一種帶保護基團的反應型顏料墨水及水性ε-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法

2023-10-28 04:47:32 7

專利名稱：：一種帶保護基團的反應型顏料墨水及水性ε-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法
技術領域：
：本發明涉及帶保護基團的反應型顏料墨水，尤其涉及用於紡織品數碼印花的帶保護基團的反應型顏料墨水及水性e-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法。二
背景技術：
：傳統的紡織品印花加工都是由滾筒印花機和絲網印花機來完成的。染料印花浮色淨洗的耗水排汙、產品能耗過高以及溶劑型油墨對從業人員健康和環境的損害成為制約產業發展的關鍵因數。紡織品數碼印花採用水性納米墨水直噴或熱轉印工藝，染料用量只有傳統印花工藝的20%左右，對環境(空氣、水體)沒有汙染，是符合環保要求的紡織印花工藝。顏料數碼印花墨水幾乎適合於所有天然纖維織物的印花和染色，如棉、毛、絲綢等。數碼顏料墨水印花最大的技術障礙在於顏料完全不溶於水，對纖維織物沒有親和力。顏料墨滴列印在紡織品上，即使經過固化，也沒有足夠的耐水洗和耐摩擦牢度。紡織品噴墨印花墨水需要解決顏料在纖維上的顏色牢度問題，使印花後的圖案能夠經得起水洗和摩擦等處理過程。因此，顏料墨水的固色問題成為噴墨印花技術發展的重大技術難題。美國專利US5853861、US6734244、US7294183、US7374605分別是惠普公司(Hewlett-Packard)、國家澱粉化學品公司(NationalStarchandChemicalInc.)和韓國Inktec公司開發的紡織品預處理數碼印花技術。對紡織品使用少量化學塗層進行預處理，然後再進行噴墨數碼印花。這種數碼印花方法增加了印花步驟；提高了紡織品數碼印花工藝的難度；而且大多紡織品在經過預處理後，通常在外觀、色澤、手感上會起變化，不能滿足商業印花的要求。德國Bayer公司在美國專利US5556935中提出了反應型顏料墨水的概念。在紡織品顏料墨水中加入水性異氰酸交聯劑。該墨水在列印到紡織品面料上後，經高溫固化，可以提高印花牢度和耐洗度；但是由於其使用的水性異氰酸在室溫下4會緩慢反應，所以墨水的穩定性很差，長時間存放，墨水的反應活性下降，印花牢度也會下降。
發明內容針對上述缺點，本發明的目的在於提供一種墨水的穩定性很好、存放時間長及印花的強度和耐洗度高的帶保護基團的反應型顏料墨水。本發明的技術內容為，一種帶保護基團的反應型顏料墨水，其包括顏料17%保溼劑515%分散劑15%消泡劑0.11%表面活性劑110%防腐劑0.050.2%水性帶保護基團的異氰酸水性預聚體315%水性多羥基預聚體210%蒸餾水6575%所有百分數為重量百分數；其中帶保護基團的異氰酸水性預聚體為水性e-己內酯保護的HDI預聚體，其分子量為5002500,含210%NC0基團；水性多羥基預聚體是分子量為50050000的聚酯多元醇或聚醚多元醇；水性多羥基預聚體具有良好的水溶性，高溫固化後，可以提高顏料和織物化學交聯程度的印花的牢度。在上述帶保護基團的反應型顏料墨水中顏料、保溼劑、分散劑、消泡劑、表面活性劑、防腐劑為紡織品數碼印花墨水所常用的成分；其中顏料為有機偶氮、有機單氮、有機雜環或有機蒽醌顏料，具體的可為顏料黃1、3、12、13、14、17、65、73、74、128、151或顏料紅170、185、187、238、269或顏料橙38、顏料藍15:3、15:4、顏料紫25或炭黑、鈦白；保溼劑主要為低聚多元醇，其分子量為501000，保溼劑優選為乙二醇或丙三醇；分散劑主要為分子量是1000100000的丙烯酸共聚樹脂、碳酸樹脂或磺酸鹽離子型分散劑；分子量優先為200020000;分散劑可使不溶於水的顏料顆粒可以穩定的分散在水相中，不生成沉澱；消泡劑主要為水性高分子改性矽氧烷化合物，其分子量為1002000;消泡劑可消除墨水在列印過程中產生的氣泡，提高列印的穩定度；表面活性劑主要為分子量是1001000的烷基聚醚多元醇、雜氧垸基多元氨或環氧改性烯烴；表面活性劑可降低墨水表面張力，使其適合印表機的噴墨設計；防腐劑主要為雜環噁唑烷類化合物；防腐劑可控制墨水中微生物的生長。本發明的另一目的在於提供上述帶保護基團的反應型顏料墨水中水性e-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法，其歩驟為(1)、將HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體置於容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內酯，控制反應溫度在7585。C;e-己內酯的滴加量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚的重量比為1:L52.5;(2)、在e-己內酯滴加完畢後，向步驟(l)的反應溶液中分別加入2，2-二甲基-3-羥基丙酸、2，2-二羥甲基丙酸和N-甲基吡咯烷酮，控制反應溫度為7585。C，在用紅外檢測反應溶液中沒有游離的NCO基團後將溶液降低溫度至4555°C;2，2-二甲基-3-羥基丙酸的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:710;.2，2-二輕甲基丙酸的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:S095;N-甲基吡咯烷酮的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:1215;(3)、向步驟(2)的反應溶液中加入N，N-二甲氨基乙醇，控制反應溫度為4555°C，並攪拌515分鐘；N,N-二甲氨基乙醇的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為h1215;(4)、向步驟(3)的反應溶液中加入蒸餾水，控制反應溫度為4555°C，並攪拌2.53.5小時，待冷卻後，即製得水性e-己內酯保護的HDI預聚體；蒸餾水的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為3.54.5:1。上述帶保護基團的反應型顏料墨水的製備方法為常規紡織品數碼印花墨水的製備方法，即先將顏料、保溼劑、表面活性劑、分散劑和蒸餾水混合後經研磨製成顏料重量濃度為1520%的色漿，然後在色漿中混合加入消泡劑、防腐劑、水性帶保護基團的異氰酸水性預聚體和水性多羥基預聚體，用蒸餾水稀釋成所需顏料濃度的產品墨水。本發明與現有技術相比具有以下優點1、使用異氰酸作為反應交聯劑，高溫固化後實現了顏料與織物的化學交聯，提高了印花牢度和耐洗度；2、印花織物不用預處理，簡化了印花工藝，提高了織物印花的質量；3、使用帶保護基團的異氰酸預聚體，使墨水可以在常溫下穩定存放，提高了墨水的穩定度和流暢性。具體實施例方式在下列實施例中分散劑為美國強生公司生產的Joncryl296分散劑其分子量為11500，酸值為141;消泡劑德國畢克公司生產的為BYK346消泡劑其分子量為800;表面活性劑為美國陶氏化學公司生產的TritonRW-150表面活性劑其分子量為570;防腐劑為美國陶氏化學公司生產的BiobanCS-1246防腐劑；水性多羥基預聚體為美國路博潤公司生產的Sancure878聚酯多元醇其分子量為31000;HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體為德國拜耳公司生產的Desmodur3300;e-己內酯、N，N-二甲氨基乙醇、2,2-二甲基-3-羥基丙酸、2，2-二羥甲基丙酸和N-甲基吡咯烷酮都為西格瑪奧德裡奇(SigmaAldrich)公司的產品。例l:(1)、將196.0gHDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體置於帶攪拌的容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內酯，e-己內酯的滴加量為91.2g，控制反應溫度在80°C;(2)、在e-己內酯滴加完畢後，向步驟(1)的反應溶液中分別加入23.6§2，2-二甲基-3-羥基丙酸、3.35g2,2-二羥甲基丙酸和15.6gN-甲基吡咯垸酮，控制反應溫度為80°C，在用紅外檢測反應溶液中沒有游離的NCO基團後將溶液降低溫度至50°C;(3)、向步驟(2)的反應溶液中加入15.55gN,N-二甲氨基乙醇，控制反應溫度為50。C,並攪拌10分鐘；(4)、向步驟(3)的反應溶液中加入712g蒸餾水，控制反應溫度為50。C，攪拌3小時，待冷卻後，即製得1057.3g水性e-己內酯保護的HDI預聚體；固體含量30重量°/。；室溫粘度320cps保護NC0基團濃度3.4%;分子量為1300。例2、將42g德國科萊恩公司(Clariant)生產的顏料紅122、120g乙二醇、35g分散劑、15g表面活性劑和68g蒸餾水混合後經研磨製得顏料重量濃度為15%的色漿，再在製得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中製得50g水性e-己內酯保護的HDI預聚體、40g水性多羥基預聚體和627.5g蒸餾水，即製得顏料重量濃度為4.2%的洋紅型帶保護基團的反應型顏料墨水。例3、將將37g德國科萊恩公司(Clariant)生產的顏料藍15:3、100g乙二醇、25g分散劑、21g表面活性劑和2g蒸餾水混合後經研磨製得顏料重量濃度為20%的色漿，再在製得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中製得45g水性e-己內酯保護的HDI預聚體、37g水性多羥基預聚體和730.5g蒸餾水，即製得顏料重量濃度為3.7%的青色帶保護基團的反應型顏料墨水。例4、將將27g德國科萊恩公司(Clariant)生產的顏料黃155、80g乙二醇、20g分散劑、12g表面活性劑和llg蒸餾水混合後經研磨製得顏料重量濃度為18%的色漿，再在製得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例l中製得35g水性e-己內酯保護的HDI預聚體、30g水性多羥基預聚體和782.5g蒸餾水，即製得顏料重量濃度為2.7%的黃色帶保護基團的反應型顏料墨水。例5、將將40g德國科萊恩公司(Clariant)生產的炭黑、150g乙二醇、50g分散劑、29g表面活性劑和131g蒸餾水混合後經研磨製得顏料重量濃度為10%的色漿，再在製得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中製得65g水性e-己內酯保護的HDI預聚體、57g水性多羥基預聚體和525.5g蒸餾水，即製得顏料重量濃度為4%的黑色帶保護基團的反應型顏料墨水。根據AATCC標準和ISO標準，將例2-例5中製得的顏料墨水和杜邦(Dupont)的Artistri商業化顏料墨水、羅門哈斯(Rohm&Haas)的ACRYJET商業化顏料墨水和汽巴精化(Ciba)的Irg鄰hor公司的商業化顏料墨水在純棉織物上的牢度指標評測如表1:tableseeoriginaldocumentpage9表1表格中牢度指數完全按照AATCC或ISO標準進行測試，越高代表牢度越好。權利要求1、一種帶保護基團的反應型顏料墨水，其包括顏料1～7％保溼劑5～15％分散劑1～5％消泡劑0.1～1％表面活性劑1～10％防腐劑0.05～0.2％水性帶保護基團的異氰酸水性預聚體3～15％水性多羥基預聚體2～10％蒸餾水65～75％所有百分數為重量百分數；其中帶保護基團的異氰酸水性預聚體為水性ε-己內酯保護的HDI預聚體，其分子量為500～2500，含2～10％NCO基團；水性多羥基預聚體是分子量為500～50000的聚酯多元醇或聚醚多元醇。2、根據權利要求1所述的帶保護基團的反應型顏料墨水，其特徵是顏料為有機偶氮、有機單氮、有機雜環或有機蒽醌顏料；保溼劑為低聚多元醇，其分子量為501000;分散劑為分子量是1000100000的丙烯酸共聚樹脂、碳酸樹脂或磺酸鹽離子型分散劑；消泡劑為水性高分子改性矽氧垸化合物，其分子量為1002000;表面活性劑為分子量是1001000的烷基聚醚多元醇、雜氧烷基多元氨或環氧改性烯烴；防腐劑為雜環噁唑烷類化合物。3、根據權利要求2所述的帶保護基團的反應型顏料墨水，其特徵是顏料為顏料黃l、3、12、13、14、17、65、73、74、128、151或顏料紅170、185、187、238、269、顏料橙38、顏料藍15:3、15:4、顏料紫25、炭黑、鈦白；保溼劑為乙二醇或丙三醇；分散劑分子量為200020000。4、根據權利要求1所述的帶保護基團的反應型顏料墨水中水性e-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法，其步驟為-(1)、將HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體置於容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內酯，控制反應溫度在7585°C;e-己內酯的滴加量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚的重量比為1:1.52.5;(2)、在e-己內酯滴加完畢後，向步驟(1)的反應溶液中分別加入2，2-二甲基-3-羥基丙酸、2，2-二羥甲基丙酸和N-甲基吡咯垸酮，控制反應溫度為7585°C，在用紅外檢測反應溶液中沒有游離的NC0基團後將溶液降低溫度至4555°C;2,2-二甲基_3-羥基丙酸的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:710;2,2-二羥甲基丙酸的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:8095;N-甲基吡咯烷酮的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為1:1215;(3)、向步驟(2)的反應溶液中加入N,N-二甲氨基乙醇，控制反應溫度為4555。C，並攪拌515分鐘；N,N-二甲氨基乙醇的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為h1215;(4)、向步驟(3)的反應溶液中加入蒸餾水，控制反應溫度為4555。C，並攪拌2.53.5小時，待冷卻後，即製得水性e-己內酯保護的HDI預聚體；蒸餾水的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預聚體的重量比為3.54.5:1。全文摘要本發明涉及一種帶保護基團的反應型顏料墨水，其包括顏料1～7％、保溼劑5～15％、分散劑1～5％、消泡劑0.1～1％、表面活性劑1～10％、防腐劑0.05～0.2％、水性帶保護基團的異氰酸水性預聚體3～15％、水性多羥基預聚體2～10％和蒸餾水65～75％，所有百分數為重量百分數；其中帶保護基團的異氰酸水性預聚體為水性ε-己內酯保護的HDI預聚體；水性多羥基預聚體是分子量為500～50000的聚酯多元醇或聚醚多元醇。本發明還涉及帶保護基團的反應型顏料墨水中ε-己內酯保護的HDI預聚體的製備方法。本發明具有的優點是墨水可以在常溫下穩定存放、墨水的穩定度和流暢性高及印花牢度和耐洗度高。文檔編號C09D11/10GK101633807SQ20091018437公開日2010年1月27日申請日期2009年8月19日優先權日2009年8月19日發明者郭振榮申請人:郭振榮