一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法
2023-05-30 21:02:16
專利名稱：一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法
技術領域：
本發明屬精細化工和材料科學技術領域，具體涉及一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法。
背景技術：
噴墨印花是集計算機、信息、新材料和精細化工等多學科領域為一體的紡織品印染加工新技術，具有印花精細度高、批量靈活、無染料和助劑浪費等優點。然而，以往紡織品噴墨印花主要針對白色織物，近年來隨著非白色織物印花量的增加，白色塗料墨水的需求量也越來越大，成為紡織品噴墨印花中重要的顏色之一。氧化矽和氧化鈦是紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的主要著色劑，然而，由於這些顏料的比重大，在低粘度噴墨印花墨水介質中長期存放時，容易發生顆粒沉降和堵塞噴頭等現象，導致噴墨印花無法進行。雖然減小顏料的粒徑，或者增大墨水的粘度可在一定程度上提高墨水的穩定性，但仍然距離噴墨墨水實際要求有很大的差距。因此，目前市場上白色塗料墨水還是主要依賴於杜邦、愛普生等跨國企業。資料檢索發現中國專利CN101652437A和CN201210180490. 9分別公開了溶劑型白色塗料墨水的製備方法，其做法是將白色顏料在分散劑協助下，通過研磨加工而成。美國US2010/0190922A1公開了採用氧化矽、分散劑和乳膠粒為主要組分製備穩定噴墨列印墨水的方法；US2010/0039463A1公開了通過提高墨水中氧化鈦含量的方法來改善白色塗料墨水穩定性的方法；US2009/0087627A1和US2006/0155005A1分別公開了以白色塗料、分散劑和光引發劑、可聚合單體組成紫外光固化塗料墨水的方法。儘管關於白色塗料墨水製備方法很多，然而，總結相關的專利發現，這些方法中所採用的顏料仍然是將氧化矽或者氧化鈦在特殊結構分散劑的協助下，通過高速分散製備而成。關於本專利公開的以聚合物包覆氧化物納米複合粒子為著色劑組成紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的報導較少
發明內容
本發明目的在於提供一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法，具體做法是先採用矽烷偶聯劑對納米氧化物進行接枝改性，然後利用矽烷偶聯劑的可聚合基團與其它單體共聚，在氧化矽表面引入具有分散和穩定雙重作用的聚合物，製備聚合物包覆氧化物納米複合粒子，並以此為著色劑，加入多種水溶性共溶劑和相關助劑，攪拌均勻後，過濾，製備紡織品嗔墨印花用白色塗料墨水。本發明的技術方案一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法，將聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體、水溶性共溶劑和表面活性劑按一定比例加入到去離子水中，攪拌混合均勻後，調節墨水的pH,最後用500nm的濾膜過濾,製備白色塗料墨水。具體製備過程是將質量分數I 5%的表面活性劑加到質量分數為15 80%去離子水中，然後加入質量分數10 30 %聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體和質量分數為10 50%水溶性共溶劑，O. 05 O. 5%的抗菌劑，用攪拌機以500 1000轉/分鐘的速度攪拌20 50分鐘，調節pH為7-9，然後用500nm的濾膜過濾，製備白色塗料墨水；實驗測試表明所配製的墨水的粘度5 8cP,表面張力28 35mN/m,粒徑50_150nm。本發明所述的聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體的製備方法將質量分數為5 30 %納米氧化物分散到質量分數為40 90%乙醇和水所組成的混合溶劑中(乙醇和水的質量比為I : 1)，加入質量分數為I 6%的矽烷偶聯劑，用氨水調節pH至8 9，在20-60°C條件下反應2-3小時後，加入質量分數為5 20%的共聚單體和質量分數為
O.5-2%的乳化劑，高速分散至納米級，轉移置水浴鍋中，通氮氣30分鐘後，在攪拌速度為250-600轉/分鐘下升溫至60-80 V，開始滴加對單體質量分數為O. 5 3 %的引發劑。反應2-8小時後高速離心，即可得到聚合物包覆氧化物納米複合粒子。將質量分數為I 10%分 散劑溶解到70 90 %去離子水中，調節pH為7 9，添加10 20 %聚合物包覆氧化物納米複合粒子，使用超聲波進行分散處理10 40分鐘。所選用的分散劑為分子量在3000 10000丙烯酸類單體的聚合物。所述製備紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的氧化物為納米氧化矽或納米氧化鈦。所述的共聚單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯醯胺、衣康酸、對苯乙烯磺酸鈉中的一種或兩種；所選用的引發劑是過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的一種；所選用的乳化劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉中的一種或兩種。所選用的水溶性共溶劑是乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，4_ 丁二醇、1，6-己二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇、聚乙烯醇200、聚乙烯醇400、聚乙二醇600、丙三醇、三乙醇胺、季戊四醇、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮中的兩種或幾種。所選用的表面活性劑是陰離子型、非離子型或者兩者復配；陰離子型表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鉀、烷基萘磺酸鈉、松香酸鈉中的一種；所述的非離子型如聚氧乙烯烷基酚縮合物0P-7、0P-10或0P-15 ;聚氧乙烯脂肪醇縮合物平平加0-10、平平加0-20、平平加0-25或平平加A-20 ;聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯如Tween40、Tween60、Tween65、Tween80 ;脂肪酸的聚氧乙烯酯類如 SG-10、SE-10、0E-15。所述的pH調節劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水、三乙醇胺中的一種。所述的抗菌劑是香草醛或乙基香草醛類化合物、醯基苯胺類、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、雙呱類、酚類中的一種。本發明的有益效果本發明製備的白色塗料墨水平均粒徑小於180nm，採用聚合物包覆氧化物納米複合粒子為著色劑，具有分散穩定性好，遮蓋力高等優點。該墨水可長期貯存，並可直接用於紡織品的噴墨印花。
具體實施例方式下面通過實施例子，進一步闡述本發明的突出優點和顯著特點，但本發明決不局限於實施例子。實例I納米二氧化矽複合粒子的製備稱取納米二氧化矽15g，水29. 5g，乙醇29. 5g，混合均勻後加入5g KH-570，用氨水溶液調節pH至8 9，在40°C條件下反應2小時後再加入IOg對苯乙烯磺酸鈉和Ig十二烷基硫酸鈉，充分攪拌後將溶液轉移到功率為IlOOw的超聲粉碎儀下超聲15分鐘。然後再轉移至水浴鍋中，通氮氣30分鐘後在500轉/分鐘的攪拌速度下升溫至65°C，滴加IOg質量分數為10%的過硫酸銨溶液，反應4h。高速離心沉澱，SP可得到二氧化娃/聚對苯乙烯磺酸鈉納米複合粒子。取2g馬來酸酐-甲基丙烯酸甲酯共聚物(Mn = 8000，馬來酸酐甲基丙烯酸甲酯=1 I)，加入O. 20g氫氧 化鈉，去離子水85. 8g，攪拌至完全溶解，然後加入二氧化矽/聚對苯乙烯磺酸鈉納米複合粒子12g，使用超聲波超聲分散30分鐘製得二氧化矽/聚苯乙烯磺酸鈉納米複合粒子分散體。取十二烷基硫酸鈉I. 2g和0P-10乳化劑Ig溶於41. 7g去離子水，依次加入納米複合粒子分散體30g, 1,6-己二醇IOg,三縮四乙二醇12g,正丁醇4g,醯基苯胺抗菌劑O. Ig用攪拌機500r/min攪拌30min,再氫氧化鈉溶液調節pH值至9,最後用500nm的微孔濾膜過濾得到水性白色顏料墨水。物墨水指標如下表面張力σ =34.6mN/m，粘度η = 7. 67cP,Z 均粒徑 d = 154. 2nm。實例2納米複合粒子分散體製備同實例1，取十六烷基苯磺酸鈉I. 5g，0. 5g吐溫80溶於42. 7g去離子水中，加入納米矽複合粒子分散體25g，正丙醇10g、一縮二乙二醇10g、季戊四醇IOg和噻唑類抗菌劑O. 3g,用攪拌機1000r/min攪拌50min,再用氫氧化鈉調節pH值至8，最後用500nm的微孔濾膜過濾得到水性白色顏料墨水，墨水指標如下表面張力σ =31. 2mN/m,粘度 η = 8. 91cP, Z 均粒徑 d = 158. 6nm。實例3納米二氧化鈦複合粒子的製備稱取納米二氧化鈦30g，水lig，乙醇lig，混合均勻後，加入6g KH-570，用氨水溶液調節pH至8 9，反應3h後再加入20g甲基丙烯酸和2g十二烷基磺酸鈉，充分攪拌後將其轉移到高速乳化機中乳化15分鐘。轉移至水浴中，通氮氣30分鐘後在250轉/分鐘的攪拌速度下升溫至75°C，開始滴加20g質量分數為10 %的過硫酸鈉溶液，反應5h。高速離心沉澱，即可得到二氧化鈦/聚甲基丙烯酸納米複合粒子。取3g苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(Mn = 5000,苯乙烯丙烯酸丁酯=3 I),加入20%氨水6g，去離子水71g，攪拌至完全溶解,然後加入納米複合粒子20g，使用超聲波超聲分散10分鐘製得二氧化鈦/聚甲基丙烯酸納米複合粒子分散體。取平平加0_251g溶於48. 5g去離子水中，加入納米二氧化鈦複合粒子分散體20g，異丙醇5g、聚乙烯醇20010g、l,4- 丁二醇15g和異噻唑酮0. 5g,用攪拌機700轉/分攪拌40分鐘，再用20%氨水調節pH值至8，最後用500nm的微孔濾膜過濾得到水性白色顏料墨水，物性指標如下表面張力σ = 28. 4mN/m,粘度n = 6. 15cP, Z均粒徑d = 162. 2nm。實例4納米複合粒子分散體製備同實例2，取SE-10 Ig溶解到45. 7g去離子水中，加入納米矽複合粒子分散體25g，異丙醇6g、二縮二乙二醇10g、2-吡咯烷酮12g和雙呱類抗菌劑0. 3g用攪拌機1000r/min攪拌30min,再用三乙醇胺調節pH值至9,最後用500nm的微孔濾膜過濾得到水性白色顏料墨水，物性指標如下表面張力σ =30. 5mN/m,粘度η =6. 97cP, Z 均粒徑 d = 152. 4nm。
權利要求
1.一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法，其特徵在於由下列組分按質量份數組成聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體1030份、水溶性共溶劑10 50份，表面活性劑I 5份，抗菌劑O. 05 O. 5份，加去離子水至總重量100份，按配方在去離子水中依次加入聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體、水溶性共溶劑、表面活性劑和抗菌劑，攪拌混合均勻後，調節墨水的pH為7 9,最後用500nm的濾膜過濾,製備白色塗料墨水。
2.一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法，其特徵在於聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體按下述方法製備將質量分數為5 30%納米氧化物分散到質量分數為40 90%質量比為I : I乙醇和水的混合溶劑中，然後加入質量分數為I 6%的矽烷偶聯齊U，用氨水調節PH至8 9，在20-60°C條件下反應2-3小時後，加入質量分數為5 20%的共聚單體和質量分數為O. 5-2%的乳化劑，高速分散至納米級，轉移置水浴鍋中，通氮氣30分鐘後，在攪拌速度為250-600轉/分鐘下升溫至60-80°C，開始滴加對單體質量分數為O.5 5%的引發劑，反應2-8小時後高速離心，即可得到聚合物包覆氧化物納米複合粒子；將質量分數為I 10%分散劑溶解到70 90%去離子水中，調節pH為7 9，添加10 20%聚合物包覆氧化物納米複合粒子，用超聲波進行分散處理10 40分鐘。
3.如權利要求2所述聚合物包覆氧化物納米複合粒子分散體的製備方法，其特徵在於所述分散劑為分子量在3000 10000丙烯酸類單體的聚合物；所述製備紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的氧化物為納米氧化矽或納米氧化鈦；所述的共聚單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯醯胺、衣康酸、對苯乙烯磺酸鈉中的一種或兩種；所述的引發劑是過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽中的一種；所述的乳化劑是十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、烷基萘磺酸鈉中的一種或兩種。
4.如權利要求I所述的製備方法，其特徵是所用的水溶性共溶劑是乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇、聚乙烯醇200、聚乙烯醇400、聚乙二醇600、丙三醇、三乙醇胺、季戊四醇、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮中的兩種或幾種。
5.如權利要求I所述的製備方法，其特徵是所用的表面活性劑是陰離子型、非離子型或者兩者復配；所述的陰離子型為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鉀、烷基萘磺酸鈉、松香酸鈉；所述的非離子型為聚氧乙烯烷基酚縮合物OP-7、OP-IO或OP-15，聚氧乙烯脂肪醇縮合物平平加0-10、平平加0-20、平平加0-25或平平加A-20 ;聚氧乙烯多元醇醚脂肪酸酯Tween40、Tween60、Tween65、Tween80 ;脂肪酸的聚氧乙烯酯類SG_10、SE-10、OE-I。
全文摘要
一種紡織品噴墨印花用白色塗料墨水的製備方法，屬於精細化工和材料科學技術領域。本發明的噴墨印花白色塗料墨水是由氧化物/聚合物納米複合粒子分散體為白色著色劑，通過與水溶性共溶劑、表面活性劑和去離子水混合攪拌，過濾而成，該法製備的白色塗料墨水具有良好的分散穩定和儲存穩定性，本發明所述的白色顏料墨水製備方法具有設備投資小，生產工藝簡單，產品質量穩定且適合大規模生產等特點。
文檔編號D06P5/30GK102925002SQ20121048682
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者付少海, 白福順, 關玉, 龍曉霞, 王春霞 申請人:江南大學