專利名稱：：一種帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水及水性ε-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，尤其涉及用于紡織品數(shù)碼印花的帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水及水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體的制備方法。二
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的紡織品印花加工都是由滾筒印花機(jī)和絲網(wǎng)印花機(jī)來(lái)完成的。染料印花浮色凈洗的耗水排污、產(chǎn)品能耗過高以及溶劑型油墨對(duì)從業(yè)人員健康和環(huán)境的損害成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因數(shù)。紡織品數(shù)碼印花采用水性納米墨水直噴或熱轉(zhuǎn)印工藝，染料用量只有傳統(tǒng)印花工藝的20%左右，對(duì)環(huán)境(空氣、水體)沒有污染，是符合環(huán)保要求的紡織印花工藝。顏料數(shù)碼印花墨水幾乎適合于所有天然纖維織物的印花和染色，如棉、毛、絲綢等。數(shù)碼顏料墨水印花最大的技術(shù)障礙在于顏料完全不溶于水，對(duì)纖維織物沒有親和力。顏料墨滴打印在紡織品上，即使經(jīng)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，使印花后的圖案能夠經(jīng)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(shù)發(fā)展的重大技術(shù)難題。美國(guó)專利US5853861、US6734244、US7294183、US7374605分別是惠普公司(Hewlett-Packard)、國(guó)家淀粉化學(xué)品公司(NationalStarchandChemicalInc.)和韓國(guó)Inktec公司開發(fā)的紡織品預(yù)處理數(shù)碼印花技術(shù)。對(duì)紡織品使用少量化學(xué)涂層進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)行噴墨數(shù)碼印花。這種數(shù)碼印花方法增加了印花步驟；提高了紡織品數(shù)碼印花工藝的難度；而且大多紡織品在經(jīng)過預(yù)處理后，通常在外觀、色澤、手感上會(huì)起變化，不能滿足商業(yè)印花的要求。德國(guó)Bayer公司在美國(guó)專利US5556935中提出了反應(yīng)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(lián)劑。該墨水在打印到紡織品面料上后，經(jīng)高溫固化，可以提高印花牢度和耐洗度；但是由于其使用的水性異氰酸在室溫下4會(huì)緩慢反應(yīng)，所以墨水的穩(wěn)定性很差，長(zhǎng)時(shí)間存放，墨水的反應(yīng)活性下降，印花牢度也會(huì)下降。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種墨水的穩(wěn)定性很好、存放時(shí)間長(zhǎng)及印花的強(qiáng)度和耐洗度高的帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為，一種帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，其包括顏料17%保濕劑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(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體315%水性多羥基預(yù)聚體210%蒸餾水6575%所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)；其中帶保護(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體為水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體，其分子量為5002500,含210%NC0基團(tuán)；水性多羥基預(yù)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(yù)聚體具有良好的水溶性，高溫固化后，可以提高顏料和織物化學(xué)交聯(lián)程度的印花的牢度。在上述帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水中顏料、保濕劑、分散劑、消泡劑、表面活性劑、防腐劑為紡織品數(shù)碼印花墨水所常用的成分；其中顏料為有機(jī)偶氮、有機(jī)單氮、有機(jī)雜環(huán)或有機(jī)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(lán)15:3、15:4、顏料紫25或炭黑、鈦白；保濕劑主要為低聚多元醇，其分子量為501000，保濕劑優(yōu)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?jī)?yōu)先為200020000;分散劑可使不溶于水的顏料顆?？梢苑€(wěn)定的分散在水相中，不生成沉淀；消泡劑主要為水性高分子改性硅氧烷化合物，其分子量為1002000;消泡劑可消除墨水在打印過程中產(chǎn)生的氣泡，提高打印的穩(wěn)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(huán)氧改性烯烴；表面活性劑可降低墨水表面張力，使其適合打印機(jī)的噴墨設(shè)計(jì)；防腐劑主要為雜環(huán)噁唑烷類化合物；防腐劑可控制墨水中微生物的生長(zhǎng)。本發(fā)明的另一目的在于提供上述帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水中水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體的制備方法，其歩驟為(1)、將HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚體置于容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內(nèi)酯，控制反應(yīng)溫度在7585。C;e-己內(nèi)酯的滴加量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚的重量比為1:L52.5;(2)、在e-己內(nèi)酯滴加完畢后，向步驟(l)的反應(yīng)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(yīng)溫度為7585。C，在用紅外檢測(cè)反應(yīng)溶液中沒有游離的NCO基團(tuán)后將溶液降低溫度至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(yù)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(yù)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(yù)聚體的重量比為1:1215;(3)、向步驟(2)的反應(yīng)溶液中加入N，N-二甲氨基乙醇，控制反應(yīng)溫度為4555°C，并攪拌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(yù)聚體的重量比為h1215;(4)、向步驟(3)的反應(yīng)溶液中加入蒸餾水，控制反應(yīng)溫度為4555°C，并攪拌2.53.5小時(shí)，待冷卻后，即制得水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體；蒸餾水的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚體的重量比為3.54.5:1。上述帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水的制備方法為常規(guī)紡織品數(shù)碼印花墨水的制備方法，即先將顏料、保濕劑、表面活性劑、分散劑和蒸餾水混合后經(jīng)研磨制成顏料重量濃度為1520%的色漿，然后在色漿中混合加入消泡劑、防腐劑、水性帶保護(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體和水性多羥基預(yù)聚體，用蒸餾水稀釋成所需顏料濃度的產(chǎn)品墨水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、使用異氰酸作為反應(yīng)交聯(lián)劑，高溫固化后實(shí)現(xiàn)了顏料與織物的化學(xué)交聯(lián)，提高了印花牢度和耐洗度；2、印花織物不用預(yù)處理，簡(jiǎn)化了印花工藝，提高了織物印花的質(zhì)量；3、使用帶保護(hù)基團(tuán)的異氰酸預(yù)聚體，使墨水可以在常溫下穩(wěn)定存放，提高了墨水的穩(wěn)定度和流暢性。具體實(shí)施例方式在下列實(shí)施例中分散劑為美國(guó)強(qiáng)生公司生產(chǎn)的Joncryl296分散劑其分子量為11500，酸值為141;消泡劑德國(guó)畢克公司生產(chǎn)的為BYK346消泡劑其分子量為800;表面活性劑為美國(guó)陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的TritonRW-150表面活性劑其分子量為570;防腐劑為美國(guó)陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的BiobanCS-1246防腐劑；水性多羥基預(yù)聚體為美國(guó)路博潤(rùn)公司生產(chǎn)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(yù)聚體為德國(guó)拜耳公司生產(chǎn)的Desmodur3300;e-己內(nèi)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里奇(SigmaAldrich)公司的產(chǎn)品。例l:(1)、將196.0gHDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚體置于帶攪拌的容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內(nèi)酯，e-己內(nèi)酯的滴加量為91.2g，控制反應(yīng)溫度在80°C;(2)、在e-己內(nèi)酯滴加完畢后，向步驟(1)的反應(yīng)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(yīng)溫度為80°C，在用紅外檢測(cè)反應(yīng)溶液中沒有游離的NCO基團(tuán)后將溶液降低溫度至50°C;(3)、向步驟(2)的反應(yīng)溶液中加入15.55gN,N-二甲氨基乙醇，控制反應(yīng)溫度為50。C,并攪拌10分鐘；(4)、向步驟(3)的反應(yīng)溶液中加入712g蒸餾水，控制反應(yīng)溫度為50。C，攪拌3小時(shí)，待冷卻后，即制得1057.3g水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體；固體含量30重量°/。；室溫粘度320cps保護(hù)NC0基團(tuán)濃度3.4%;分子量為1300。例2、將42g德國(guó)科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)的顏料紅122、120g乙二醇、35g分散劑、15g表面活性劑和68g蒸餾水混合后經(jīng)研磨制得顏料重量濃度為15%的色漿，再在制得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中制得50g水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體、40g水性多羥基預(yù)聚體和627.5g蒸餾水，即制得顏料重量濃度為4.2%的洋紅型帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水。例3、將將37g德國(guó)科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)的顏料藍(lán)15:3、100g乙二醇、25g分散劑、21g表面活性劑和2g蒸餾水混合后經(jīng)研磨制得顏料重量濃度為20%的色漿，再在制得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中制得45g水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體、37g水性多羥基預(yù)聚體和730.5g蒸餾水，即制得顏料重量濃度為3.7%的青色帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水。例4、將將27g德國(guó)科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)的顏料黃155、80g乙二醇、20g分散劑、12g表面活性劑和llg蒸餾水混合后經(jīng)研磨制得顏料重量濃度為18%的色漿，再在制得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例l中制得35g水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體、30g水性多羥基預(yù)聚體和782.5g蒸餾水，即制得顏料重量濃度為2.7%的黃色帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水。例5、將將40g德國(guó)科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)的炭黑、150g乙二醇、50g分散劑、29g表面活性劑和131g蒸餾水混合后經(jīng)研磨制得顏料重量濃度為10%的色漿，再在制得的色漿中混合加入1.5g消泡劑、lg防腐劑、例1中制得65g水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體、57g水性多羥基預(yù)聚體和525.5g蒸餾水，即制得顏料重量濃度為4%的黑色帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水。根據(jù)AATCC標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)，將例2-例5中制得的顏料墨水和杜邦(Dupont)的Artistri商業(yè)化顏料墨水、羅門哈斯(Rohm&Haas)的ACRYJET商業(yè)化顏料墨水和汽巴精化(Ciba)的Irg鄰hor公司的商業(yè)化顏料墨水在純棉織物上的牢度指標(biāo)評(píng)測(cè)如表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表1表格中牢度指數(shù)完全按照AATCC或ISO標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，越高代表牢度越好。權(quán)利要求1、一種帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，其包括顏料1～7％保濕劑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(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體3～15％水性多羥基預(yù)聚體2～10％蒸餾水65～75％所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)；其中帶保護(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體為水性ε-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體，其分子量為500～2500，含2～10％NCO基團(tuán)；水性多羥基預(yù)聚體是分子量為500～50000的聚酯多元醇或聚醚多元醇。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，其特征是顏料為有機(jī)偶氮、有機(jī)單氮、有機(jī)雜環(huán)或有機(jī)蒽醌顏料；保濕劑為低聚多元醇，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硅氧垸化合物，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(huán)氧改性烯烴；防腐劑為雜環(huán)噁唑烷類化合物。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，其特征是顏料為顏料黃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(lán)15:3、15:4、顏料紫25、炭黑、鈦白；保濕劑為乙二醇或丙三醇；分散劑分子量為200020000。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水中水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體的制備方法，其步驟為-(1)、將HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚體置于容器中，緩慢加入加熱熔融的e-己內(nèi)酯，控制反應(yīng)溫度在7585°C;e-己內(nèi)酯的滴加量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚的重量比為1:1.52.5;(2)、在e-己內(nèi)酯滴加完畢后，向步驟(1)的反應(yīng)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(yīng)溫度為7585°C，在用紅外檢測(cè)反應(yīng)溶液中沒有游離的NC0基團(tuán)后將溶液降低溫度至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(yù)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(yù)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(yù)聚體的重量比為1:1215;(3)、向步驟(2)的反應(yīng)溶液中加入N,N-二甲氨基乙醇，控制反應(yīng)溫度為4555。C，并攪拌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(yù)聚體的重量比為h1215;(4)、向步驟(3)的反應(yīng)溶液中加入蒸餾水，控制反應(yīng)溫度為4555。C，并攪拌2.53.5小時(shí)，待冷卻后，即制得水性e-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體；蒸餾水的加入量與HDI三聚體合成的的異氰脲酸酯預(yù)聚體的重量比為3.54.5:1。全文摘要本發(fā)明涉及一種帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水，其包括顏料1～7％、保濕劑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(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體3～15％、水性多羥基預(yù)聚體2～10％和蒸餾水65～75％，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)；其中帶保護(hù)基團(tuán)的異氰酸水性預(yù)聚體為水性ε-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體；水性多羥基預(yù)聚體是分子量為500～50000的聚酯多元醇或聚醚多元醇。本發(fā)明還涉及帶保護(hù)基團(tuán)的反應(yīng)型顏料墨水中ε-己內(nèi)酯保護(hù)的HDI預(yù)聚體的制備方法。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是墨水可以在常溫下穩(wěn)定存放、墨水的穩(wěn)定度和流暢性高及印花牢度和耐洗度高。文檔編號(hào)C09D11/10GK101633807SQ20091018437公開日2010年1月27日申請(qǐng)日期2009年8月19日優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日發(fā)明者郭振榮申請(qǐng)人:郭振榮