染料表面，制得改性分散染料，最后将改性分散染料和其他辅料共混，最终制得分散染料墨水，本发明将魔芋淀粉和二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚，在与单体接枝共聚后，由于交联共聚过程中硝酸铈铵的侵入，使淀粉颗粒溶胀变形，结构松软，使其与单体接触的表面积增大，从而加快和加深其与单体之间的接枝反应，加入铝溶胶之后，淀粉团粒被进一步侵蚀，这种侵蚀现象又比铵基阳离子淀粉大，说明铝铵基阳离子淀粉的接枝共聚反应既在阳离子淀粉团粒表面进行，也同时在阳离子淀粉团粒内部进行，最终得到带有正电荷的阳离子聚合物，由于分散蓝染料表面带有负电荷，而带有正电荷的阳离子聚合物对其具有强烈的聚结作用，将阳离子聚合物先溶于丙酮，再加入分散染料，高速分散使得两者充分接触，再通过相分离剂使得阳离子聚合物溶解度降低，从溶液中凝聚出来，沉积凝结在分散染料表面，从而对分散染料进行了改性，改性后的分散染料表面沉积了电荷密度较大的阳离子聚合物，可以通过相互之间的电荷排斥使得分散染料难以团聚，提高其分散性，其次阳离子聚合物表面分子链长度更高，形成的空间位阻效应，也削弱了分散染料之间的范德华力，阻止其团聚，进一步提高了分散染料的分散性，而且，改性后的分散染料表面带正电荷，在上染过程中，更容易和表面带负电荷的织物纤维之间发生电荷吸引，增加了染料和织物之间的附着力，即使不用粘合剂，也可以固着在纤维上，具有广阔的应用前景。具体实施方式按质量比为1:10将魔芋淀粉和水混合后装入三口烧瓶中，搅拌混合15～20min得到淀粉悬浮液，再将三口烧瓶放入水浴锅中，加热升温至60～70℃，并向三口烧瓶中通入氮气，置换出所有空气；待上述空气置换结束后，向三口烧瓶中滴加淀粉悬浮液质量1%的硝酸铈铵，搅拌混合10～15min后，再向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量50%的二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应30～40min；待上述搅拌反应结束后，继续向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量5%的铝溶胶，继续加热升温至80～90℃，搅拌反应30～40min后抽滤分离得到滤渣，分别用无水乙醇和去离子水冲洗3～5遍后，得到自制阳离子聚合物；将上述自制阳离子聚合物和丙酮按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再向烧杯中加入自制阳离子聚合物质量5～6倍的分散蓝60染料，搅拌混合20～30min，得到预制液；将上述预制液移入高速分散机中，以2100～2200r/min的转速高速分散10～15min，再以6ml/min的滴加速率向高速分散剂中滴加质量分数为30%的氯化铝溶液，滴加量为自制阳离子聚合物质量的10%，滴加完毕后继续分散反应1～2h；待上述分散反应结束后，将反应产物放入高速离心机中，以3000～4000r/min的转速离心处理10～15min，分离得到离心滤饼，并用无水甲醇冲洗3～5遍后放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到干燥产物即为改性分散染料；按重量份数计，称取20～30份上述改性分散染料、25～28份甘油、1～2份表面活性剂op-10、0.2～0.5份消泡剂mf和50～60份去离子水混合后装入混料机中，混合均匀后即得分散染料墨水。实施例1自制阳离子聚合物的制备：按质量比为1:10将魔芋淀粉和水混合后装入三口烧瓶中，搅拌混合15min得到淀粉悬浮液，再将三口烧瓶放入水浴锅中，加热升温至60℃，并向三口烧瓶中通入氮气，置换出所有空气；待上述空气置换结束后，向三口烧瓶中滴加淀粉悬浮液质量1%的硝酸铈铵，搅拌混合10min后，再向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量50%的二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应30min；待上述搅拌反应结束后，继续向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量5%的铝溶胶，继续加热升温至80℃，搅拌反应30min后抽滤分离得到滤渣，分别用无水乙醇和去离子水冲洗3遍后，得到自制阳离子聚合物。预制液的制备：将上述自制阳离子聚合物和丙酮按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再向烧杯中加入自制阳离子聚合物质量5倍的分散蓝60染料，搅拌混合20min，得到预制液。改性分散染料的制备：将上述预制液移入高速分散机中，以2100r/min的转速高速分散10min，再以6ml/min的滴加速率向高速分散剂中滴加质量分数为30%的氯化铝溶液，滴加量为自制阳离子聚合物质量的10%，滴加完毕后继续分散反应1h；待上述分散反应结束后，将反应产物放入高速离心机中，以3000r/min的转速离心处理10min，分离得到离心滤饼，并用无水甲醇冲洗3遍后放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到干燥产物即为改性分散染料。分散染料墨水的制备：按重量份数计，称取20份上述改性分散染料、25份甘油、1份表面活性剂op-10、0.2份消泡剂mf和50份去离子水混合后装入混料机中，混合均匀后即得分散染料墨水。实施例2自制阳离子聚合物的制备：按质量比为1:10将魔芋淀粉和水混合后装入三口烧瓶中，搅拌混合17min得到淀粉悬浮液，再将三口烧瓶放入水浴锅中，加热升温至65℃，并向三口烧瓶中通入氮气，置换出所有空气；待上述空气置换结束后，向三口烧瓶中滴加淀粉悬浮液质量1%的硝酸铈铵，搅拌混合13min后，再向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量50%的二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应35min；待上述搅拌反应结束后，继续向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量5%的铝溶胶，继续加热升温至85℃，搅拌反应35min后抽滤分离得到滤渣，分别用无水乙醇和去离子水冲洗4遍后，得到自制阳离子聚合物。预制液的制备：将上述自制阳离子聚合物和丙酮按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再向烧杯中加入自制阳离子聚合物质量5倍的分散蓝60染料，搅拌混合25min，得到预制液。改性分散染料的制备：将上述预制液移入高速分散机中，以2150r/min的转速高速分散13min，再以6ml/min的滴加速率向高速分散剂中滴加质量分数为30%的氯化铝溶液，滴加量为自制阳离子聚合物质量的10%，滴加完毕后继续分散反应1h；待上述分散反应结束后，将反应产物放入高速离心机中，以3500r/min的转速离心处理13min，分离得到离心滤饼，并用无水甲醇冲洗4遍后放入烘箱，在107℃下干燥1h，得到干燥产物即为改性分散染料。分散染料墨水的制备。按重量份数计，称取25份上述改性分散染料、27份甘油、1份表面活性剂op-10、0.3份消泡剂mf和55份去离子水混合后装入混料机中，混合均匀后即得分散染料墨水。实施例3自制阳离子聚合物的制备：按质量比为1:10将魔芋淀粉和水混合后装入三口烧瓶中，搅拌混合20min得到淀粉悬浮液，再将三口烧瓶放入水浴锅中，加热升温至70℃，并向三口烧瓶中通入氮气，置换出所有空气；待上述空气置换结束后，向三口烧瓶中滴加淀粉悬浮液质量1%的硝酸铈铵，搅拌混合15min后，再向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量50%的二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应40min；待上述搅拌反应结束后，继续向三口烧瓶中加入淀粉悬浮液质量5%的铝溶胶，继续加热升温至90℃，搅拌反应40min后抽滤分离得到滤渣，分别用无水乙醇和去离子水冲洗5遍后，得到自制阳离子聚合物。预制液的制备：将上述自制阳离子聚合物和丙酮按质量比为1:10混合后装入烧杯中，再向烧杯中加入自制阳离子聚合物质量6倍的分散蓝60染料，搅拌混合30min，得到预制液。改性分散染料的制备：将上述预制液移入高速分散机中，以2200r/min的转速高速分散15min，再以6ml/min的滴加速率向高速分散剂中滴加质量分数为30%的氯化铝溶液，滴加量为自制阳离子聚合物质量的10%，滴加完毕后继续分散反应2h；待上述分散反应结束后，将反应产物放入高速离心机中，以4000r/min的转速离心处理15min，分离得到离心滤饼，并用无水甲醇冲洗5遍后放入烘箱，在110℃下干燥2h，得到干燥产物即为改性分散染料。分散染料墨水的制备：按重量份数计，称取30份上述改性分散染料、28份甘油、2份表面活性剂op-10、0.5份消泡剂mf和60份去离子水混合后装入混料机中，混合均匀后即得分散染料墨水。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入自制阳离子聚合物。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入预制液。对比例3：苏州市某公司生产的分散染料墨水。对本发明制得的分散染料墨水和对比例中的分散染料墨水进行检测，检测结果如表1所示：粒径、粒径分散指数测试将本发明制得的分散染料墨水和对比例中的分散染料墨水加去离子水稀释到一定的倍数，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。表面张力测试在25℃的测试条件下，利用全自动表面张力仪采用白金板法进行测定。粘度测试在25℃的测试条件下，采用0号转子（扭矩为50%），利用旋转黏度计进行测定。耐干摩擦性测试将试样平放在耐摩擦色牢固试验及测试台的衬垫物上，两端以夹持器固定，然后将干的摩擦布固定在摩擦头上，使摩擦布径向与摩擦头运动方向一致，摩擦头在试样上沿着100mm长的轨迹作往复直线摩擦10次，时间10s，垂直压力9n。耐湿摩擦性测试更换试样用湿摩擦布按上述方法做摩擦试验。摩擦布用三级水浸透取出，经小压液滚挤压，使摩擦布汗水流达95～105%，摩擦试验后，将湿摩擦布放在室温下干燥。表1性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例1对比例2对比例3粒径（nm）150148142165163159粒径分散指数pdi0.2240.2210.2190.2410.2460.233粘度（mpa·s）2.021.991.982.232.162.49表面张力（mn/m）44.845.146.339.540.843.5耐干摩擦色牢度（级）455434耐湿摩擦色牢度（级）445344由表1数据可知，本发明制得的分散染料墨水染色均匀，手感好，具有良好的分散稳定性且易于储存，制作成本低，使用寿命长，具有广阔的使用前景。当前第1页12