一种墨水缓冲剂、喷墨墨水及其制备方法和应用与流程

本发明属于印染，特别涉及一种墨水缓冲剂、喷墨墨水及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，在印染领域，主要采用活性喷墨墨水对棉、人棉及混纺织物进行印花，典型的生产工艺流程是将织物用高粘度防渗化浆料预处理，然后通过打印机将活性喷墨墨水以图形化方式打印到织物上，烘干后通过蒸化使活性染料与织物发生化学反应，再通过水洗去除未固色的活性染料以及浆料，提高色牢度，最终实现织物印花的目的。

2、传统的活性喷墨墨水为了保证墨水具有较高的储存稳定性和较长的储存寿命，采用的是活性较低的单一氯均三嗪型活性染料为着色剂。由于一氯均三嗪型活性染料的反应性较低，在棉上的固色率仅为50～70％。因此，在蒸化结束后织物上还残留有30～50％未固着的水解活性染料，需要用大量的水洗去除，才能得到色牢度合格的印花产品。整个生产流程耗时长、耗水量大，而且由于活性染料固色率低，易造成批次间颜色不稳定，品质难以把控，这是传统活性墨水存在的明显弊端。为了解决这一问题，人们尝试了采用更高活性的乙烯砜kn型活性染料来制备喷墨墨水以及采用含有乙烯砜型活性基団的多活性基活性染料，但是采用这类方法制备的活性喷墨墨水由于存在易水解的乙烯砜型活性基団，导致墨水ph较低，会对喷头产生不可逆的腐蚀。

3、传统的k型活性墨水采用的ph缓冲剂是n-2-羟乙基哌嗪-n’-2-乙磺酸、4-吗啉乙磺酸等化合物，这一类化合物的pka接近7.0，适合用于k型活性墨水，能使k型活性墨水的ph值稳定在中性。但是含有乙烯砜活性基団的kn型活性染料或者多活性基活性染料在中性条件下水解速度加快，易分解，墨水保质期太短，因此这一类墨水缓冲剂不适合用于乙烯砜活性基団的高反应型活性喷墨墨水。

4、因此，亟需提供一种墨水缓冲剂，其可以有效地控制高反应型活性喷墨墨水的ph为5≤ph<7.0，使墨水处于弱酸性条件，可降低墨水ph的下降速度，延长墨水的保质期，同时也可降低对喷头的腐蚀，延长喷头的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本发明提供一种墨水缓冲剂，其可以有效地控制高反应型活性喷墨墨水的ph为5≤ph<7.0，使墨水处于弱酸性条件，可降低墨水ph的下降速度，延长墨水的保质期，同时也可降低对喷头的腐蚀，延长喷头的使用寿命。

2、本发明的发明构思：本发明通过同时添加羧酸化合物、有机碱，使得制备得到的墨水缓冲剂具有良好的调节ph值的作用，可以有效地调节高反应型活性喷墨墨水的ph，使得墨水的ph保持在5≤ph<7.0区间内；因为当染料水解释放出氢质子，墨水的ph开始下降，当ph降低至5≤ph<7.0的范围内，缓冲剂中的羧酸根离子就会开始吸收氢质子，维持墨水体系的ph稳定在5≤ph<7.0的范围，在弱酸性条件下染料的水解速度被大大降低，延长了墨水的储存寿命，并且在弱酸性条件下墨水对喷头的腐蚀性减弱，延长喷头的使用寿命。

3、因此，本发明的第一方面提供一种墨水缓冲剂。

4、具体的，一种墨水缓冲剂，包括有机酸和有机碱形成的有机盐；

5、所述有机酸为羧酸化合物；

6、所述羧酸化合物选自丙二酸、琥珀酸、己二酸、邻苯二甲酸、马来酸、柠檬酸、苹果酸、马来酸丙烯酸共聚物、水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、聚丙烯酸中的至少一种；

7、所述有机碱选自三乙醇胺、n,n二羟乙基甲基苯胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、吡啶、三乙烯二胺、吡嗪中的至少一种。

8、所述羧酸化合物和所述有机碱的含量比为(0.1～1)：(0.2～3)。

9、墨水缓冲剂调节墨水ph的原理为：当染料水解释放出氢质子时，墨水的ph开始下降，当ph降低至5≤ph<7.0的范围内，缓冲体系中的羧酸根离子就会开始吸收氢质子，将墨水体系的ph稳定在5≤ph<7.0。墨水的ph维持在弱酸性有两个优点：一是在弱酸性条件下染料的水解速度被大大降低，延长了墨水的储存寿命；二是在弱酸性条件下墨水对喷头的腐蚀性减弱，保证喷头的腐蚀安全性，延长喷头的使用寿命。

10、本发明的第二方面提供一种墨水缓冲剂的制备方法。

11、具体的，一种墨水缓冲剂的制备方法，包括以下步骤：

12、将所述羧酸化合物和所述有机碱混合，制得所述缓冲剂。

13、优选的，所述混合采用搅拌的方式进行；所述搅拌的速度为10-2000rpm，所述搅拌的时间为2-30min。

14、本发明的第三方面提供一种喷墨墨水。

15、具体的，一种喷墨墨水包括活性染料、多元醇、缓冲剂、助剂。

16、优选的，按质量百分数计，所述喷墨墨水包括活性染料5-15％、多元醇15-40％、缓冲剂0.3-3％、助剂2-10％。

17、优选的，所述喷墨墨水的余量为去离子水。

18、优选的，所述活性染料选自双活性基团活性染料、三活性基团活性染料中的至少一种。

19、优选的，所述双活性基团活性染料选自双乙烯砜型活性染料、一氯均三嗪与乙烯砜复合的活性染料、一氟均三嗪与乙烯砜复合的活性染料、一氯均三嗪与氟氯嘧啶复合的活性染料、一氟均三嗪与氟氯嘧啶复合的活性染料、一氯嘧啶与乙烯砜复合的活性染料中的至少一种。

20、优选的，所述三活性基团活性染料为包含三个活性基团的染料；所述活性基团包括一氯均三嗪、一氟均三嗪、乙烯砜、氟氯嘧啶中的至少一个。

21、优选的，所述多元醇选自乙二醇、丙三醇、二甘醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,5-戊二醇、1,4-丁二醇、1,2-丙二醇、二乙二醇丁醚、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一种。

22、进一步优选的，所述多元醇选自乙二醇、丙三醇、1,2-己二醇、1,5-戊二醇中的至少一种。

23、优选的，所述助剂选自助溶剂、润湿剂、螯合剂、消泡剂、流平剂、抗菌剂中的至少一种。

24、优选的，按喷墨墨水的总质量百分数计，所述助溶剂为0.1-5％、所述润湿剂为1-5％、所述螯合剂为0.005-0.2％、所述消泡剂为0.005-2％、所述抗菌剂为0.01-1％、所述流平剂为0.01-0.1％。

25、进一步优选的，所述螯合剂为0.01-0.2％；更进一步优选的，所述螯合剂为0.1-0.2％。

26、进一步优选的，所述消泡剂为0.1-2％；更进一步优选的，所述消泡剂为0.1-1％。

27、进一步优选的，所述抗菌剂为0.1-1％。

28、优选的，所述助溶剂选自2-甲基吡咯烷酮、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、二甲基亚砜(dmso)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中的至少一种。

29、优选的，所述润湿剂选自aeo-3、aeo-5、aeo-7、aeo-9、aep-98、surfynol 465(s465)中的至少一种。

30、优选的，所述螯合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸中的至少一种。

31、优选的，所述消泡剂为surfynol 104pg50(s104pg50)。

32、优选的，所述抗菌剂为proxel gxl。

33、优选的，所述流平剂为硅醚类流平剂；进一步优选的，所述流平剂为st-1075。

34、本发明的第四方面提供一种喷墨墨水的制备方法，包括以下步骤：

35、将各组分混合，制得所述墨水。

36、优选的，所述混合采用搅拌的方式进行；所述搅拌的速度为10-2000rpm，所述搅拌的时间为5-60min。

37、本发明的第五方面提供一种墨水缓冲剂和/或喷墨墨水在印染领域中的应用。

38、相对于现有技术，本发明提供的技术方案的有益效果如下：

39、(1)本发明通过同时添加羧酸化合物、有机碱；并将羧酸化合物和有机碱的含量比控制在(0.1～1)：(0.2～3)范围内，使得制备得到的缓冲剂具有良好的调节ph值的作用，可以有效地调节高反应型活性喷墨墨水的ph，使得墨水的ph保持在5≤ph<7.0，在弱酸性条件下染料的水解速度被大大降低，延长了墨水的储存寿命。

40、(2)在弱酸性条件下，墨水对喷头的腐蚀性减弱，可延长喷头的使用寿命。