一种超低粘度彩色颜料及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及一种水性颜料的制备技术，具体涉及一种超低粘度彩色颜料及其制备方法与应用。


背景技术：

2.纺织品喷墨印花时，涂料墨水或颜料墨水是通过喷墨印花设备喷嘴喷射到纺织品表面形成所需要的图案，如此，对涂料墨水或颜料墨水的性质具有特殊的要求，如涂料或颜料的粒径要小，粘度要低，具有更好的流变性和水稀释稳定性等。涉及改善涂料墨水或颜料墨水的性质是目前研究的主要方向之一，主要的技术内容为利用乙烯基单体在织物上生成游离基聚合反应，改善涂料或颜料与纺织制品的色牢度：如申请号为cn201710670752.2的专利公开了采用由水性喷墨树脂、纳米印花喷墨墨水组成的涂料墨水，水性喷墨树脂由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、苯乙烯、n
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羟乙基丙烯酰胺、乳化剂、碳酸氢钠、引发剂制备而成，纳米印花喷墨墨水由卡博特炭黑颜料色浆、水性喷墨树脂、甘油、丙二醇、二甘醇、1,2
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戊二醇、三甘醇单丁醚、表面活性剂、杀菌剂组成；认为该墨水较同类墨水更具有多种优异的性能，克服了纺织直喷墨水耐湿擦性、耐水洗等的不足。申请号为cn202010522728.6的专利公开了在聚氨酯预聚体中加入白色涂料、丙烯酸酯类单体和光引发剂组成的光固化白色涂料墨水，认为墨水在固化过程中形成颜料
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固化膜交联结构。不仅提高了墨水的光聚合性能，也改善涂料墨水色牢度。显然，与常规的乙烯基单体的游离基引发聚合反应不同的是，在织物上的固着聚合反应并不能形成性能良好的粘合剂，因丙烯酸及丙烯酸酯在烘干过程中的迁移作用及聚合条件的差异，容易造成不完全或不均匀的聚合反应，因此，更不容易获得较好的摩擦色牢度，其表面形成的不完全共聚合及不均匀分布共聚合会引起图案色花。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种超低粘度彩色颜料及其制备方法，制备的彩色颜料具有超低粘度特征，粘度仅2～3mpa.s，能满足纺织品喷墨印花和纺织品染色要求。
4.为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种超低粘度彩色颜料，所述超低粘度彩色颜料包括有机彩色颜料、改性剂与水；所述改性剂包括油醇聚醚、甘油聚醚、聚合物粘合剂、丙酸酯交联剂；所述有机彩色颜料包括c.i.颜料黄64、c.i.颜料黄74、c.i.颜料橙1、c.i.颜料橙24、c.i.颜料橙38、c.i.颜料紫23（永固紫rl）、c.i.颜料红14、c.i.颜料红112（永固红fgr）、c.i.颜料红146、c.i.颜料红254（艳红s2bl）、c.i.颜料蓝10、c.i.颜料蓝15（酞菁蓝b）、c.i.颜料蓝22、c.i.颜料绿7、c.i.颜料绿36（酞菁绿3g）；所述聚合物粘合剂为s0501；交联剂为三羟甲基丙烷三[3
‑
(氮杂环丙烷
‑1‑
基)丙酸酯]。
[0005]
本发明公开了上述超低粘度彩色颜料的制备方法，包括以下步骤：将有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚和水混合后首次研磨，然后加入聚合物粘合剂和交联剂，再次研磨，
得到超低粘度彩色颜料。
[0006]
本发明中，油醇聚醚、甘油聚醚的质量比为1∶（0.3～0.9），优选为1∶（0.5～0.8）。
[0007]
本发明中，以有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和为100份，有机彩色颜料的质量为10～20份，油醇聚醚、甘油聚醚的质量和为2.5～4.5份，聚合物粘合剂的质量为20～40份，丙酸酯交联剂的质量为10～20份。优选的，聚合物粘合剂的用量为有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和的30～40%；交联剂的用量为有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和的10～20%。
[0008]
本发明中，首次研磨的时间为2～4小时；再次研磨的时间为1～2小时。
[0009]
本发明公开了上述超低粘度彩色颜料在制备喷墨印花墨水或者印花织物中的应用。将上述超低粘度彩色颜料用水稀释，即可得到织物印花用彩色墨水。
[0010]
本发明中，由油醇聚醚、甘油聚醚、聚合物粘合剂、丙酸酯交联剂组成改性剂，其中，油醇聚醚为十八烯醇聚氧乙烯醚，其中eo为20～24；甘油聚醚为甘油聚氧乙烯醚，其中eo为18～26。本发明两次研磨得到的超低粘度彩色颜料的粒径不大于110nm。
[0011]
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优势：本发明两次研磨得到的超低粘度彩色颜料具有超低粘度特征，粘度仅2～3mpa.s。因超低粘度特征，有机颜料更容易渗透到织物纱线之间，织物喷墨印花预处理，也能获得优良的花型清晰度。透射电子显微镜可知，制备的超低粘度彩色颜料具有均匀的包覆性，粘合剂/交联剂能均匀地与颜料粒子形成相互作用。
附图说明
[0012]
图1为实施例1制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图2为实施例2制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图3为实施例3制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图4为实施例4制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图5为实施例5制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图6为实施例6制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图7为实施例7制备的超低粘度彩色颜料粒径测试结果；图8为实施例1制备的超低粘度彩色颜料透射电镜测试结果；图9为实施例1制备的超低粘度彩色颜料喷墨印花棉织物效果图；图10为超低粘度彩色颜料流变测试结果；图11为超低粘度彩色颜料流变测试结果。
具体实施方式
[0013]
下面结合实施例对本发明作进一步描述：本发明以有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水、聚合物粘合剂、交联剂为原料，无需其他添加剂与操作步骤，两次研磨得到超低粘度彩色颜料，粒径小于110nm；直接用水稀释作为喷墨印花墨水，制备的印花织物色牢度好。
[0014]
本发明所有的原料都是市售产品，如油醇聚醚ov
‑
20（十八烯醇聚氧乙烯醚，eo数为20），油醇聚醚ov
‑
24（十八烯醇聚氧乙烯醚，eo数为24）；甘油聚醚g
‑
18（甘油聚氧乙烯醚，
eo数为18），甘油聚醚g
‑
20（甘油聚氧乙烯醚，eo数为20），甘油聚醚g
‑
26（甘油聚氧乙烯醚，eo数为26）；聚合物粘合剂为s0501，来自苏州德益威粘合剂有限公司；丙酸酯交联剂为js（三羟甲基丙烷三[3
‑
(氮杂环丙烷
‑1‑
基)丙酸酯]）。织物为没有经过预处理的常规棉织物。喷墨印花机上打印所需图案为常规方法。如无特殊说明，本发明的制备与测试都在常规室温环境中进行。
[0015]
表1中，y1、y2分别表示首次研磨的时间与再次研磨的时间，单位是小时，研磨的转速都是4500rpm。
[0016]
实施例、对比例的制备方法为，将有机c.i.颜料、油醇聚醚、甘油聚醚和水加入行星式球磨机中，用氧化锆珠首次研磨，再加入粘合剂s0501和交联剂js，再次研磨，制得超低粘度彩色颜料。
[0017]
将超低粘度彩色颜料加水至300克，得到印花墨水（其中有机颜料质量分数为5.0%）；在喷墨印花机上常规打印所需图案（棉织物，无需预处理），经烘干（100℃烘干3分钟）和170℃焙烘80秒，制备得到彩色喷墨印花棉织物。
[0018]
本发明中，研磨为常规方法，采用常规行星式球磨机，转速为4500rpm。粒径测试为常规技术，分散取样用纳米粒度仪测试固体物粒径，具体在纳米粒度仪上测试，用d50表示粒径大小，单位为nm。耐摩擦色牢度：采用gb/t3920”纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度”测试。耐皂洗色牢度：采用gb/t3921”纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度”测试。超低粘度彩色颜料的形貌采用透射电子显微镜测试，能观察颜料的形貌。流变性：在流变仪上测试，能观察颜料的粘度与剪切速率的关系。
[0019]
实施例1～实施例7制备的超低粘度彩色颜料的固体物粒径测试结果见附图1～附图7，粒径分别为77.67nm、95.68nm、102.01 nm、106.89 nm、91.43nm、81.09nm、99.37 nm。可知，本发明制备的包覆型颜料液的粒径全部小于110nm，甚至100nm。相比之下，对比例1至对比例3制备的超低粘度彩色颜料的固体物粒径测试结果偏大，分别为123.22nm、119.98nm、
129.87nm。
[0020]
附图8为实施例1制备的超低粘度彩色颜料的形貌（透射电子显微镜），可知，制备的颜料具有均匀的包覆性，粘合剂/交联剂能均匀地与颜料粒子形成相互作用。
[0021]
附图9为实施例1通过常规喷墨印花机上打印设计图案的喷墨印花棉织物。可见，棉织物不需要经预处理，能获得优良的花型清晰度。干摩擦色牢度5级、湿摩擦色牢度5级，皂洗棉变色与棉沾色都是5级。
[0022]
附图10中，曲线a为实施例1包覆型颜料的流变性曲线，曲线b为实施例2包覆型颜料的流变性曲线，可知，随着剪切速率增加，具有超低粘度的特征，如当剪切速率为60s ‑1时，曲线a和曲线b的粘度分别为1.41和1.91mpa.s；当剪切速率为600s ‑1时，曲线a和曲线b的粘度分别为1.33和1.61mpa.s；附图11中，曲线a为实施例5的流变性曲线，曲线b为实施例6的流变性曲线，可知，随着剪切速率增加，具有超低粘度的特征，如当剪切速率为60 s ‑1时，曲线a和曲线b的粘度分别为2.07和1.85 mpa.s；当剪切速率为600 s ‑1时，曲线a和曲线b的粘度分别为1.84和1.93mpa.s。当喷墨墨水快速喷射过程中，本发明的颜料具有优异流变性，不仅具有超低粘度的特征，且其粘度变化很小，能保证包覆型颜料在织物上形成优良清晰度。

技术特征：
1.一种超低粘度彩色颜料，其特征在于，所述超低粘度彩色颜料包括有机彩色颜料、改性剂与水；所述改性剂包括油醇聚醚、甘油聚醚、聚合物粘合剂、丙酸酯交联剂；所述有机彩色颜料包括c.i.颜料黄64、c.i.颜料黄74、c.i.颜料橙1、c.i.颜料橙24、c.i.颜料橙38、c.i.颜料紫23、c.i.颜料红14、c.i.颜料红112、c.i.颜料红146、c.i.颜料红254、c.i.颜料蓝10、c.i.颜料蓝15、c.i.颜料蓝22、c.i.颜料绿7、c.i.颜料绿36。2.根据权利要求1所述超低粘度彩色颜料，其特征在于，所述聚合物粘合剂为s0501；交联剂为三羟甲基丙烷三[3
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(氮杂环丙烷
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基)丙酸酯]。3.根据权利要求1所述超低粘度彩色颜料，其特征在于，油醇聚醚、甘油聚醚的质量比为1∶（0.3～0.9）。4.根据权利要求1所述超低粘度彩色颜料，其特征在于，以有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和为100份，有机彩色颜料的质量为10～20份，油醇聚醚、甘油聚醚的质量和为2.5～4.5份，聚合物粘合剂的质量为20～40份，丙酸酯交联剂的质量为10～20份。5.权利要求1所述超低粘度彩色颜料在制备喷墨印花墨水或者印花织物中的应用；或者在制备印花色浆或者染色织物中的应用。6.权利要求1所述超低粘度彩色颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚和水混合后首次研磨，然后加入聚合物粘合剂和交联剂，再次研磨，得到超低粘度彩色颜料。7.根据权利要求6所述超低粘度彩色颜料的制备方法，其特征在于，首次研磨的时间为2～4小时；再次研磨的时间为1～2小时。8.根据权利要求6所述超低粘度彩色颜料的制备方法，其特征在于，聚合物粘合剂的用量为有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和的30～40%；交联剂的用量为有机彩色颜料、油醇聚醚、甘油聚醚、水的质量和的10～20%。9.根据权利要求6所述超低粘度彩色颜料的制备方法，其特征在于，油醇聚醚、甘油聚醚的质量比为1∶（0.5～0.8）。10.根据权利要求6所述超低粘度彩色颜料的制备方法，其特征在于，超低粘度彩色颜料用水稀释，得到织物印花用彩色墨水。
技术总结
本发明公开了一种超低粘度彩色颜料及其制备方法与应用。本发明的超低粘度彩色颜料包括有机彩色颜料、改性剂与水，改性剂包括油醇聚醚、甘油聚醚、聚合物粘合剂、丙酸酯交联剂，其中，油醇聚醚、甘油聚醚的质量比为1∶（0.3～0.9）。本发明制备的彩色颜料具有超低粘度特征，粘度仅2～3mPa.s。粘度仅2～3mPa.s。粘度仅2～3mPa.s。


技术研发人员：徐明 艾丽 曹红梅 宗建红
受保护的技术使用者：常州喜莱维纺织科技有限公司
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021/6/29