喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒、彩色乳胶墨水及制备方法和应用

本发明涉及精细化工和材料科学，更具体的涉及一种喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒、彩色乳胶墨水及制备方法和应用。

背景技术：

1、传统的印花主要是利用染料、颜料通过调浆后对织物进行印花，清晰度较低、通用性较差、污染严重。相对于传统印花，喷墨印花技术是一种全新的印花方式，摒弃了传统印花需要制版的复杂环节，通过计算机扫面图案，自动控制并驱动喷墨印花机直接将墨水喷印到纺织品等基材上。提高了印花的精度，实现了小批量、多品种、多花色印花，而且解决了传统印花占地面积大、污染严重等问题，因此具有广阔的发展前景。

2、彩色乳胶粒是一种新型着色剂，是将着色剂组分和聚合物组分通过物理或者化学方式结合后形成具有规则形态结构的彩色聚合物粒子。彩色乳胶粒具有分布均一、尺寸小、颜色鲜艳和聚合物成分可调控且同时固色牢度好等优点，在纺织印染领域展现出良好的应用前景。

3、通常情况下，彩色乳胶粒的玻璃化转变温度越低，粒子的黏弹性越显著，在喷射瞬间驱动力作用下墨滴中的彩色乳胶粒会发生形变，吸收部分驱动能量，从而对墨水的喷墨速度、墨滴断裂长度和形成过程等产生不利影响，甚至会造成喷头堵塞。然而，若喷墨印花用彩色乳胶粒玻璃化温度太高，又会导致乳胶粒成膜后较硬、断裂伸长率较大，从而对织物的手感和色牢度均产生不利的影响。可见，彩色乳胶粒的喷射性能和印花织物的手感是一对矛盾体，如何既能保证彩色乳胶粒具有良好的喷射行为，同时又能兼顾喷墨印花织物良好的手感是彩色乳胶粒设计中需要重点考虑的核心问题之一。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种喷墨印花用核壳结构彩色乳胶粒、核-壳型彩色乳胶墨水及制备方法和应用，以原位聚合的方式在“软”核表面原位包覆“硬”壳，制备出具有核-壳结构的彩色乳胶粒并将其应用在纺织品的喷墨印花之中。

2、本发明第一个目的是提供一种喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，按照以下步骤进行制备：

3、步骤1、将乳化剂a溶于水中得到乳化剂溶液a；将引发剂a溶于水中得到引发剂溶液a；

4、将软单体、硬单体a、染料互溶后加入到乳化剂溶液a中搅拌得到乳液，升温至60-80℃，向乳液中加入引发剂溶液a，发生乳液聚合反应后，过滤得到彩色乳胶粒；

5、步骤2、将乳化剂b溶于水中得到乳化剂溶液b，向乳化剂溶液b中加入硬单体b制备得到壳单体溶液；将引发剂b溶于水中得到引发剂溶液b；

6、在惰性气体保护下，步骤1制备得到的彩色乳胶粒搅拌后升温至60-80℃，加入壳单体溶液和引发剂溶液b，发生原位聚合反应，过滤得到核壳型彩色乳胶粒。

7、优选的，步骤1中，引发剂a在水的质量浓度为0.1％-10％；软单体、硬单体a、乳化剂溶液a的比例为7.5g:7.5g：20-100ml，染料的添加量为软单体和硬单体a总质量的0.1％-1.5％；乳化剂a的添加量为软单体、硬单体a总质量的1％-10％；

8、乳液聚合反应的反应时间为2-10h。

9、优选的，步骤2中，引发剂b的添加量为硬单体b质量的0.5％-5％；硬单体b和乳化剂溶液b的比例为10g：50-100ml；乳化剂b的添加量为硬单体b质量的1-15％；彩色乳胶粒、壳单体溶液、引发剂溶液b的比例为5-25g：50-100ml：10ml；

10、原位聚合反应的反应时间为30-120min。

11、优选的，染料为1-(6-丙烯酰胺己氨基)蒽醌。

12、优选的，硬单体a和硬单体b均为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、丙烯腈、丙烯酰胺、异戊二烯、双环戊二烯中的一种或两种；

13、软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯，丙烯酸-2-乙基己酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸正辛酯、丁二烯中的一种或两种。

14、优选的，引发剂a和引发剂b均是过硫酸钾、过硫酸铵，重氮盐、磺酰氧基酮或三芳基硅氧醚。

15、优选的，乳化剂a和乳化剂b均是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、反应型表面活性剂、阳离子型表面活性剂中的一种。

16、本发明的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒。

17、本发明的第三个目的是提供一种核-壳型彩色乳胶墨水，由以下质量百分比的组分组成：20-50％核壳型彩色乳胶粒，10-50％水性共溶剂，0.5-5％表面活性剂，其余为水；

18、将上述的核壳型彩色乳胶粒、水性共溶剂、表面活性剂、水混合均匀后，过滤得到彩色乳胶墨水。

19、本发明的第四个目的是提供上述彩色乳胶墨水在纺织品喷墨印花中的应用，将彩色乳胶墨水置于喷墨印花机墨盒中，印花后的织物在120-170℃焙烘2-8min，得到喷墨印花织物。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、(1)本发明提供了一种“软”核和“硬”壳结构彩色乳胶粒的制备方法，其中，“硬壳”保证了粒子在通过滤膜时形态的稳定，改善彩色乳胶墨水的喷射性能；“软核”赋予粒子喷墨印花后织物良好的色牢度和手感，实现了乳胶墨水的喷射和印花的功能兼顾。

22、(2)本发明制备的核壳结构彩色乳胶粒粒径较小且稳定性佳，适用于喷墨印花墨水着色剂。

技术特征：

1.一种喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行制备：

2.根据权利要求1所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，步骤1中，引发剂a在水中的质量浓度为0.1％-10％；软单体、硬单体a、乳化剂溶液a的比例为7.5g:7.5g：20-100ml，染料的添加量为软单体和硬单体a总质量的0.1％-1.5％；乳化剂a的添加量为软单体、硬单体a总质量的1％-10％；

3.根据权利要求2所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，步骤2中，引发剂b的添加量为硬单体b质量的0.5％-5％；硬单体b和乳化剂溶液b的比例为10g：50-100ml；乳化剂b的添加量为硬单体b质量的1-15％；彩色乳胶粒、壳单体溶液、引发剂溶液b的比例为5-25g：50-100ml：10ml；

4.根据权利要求1所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，染料为1-(6-丙烯酰胺己氨基)蒽醌。

5.根据权利要求1所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，硬单体a和硬单体b均为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、丙烯腈、丙烯酰胺、异戊二烯、双环戊二烯中的一种或两种；

6.根据权利要求1所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，引发剂a和引发剂b均是过硫酸钾、过硫酸铵，重氮盐、磺酰氧基酮或三芳基硅氧醚。

7.根据权利要求1所述的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒的制备方法，其特征在于，乳化剂a和乳化剂b均是阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、反应型表面活性剂、阳离子型表面活性剂中的一种。

8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒。

9.一种彩色乳胶墨水，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：20-50％权利要求8所述的核壳型彩色乳胶粒，10-50％水性共溶剂，0.5-5％表面活性剂，其余为水；

10.一种权利要求9所述的彩色乳胶墨水在纺织品喷墨印花中的应用，其特征在于，将彩色乳胶墨水置于喷墨印花机墨盒中，印花后的织物在120-170℃焙烘2-8min，得到喷墨印花织物。

技术总结
本发明公开了一种喷墨印花用核壳型彩色乳胶粒、彩色乳胶墨水及制备方法和应用，属于精细化工和材料科学技术领域。核壳型彩色乳胶粒制备如下：将乳化剂A溶于水得到乳化剂溶液A；将软单体、硬单体A、染料互溶后加入到乳化剂溶液A中得到乳液，升温至60‑80℃，向乳液中加入制备的引发剂溶液A发生乳液聚合反应得到彩色乳胶粒；将制备的乳化剂溶液B中加入硬单体B制备得到壳单体溶液；将引发剂B溶于水得到引发剂溶液B；在惰性气体保护下，彩色乳胶粒搅拌后升温至60‑80℃，加入壳单体溶液和引发剂溶液B，发生原位聚合反应得到核壳型彩色乳胶粒。本发明制备的核壳型彩色乳胶粒可用在纺织品的喷墨印花之中。

技术研发人员：杨義,盛明非,俞祥龙,张刘朝
受保护的技术使用者：安徽工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14