一种免织物前处理的酸性染料打印墨水及其制备方法和应用

本发明属于防渗化墨水制备领域，具体涉及一种免织物前处理的酸性染料打印墨水及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚酰胺纤维在各个领域得到广泛应用，包括日常生活(儿童服装、被套面料、袜子、雨衣)、工业用途(渔网、滤布、缆绳、轮胎帘布、毛毯、滤布)以及航空航天等领域。目前市场上通常使用酸性染料作为聚酰胺织物的染色剂进行染色印花处理。为了在聚酰胺面料上实现高清晰度图案的印刷或打印，通常需要在印花打印之前对聚酰胺面料进行表面处理。这种处理包括添加碱剂、催化剂或阳离子剂，以提高染料在纤维上的上染率，并抑制墨滴在织物表面扩散，从而提高印花精度并减少渗透。

2、织物前处理改性方法通常分为三类：物理改性、化学改性和物理改性与化学改性相结合。物理改性采用等离子体处理、涂层或机械外部压力等物理手段来处理纤维。化学改性则使用化学试剂对织物的化学结构进行改性，以获得良好的图案效果。然而，这些方法都使喷墨打印的步骤变得复杂，同时带来能源浪费和环境污染的问题。目前需要一种简便的、无需繁琐步骤的聚酰胺喷墨打印方法。

技术实现思路

1、目前存在几种问题与聚酰胺织物的喷墨打印有关：(1)传统的墨水喷墨打印需要对织物进行前处理才能实现良好的防渗透效果，使操作流程变得复杂。(2)传统的喷墨色浆多为颜料色浆，其中需添加尿素等添加剂以获得良好的打印效果，但含氮物质会对环境造成污染。(3)用染料配置墨水需要考虑上色浅、渗透大等问题，例如，为获得良好的打印效果，反应条件较为复杂。(4)用于喷墨打印的墨水粒径对打印效果有一定影响，过大的粒径不仅会堵塞喷头，还会导致图案不清晰。

2、为解决喷墨打印聚酰胺织物的渗化问题，和简化防渗化所需的前处理步骤。本发明提供了一种以酸性染料为主，并添加聚乙烯亚胺和离子液体的墨水。该墨水可以不需要织物进行前处理，直接进行喷墨打印且可以获得好的防渗化效果。打印后的织物在简单的热压固色后就拥有较好的牢度和鲜艳度。

3、本发明为添加功能型试剂的复配工艺。其重点在于聚乙烯亚胺和离子液体的具体配比，和以何种方式共同作用以达到稳定的墨水体系且拥有好的防渗化效果。

4、本发明原理是通过聚乙烯亚胺和离子液体的搅拌混合，形成一种复合体系。该体系可以改变墨水的ζ电位，使墨滴和带负电的织物通过静电力结合。酸性染料作为一种阴离子与聚阳离子的聚乙烯亚胺结合，同时离子液体有好的溶剂性能与聚乙烯亚胺结合生成最终的防渗化墨水。

5、本发明包括几个方面，聚乙烯亚胺和离子液体混合条件，酸性染料、聚乙烯亚胺和离子液体的配制，用于喷墨的实际应用等。本发明通过一系列的复配实验，寻求最适当的一个比例，获得最好的防渗化效果。

6、本发明提供一种免织物前处理的酸性染料打印墨水，按质量分数计，包括如下组分：

7、2-5％酸性湖蓝a，5-30％乙二醇，2-45％聚乙烯亚胺，1-50％离子液体，0.01-2.00％消泡剂，0.01-2.50％流平剂，20-80％水和0.2-2％ph助剂。

8、优选的，所述聚乙烯亚胺的分子量为250-100000。

9、优选的，所述消泡剂选自聚醚硅氧烷共聚合物类消泡剂，具体为迪高foamex-825消泡剂、广东标美809a/bky或广东标美sf-8091。

10、优选的，所述流平剂选自炔二醇类流平剂，具体为美国气体公司赢创表面活性剂surfynol465、tego glide 450或sifast sf-729/729a。

11、优选的，所述离子液体选自1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基溴盐、1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼盐或1-苄基-3-甲基咪唑氯盐。

12、优选的，所述ph助剂为盐酸。

13、本发明还提供一种上述免织物前处理的酸性染料打印墨水的制备方法，包括如下步骤：

14、s1：按质量分数计，将2-45％聚乙烯亚胺和20-80％水混合，得到聚乙烯亚胺溶液；

15、s2：向所述聚乙烯亚胺溶液中加入2-5％酸性湖蓝a，得到混合物a；

16、s3：向所述混合物a中加入1-50％离子液体，得到混合物b；

17、s4：向所述混合物b中加入消泡剂和流平剂，得到混合油墨；

18、s5：向所述混合油墨中加入0.2-2％ph助剂，得到所述免织物前处理的酸性染料打印墨水。

19、优选的，所述步骤s1中，混合的方法为采用高速分散机以1200-1800rpm的速度分散1-3min。

20、优选的，所述步骤s2中，加入酸性湖蓝a后搅拌5-15min。

21、优选的，所述步骤s3中，加入离子液体后搅拌15-25min。

22、本发明需要解决的问题是开发一种免织物前处理的酸性染料打印墨水技术，用该技术制备的墨水可直接在未处理酰胺织物直接打印和印花，不会出现渗色现象且图像清晰。该技术可为企业省一道织物前处理工艺，不但节省前处理工艺费用，还可减少化学品使用，有益于减少环境污染。

23、cn114479560a公开了一种纳米晶喷墨打印墨水、制备方法及应用，描述的是一种无机纳米粒子在离子液体支持下可以稳定钝化在墨水中，主要其稳定作用。而本发明使用的酸性染料为单分子形式存在，离子液体和墨水的稳定作用无关，本发明使用的离子液体起到改变染料分子表面电荷分布和极性的作用。由于这种离子液体新的性能、用法、机理和目的与该发明不同。

24、同理，本发明中聚乙烯亚胺的使用目的、机理与cn114479560a不同。cn114479560a用聚乙烯亚胺为透明光学树脂，而本发明采用的体系无树脂，聚乙烯亚胺添加作用是其阳离子特性及对基材的高附着性性能，与cn114479560a中的作用不同。本发明是首次提出使用聚乙烯亚胺阳离子高附着力特性，加上离子液体对酸性染料分子电荷扩散作用制备仿渗化墨水。

25、本发明还提供一种上述免织物前处理的酸性染料打印墨水在织物喷墨印花中的应用，包括将所述免织物前处理的酸性染料打印墨水用纳米膜抽滤后，于未经过前处理的聚酰胺织物基材上直接喷墨打印的步骤。

26、优选的，所述纳米膜包括0.65nm，0.45nm和0.22nm的纳米膜。

27、本发明采用水性体系，无树脂做粘合剂作用，与cn114479560a存在明显区别，其以溶剂为载体，用树脂为粘合剂。最终应用领域也不同，本发明在涤纶织物上放渗化作用。

28、本发明通过聚乙烯亚胺和离子液体的混合，形成一种新的体系，改变墨水原来的性能，改善墨水上染性能。各组分的相容性好，离子液体的加入改善了相容性，有降低粒径的作用。最终的墨水在调节好ph和电导率后用于上机喷墨打印，聚酰胺织物在打印图案后进行热固色。

29、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

30、(1)用该墨水喷墨打印的聚酰胺织物不需要进行前处理，就可以获得好的图案效果，渗化少。

31、(2)墨水中不需要添加增稠剂等试剂，所以不会造成喷头堵塞的情况。

32、(3)所用的试剂相较于之前为防渗化所添加的助剂，更绿色环保，不含氮。