用于数码印花的印花粘合剂的制备方法与流程
本发明属于数码打印技术领域，具体涉及一种用于数码印花的印花粘合剂的制备方法。
背景技术：
数码印花技术具有操作方便、污染低的明显优势，是未来印染的发展趋势。颜料墨水中的粘合剂为颜料墨水占比最大的成分，是影响印制品牢度、手感等性能的主要因素。
颜料对比染料最大不同是：染料溶于水，而颜料不溶于水；染料对纤维有亲和，而颜料对纤维则没有。颜料墨水是由于粘合剂的功能从而能够稳定存在于织物上面，为保证数码打印产品具有较好的干摩擦牢度和湿摩擦牢度，所以，需要在颜料墨水中添加粘合剂来保证颜料颗粒粘附在纤维上。
用于织物颜料印花的粘合剂大都是聚合物乳液，传统颜料印花的粘合剂在制作成颜料墨水后，受温度、时间或者细菌滋生的影响，导致颜料墨水发生絮凝、沉淀，从而在进行数码印花中墨水在喷口结块，发生喷嘴阻塞等问题，影响印花工作的正常进行。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，得到的印花粘合剂可用于织物的数码印花打印，具有良好的粘结性，用于打印颜料墨水不会结块堵塞喷嘴，打印的织物具有良好的抗菌性和柔软性且牢度较高，且粘合剂的增加，不会产生坚硬的手感，依旧保持着打印织物的柔软舒适性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、环氧基三硅氧烷的制备
将11-12mol七甲基三硅氧烷、10mol烯丙基缩水甘油醚、100ml溶剂乙二醇二甲醚和5-7mmol催化剂加入到反应瓶中，回流反应6-7h,经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷,反应式如下：
s2、抗菌分散剂的制备
将1kg壳聚糖、6-7mol三甲胺盐酸盐混合均匀后，投入到s1制备的环氧基三硅氧烷中，加入100-120ml酸催化剂，加热至70-85℃进行开环反应3-4h，即得到了式a结构的抗菌分散剂，反应式如下：
s3、酸酐的引入
向s2制备的抗菌分散剂中加入10molhobt/edci，升温至45-50℃，接着逐滴加入5mol均苯四甲酸酐，加入完毕后，继续搅拌反应30-40min，得到了式b结构的壳聚糖衍生物，反应式如下：
s4、淀粉的预处理
将1kg淀粉和3kg水依次加入搅拌机，室温下搅拌均匀，接着加入碱溶液，升温至35-40℃，恒温高速搅拌15-20min,将淀粉充分溶胀活化；
s5、印花粘合剂的制备
将s3制备的壳聚糖衍生物加入到s4活化的淀粉中，搅拌均匀后，升温加热至95-100℃，搅拌进行酯化反应40-50min，冷却到室温，调节溶液的ph，即得到了印花粘合剂。
进一步，步骤s1所述的催化剂为ni(co)4。
进一步，步骤s2所述的酸催化剂为sncl4与20％的盐酸水溶液以1mg:18-20ml比例的混合物。
进一步，步骤s2所述的壳聚糖的脱乙酰度为85％-99％。
进一步，步骤s4所述的碱溶液为500ml20％的氢氧化钠水溶液。
进一步，步骤s4所述的高速搅拌的速率为110-130r/min。
进一步，步骤s4所述的调节溶液的ph为7.0-7.5。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，该印花粘合剂中的壳聚糖机构是一种安全无毒生物相容性较好的物质，具有良好的吸附性、锁水性和抗菌性能，可更好的吸附数码颜料墨水体系中颜料粒子，从而增加了颜料颗粒的分散稳定性，首先七甲基三硅氧烷与烯丙基缩水甘油醚经硅氢加成反应合成了含有活性环氧基团的环氧基三硅氧烷，然后在酸催化剂的作用下，环氧基三硅氧烷的环氧基与壳聚糖中的醇羟基和季铵盐分别进行开环反应，在壳聚糖上引入了有机硅和季铵盐基团，有机硅和季铵盐基团作用于织物表面，与棉纤维分子之间形成离子键和共价键结合，从而在棉纤维表面形成一层比较牢固的薄膜，覆盖了棉纤维表面的细小毛羽，使其表面变得光滑、柔软，另外季铵盐的引入不仅提高了印花粘合剂的水溶性，且使得印花粘合剂具有良好的抗菌性，加上壳聚糖本身的抗菌性能，颜料墨水中无需额外的加入抗菌剂，最后在制作的抗菌分散剂上引入酸酐基团，得到的壳聚糖衍生物与活化的淀粉进行酯化反应，由于季铵盐和壳聚糖与具有粘性的淀粉之间均以化学键连接，印花后的织物可长久的保持抗菌性能，具有良好的耐擦洗性；另外，淀粉的不稳定性是由于淀粉自身结构中存在的醚键-o-是导致其稳定性差的主要原因，酯化后的淀粉中拥有的新特性的极性官能团取代了醚键，从而增加了淀粉的稳定性，继而确保了印花粘合剂的稳定性；
印花粘合剂中的壳聚糖的吸附和锁水性能、季铵盐的亲水性、有机硅的表面活性、以及淀粉大分子这种高聚物，颜料颗粒吸附与淀粉高聚物和壳聚糖，借助印花粘合剂的结构性能和有机硅表面性能，从而达到位阻稳定作用，高聚物的其余部分亲水部分(比如季铵盐)则可以溶于数码颜料墨水的分散介质中，这样颜料粒子表面就形成了含有溶剂或聚合物分子的吸附层，而当颗粒相互靠近时，由于吸附层的重合而使粒子间产生位阻斥力，从而避免了颜料粒子的聚集、絮凝，使得数码颜料墨水体系中颜料粒子受到各种不同作用力的综合作用从而达到分散稳定性，解决了墨水在喷口结块，发生喷嘴阻塞的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明印花粘合剂的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、环氧基三硅氧烷的制备
将11mol七甲基三硅氧烷、10mol烯丙基缩水甘油醚、100ml溶剂乙二醇二甲醚和5mmol催化剂ni(co)4加入到反应瓶中，回流反应6h,经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷,反应式如下：
s2、抗菌分散剂的制备
将1kg壳聚糖、6mol三甲胺盐酸盐混合均匀后，投入到s1制备的环氧基三硅氧烷中，加入120ml酸催化剂，所述的酸催化剂为sncl4与20％的盐酸水溶液以1mg:18ml比例的混合物；加热至75℃进行开环反应3h，即得到了式a结构的抗菌分散剂；其中壳聚糖粉体的脱乙酰度为85％-99％；
在酸催化剂的作用下，环氧基三硅氧烷的环氧基与壳聚糖中的醇羟基和季铵盐分别进行开环反应；
抗菌分散剂a的红外表征：ir(kbr):
s3、酸酐的引入
向s2制备的抗菌分散剂中加入10molhobt/edci，升温至50℃，接着逐滴加入5mol均苯四甲酸酐，加入完毕后，继续搅拌反应30min，得到了式b结构的壳聚糖衍生物；
壳聚糖衍生物b的红外表征：ir(kbr):
s4、淀粉的预处理
将1kg淀粉和3kg水依次加入搅拌机，室温下搅拌均匀，接着加入500ml20％的氢氧化钠水溶液，升温至40℃，恒温以110r/min的高速搅拌15min,将淀粉充分溶胀活化；
s5、印花粘合剂的制备
将s3制备的壳聚糖衍生物加入到s4活化的淀粉中，搅拌均匀后，升温加热至100℃，搅拌进行酯化反应40min，冷却到室温，调节溶液的ph为7.1，即得到了如图1式c结构的印花粘合剂。
实施例2
用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、环氧基三硅氧烷的制备
将12mol七甲基三硅氧烷、10mol烯丙基缩水甘油醚、100ml溶剂乙二醇二甲醚和7mmol催化剂ni(co)4加入到反应瓶中，回流反应7h,经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷,反应式如下：
s2、抗菌分散剂的制备
将1kg壳聚糖、7mol三甲胺盐酸盐混合均匀后，投入到s1制备的环氧基三硅氧烷中，加入100ml酸催化剂，所述的酸催化剂为sncl4与20％的盐酸水溶液以1mg:20ml比例的混合物；加热至85℃进行开环反应4h，即得到了式a结构的抗菌分散剂；其中壳聚糖粉体的脱乙酰度为85％-99％；
在酸催化剂的作用下，环氧基三硅氧烷的环氧基与壳聚糖中的醇羟基和季铵盐分别进行开环反应；
抗菌分散剂a的红外表征：ir(kbr):
s3、酸酐的引入
向s2制备的抗菌分散剂中加入10molhobt/edci，升温至45℃，接着逐滴加入5mol均苯四甲酸酐，加入完毕后，继续搅拌反应30min，得到了式b结构的壳聚糖衍生物；
壳聚糖衍生物b的红外表征：ir(kbr):
s4、淀粉的预处理
将1kg淀粉和3kg水依次加入搅拌机，室温下搅拌均匀，接着加入500ml20％的氢氧化钠水溶液，升温至35℃，恒温130r/min的高速搅拌20min,将淀粉充分溶胀活化；
s5、印花粘合剂的制备
将s3制备的壳聚糖衍生物加入到s4活化的淀粉中，搅拌均匀后，升温加热至95℃，搅拌进行酯化反应50min，冷却到室温，调节溶液的ph为7.5，即得到了如图1式c结构的印花粘合剂。
实施例3
用于数码印花的印花粘合剂的制备方法，具体包括以下步骤：
s1、环氧基三硅氧烷的制备
将12mol七甲基三硅氧烷、10mol烯丙基缩水甘油醚、100ml溶剂乙二醇二甲醚和6mmol催化剂ni(co)4加入到反应瓶中，回流反应7h,经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷,反应式如下：
s2、抗菌分散剂的制备
将1kg壳聚糖、7mol三甲胺盐酸盐混合均匀后，投入到s1制备的环氧基三硅氧烷中，加入110ml酸催化剂，所述的酸催化剂为sncl4与20％的盐酸水溶液以1mg:19ml比例的混合物；加热至70℃进行开环反应3h，即得到了式a结构的抗菌分散剂；其中壳聚糖粉体的脱乙酰度为85％-99％；
在酸催化剂的作用下，环氧基三硅氧烷的环氧基与壳聚糖中的醇羟基和季铵盐分别进行开环反应；
抗菌分散剂a的红外表征：ir(kbr):
s3、酸酐的引入
向s2制备的抗菌分散剂中加入10molhobt/edci，升温至48℃，接着逐滴加入5mol均苯四甲酸酐，加入完毕后，继续搅拌反应35min，得到了式b结构的壳聚糖衍生物；
壳聚糖衍生物b的红外表征：ir(kbr):
s4、淀粉的预处理
将1kg淀粉和3kg水依次加入搅拌机，室温下搅拌均匀，接着加入500ml20％的氢氧化钠水溶液，升温至37℃，恒温120r/min的高速搅拌19min,将淀粉充分溶胀活化；
s5、印花粘合剂的制备
将s3制备的壳聚糖衍生物加入到s4活化的淀粉中，搅拌均匀后，升温加热至99℃，搅拌进行酯化反应48min，冷却到室温，调节溶液的ph为7.2，即得到了如图1式c结构的印花粘合剂。
用于数码印花的印花粘合剂的应用性能测试：
数码打印墨水配方：
印花粘合剂：18％、水性颜料色浆24％、乙二醇25％、增稠剂3％，余量为水；
(1)配伍性验证
按配方配置成墨水室温放置(25-30℃)，15天、30天、90天后分别取墨水底层进行粒径、zeta电位测试，测试结果如表一所示：
表一、配置墨水配伍性测试结果
结果显示，在粒度仪允许误差范围内基本没有变化，粒子间没有发生团聚及沉降，墨水稳定，说明粘合剂与其他组分间配伍性好；
(2)分散稳定性测试
按配方配置成墨水放入小烧杯中，接着将小烧杯分别在低温(0-/3℃)放置、室温(25-30℃)放置、高温(40-45℃)下放置1天、7天、14天、30天，进行观察有无沉淀和团聚凝胶情况；
经测试，室温30天、高温放置30天、低温放置14天的均无沉淀和团聚凝胶，低温放置30天的烧杯底部有少量沉淀，放置室温下不到30min溶解；表明制备的印花粘合剂在墨水中的分散稳定性较好。
(3)摩擦牢度的测试
将配制的墨水进行上机打印测试，布样烘干后进行摩擦牢度测试。织物摩擦牢度测试按照gb/t3920-2008《纺织品·色牢度试验·耐摩擦色牢度》要求，对试样进行耐摩擦牢度测试。按照gb/t251-1995《评定沾色用灰色样卡》评定摩擦色牢度。耐水洗色牢度的测试参照gb/t5713-1997《纺织品色牢度试验耐水色牢度》要求，对试样进行耐水洗色牢度测试。其中，柔软度从硬到软分为1、2、3、4、5级，干、湿摩擦牢度、水洗牢度分为1、2、3、4、5级，测试结果如表二所示：
表二、布样烘干后的牢度测试结果
(4)抗菌性测试
分别将实施例1、2、3配置墨水印花棉织物水洗30次，采用琼脂平皿扩散法，测试水洗后织物的抑菌性；
经测试，棉织物水洗30次后对金黄葡萄球菌和大肠埃希菌均表现出较好的抑菌性能，两者的抑菌圈宽度均大于1mm，表现出良好的抑菌性能。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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