一种抗菌、防霉、防臭的白色色浆及白色涂料数码墨水的制作方法

1.本发明涉及涂料墨水技术领域，尤其是一种抗菌、防霉、防臭的白色色浆及白色涂料数码墨水。


背景技术：

2.涂料墨水属于颜料墨水，主要是通过着色剂或颜料，是以物理形式(使用高分子聚合物为粘合剂)附着在介质表面(比如复印纸或打印材料等)后再显色的。涂料墨水在显色原理上区别于染料墨水，后者需要先渗入到介质分子隙间沉淀后，才会形成色彩。
3.在性能上，颜料墨水的化学稳定性和光学稳定性好，而且耐水性和耐光性好，安全性比较高，在打印时颜色的锐度和密度也比较高。当较大的颜料聚集体受到紫外线和臭氧作用时，只是表面层会被破坏，而内层的着色剂还是会保持其颜色的特性，所以具有较高的耐光、耐气候牢度。
4.而染料墨水的着色剂会直接暴露在空气中，所以在光线和臭氧等的作用下，会让染料着色剂的化学链断裂，导致着色剂变色等现象，从而会让打印稿褪色，那么就影响其保存性能。
5.作为一种特殊的水性颜料墨水，涂料墨水主要针对棉、麻、棉混纺等布料材质做直喷喷印；如：胶浆丝印、数码印花等。涂料墨水应用于织物喷墨印花时，不需要复杂的前处理和后处理工艺，直接对织物进行喷墨印花，然后仅需简单的焙烘即可，因此在工业上具有应用前景。
6.目前，白色涂料墨水的关键在于色浆，白色色浆的稳定性相对其他涂料颜色品种更差，主要原因在于体现白色效果的原料多为难以分散均匀的固体颗粒，其在水性体系非常容易沉降，加上涂料墨水使用固化剂、树脂等增强墨水黏性的组分，使得白色涂料墨水的稳定性指标成为成功的关键因素。而白色色浆不仅关系到墨水中的功能组分的选取，影响墨水的稳定性，而且对墨水的呈色效果、色牢度等都有直接的影响。现有技术中白色色浆多为外购进口产品，这就导致我国数码印花行业的发展受到限制，为此，探索高品质的白色色浆是行业发展的需求。


技术实现要素：

7.本发明的目的是为了克服现有的白色涂料墨水存在的稳定性差、白度低的问题，提供一种抗菌、防霉、防臭的白色色浆，采用二氧化钛、硫酸钡、荧光增白剂(可选)等配合，提高墨水呈色的白度，解决二氧化钛团聚问题；配合苯乙烯丙烯酸类高分子分散树脂、马来酸丙烯酸类高分子分散树脂、磺酸盐类分散剂等的共同分散效果，制得的色浆不易沉淀，进而为墨水的稳定性奠定基础。
8.本发明中色浆中还添加了少量石墨烯量子点，其可以在不影响墨水稳定性的前提下使得墨水形成的图案具有抗菌、防霉和防臭优势。
9.在此基础上，本发明进一步开发了白色涂料数码墨水，采用甘油、乙二醇和极性溶
剂配合，实现对水性聚氨酯共聚物、水性封闭型固化剂的良好分散，使得整体配方的原料融合，避免水性聚氨酯共聚物、水性封闭型固化剂对色浆原料悬浮状态的不利影响。
10.具体方案如下：
11.一种抗菌、防霉、防臭的白色色浆，按照重量百分比计包含以下组分：
[0012][0013][0014]
进一步的，所述抗菌、防霉、防臭的白色色浆按照重量百分比计由以下组分组成：
[0015][0016]
进一步的，所述二氧化钛为金红石型或者锐钛矿型，粒径d
50
＝100-500nm；
[0017]
任选的，所述苯乙烯丙烯酸类高分子分散树脂为亨斯迈tersperse 2700或2610，荷兰solewend an33、25或44中的任意一种；
[0018]
任选的，所述马来酸丙烯酸类高分子分散树脂为巴斯夫sokalan cp-5或cp-9，byk jet-9170、byk dispersant-2015中的任意一种。
[0019]
进一步的，所述聚氧乙烯醚类乳化剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或月桂醇聚氧乙烯醚中的任意一种；
[0020]
任选的，所述磺酸盐类分散剂为异构醇聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐或月桂醇聚氧乙烯醚磺酸盐中的任意一种；
[0021]
任选的，所述硫酸钡为纳米级沉淀硫酸钡，优选型号为ay-6300或ay-f300；
[0022]
任选的，所述荧光增白剂为亨斯迈cf型、巴斯夫ob-1型或科莱恩ksn型。
[0023]
本发明还保护一种抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水，包含所述白色色浆，其特征在于：按照重量百分比计包含以下组分：
[0024][0025]
进一步的，所述抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水按照重量百分比计由以下组分组成：
[0026]
[0027][0028]
进一步的，所述极性溶剂为2-吡咯烷酮、二乙二醇丁醚、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚中至少一种；
[0029]
任选的，所述水性聚氨酯共聚物为三井w-6110聚氨酯，拜耳acure502或高态化工pu-1816；
[0030]
任选的，所述水性封闭型固化剂为封闭型固化剂bl-2130；
[0031]
任选的，所述酸碱调节剂为amp-95；
[0032]
任选的，所述硅烷类表面活性剂为气体dynol 960或604。
[0033]
本发明还保护所述抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水的制备方法，包括以下步骤：
[0034]
制备白色色浆：按照重量百分比称取各原料，进行混合后分散搅拌均匀，然后送入研磨机进行研磨，之后进行过滤，得到所述白色色浆；
[0035]
制备白色涂料数码墨水：按照墨水配方称取各原料，进行混合后分散搅拌均匀，对混合液体进行对色处理，确认颜色满足要求后进行过滤，得到所述白色涂料数码墨水。
[0036]
进一步的，制备白色色浆过程中，分散搅拌采用转速为1000-1500转/min，搅拌时间30-120分钟，之后进行研磨，所述研磨时间为4-6小时，研磨粒径在300-500nm；
[0037]
任选的，制备白色涂料数码墨水中，分散搅拌均匀转速为800-1200转/min，搅拌时间30-60分钟，之后对色处理，取墨水样在对色卡上进行刮涂，放置晾干后进行颜色对比，用对色仪进行对色。
[0038]
本发明还保护所述抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水在纺织印染上的运用。
[0039]
有益效果：
[0040]
本发明中，所述抗菌、防霉、防臭的白色色浆不易沉淀，由于制得的涂料墨水白度高，且具有抗菌、防霉、防臭的优势，可以避免白色图案发黄、起斑点、易脱落等问题，可以广泛运用在成衣、t恤、书包、笔袋、裁片、纯棉匹布、装饰布料、墙布、窗帘、地毯以及其他无需蒸化水洗的纺织面料上，具有广泛的运用前景。
具体实施方式
[0041]
下面给出本发明中使用的部分术语的定义，其他未述及的术语具有本领域所公知的定义和含义：
[0042]
本发明中白色色浆，按照重量百分比计包含以下组分：
[0043][0044][0045]
优选地，所述抗菌、防霉、防臭的白色色浆按照重量百分比计由以下组分组成：
[0046][0047]
更优选地，所述抗菌、防霉、防臭的白色色浆按照重量百分比计由以下组分组成：
[0048][0049][0050]
其中，二氧化钛作为白色颜料，为了提高色浆和涂料墨水的稳定性，优选金红石型或者锐钛矿型。对在户外长期光照的纺织品，优选金红石型，以解白色图案发黄、耐候性差问题。对于非户外场景的纺织品，例如日常贴身衣物，优选锐钛矿型，以进一步提高图案显色的白度。
[0051]
由于二氧化钛为不溶于水的固体颗粒，容易发生沉降，严重影响墨水的稳定性，造成打印喷头堵塞、断线等一系列问题，因此采用粒径d
50
＝100-500nm的二氧化钛，使得图案的白度满足要求。当粒径低于100nm，颗粒呈现透明色，不利于墨水显示白色，超过500nm，色浆和墨水都容易发生沉降。
[0052]
选择粒径d
50
＝100-500nm的二氧化钛，由于纳米效应存在团聚问题，本发明引入硫酸钡，利用硫酸钡对二氧化钛起到分散作用，起到分散防沉淀的作用。同时，硫酸钡也是白色材料，可以补充显色，硫酸钡穿插在二氧化钛之间，起到空间位阻作用，使每个二氧化钛微粒的散射率提高，增加白色颜料墨水对光的遮盖力。
[0053]
可选地，本发明色浆中还加入荧光增白剂，以提升显色效果，使得墨水形成的图案获得类似萤石的闪闪发光效应。
[0054]
石墨烯量子点在本发明中发挥抗菌作用，用量为0.01-5％，以保证不降低色浆和墨水的白度。
[0055]
本发明采用马来酸丙烯酸类高分子分散树脂和苯乙烯丙烯酸类高分子分散树脂，以匹配二氧化钛、硫酸钡、石墨烯量子点等固体颗粒原料的分散要求，获得稳定性较高的涂料墨水。
[0056]
本发明中，白色涂料数码墨水按照重量百分比计包含以下组分：
[0057][0058]
优选地，所述抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水按照重量百分比计由以下组分组成：
[0059][0060]
更优选地，所述抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水按照重量百分比计由以下组分组成：
[0061]
[0062][0063]
其中，所述极性溶剂为2-吡咯烷酮、二乙二醇丁醚、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚中至少一种。极性溶剂的作用是配合甘油、乙二醇对氯乙烯-丙烯酸酯共聚物、水性封闭型固化剂进行分散。
[0064]
水性聚氨酯共聚物具有粘接作用，在涂料墨水与面料结合时起到粘接剂作用，采用极性溶剂结合色浆中高分子分散树脂的作用，在墨水中将水性聚氨酯共聚物分散均匀。
[0065]
本发明中采用酸碱调节剂，调节墨水的ph为7.5-8.5，常规的酸碱试剂均可，优选为amp-95酸碱调节剂，其对涂料墨水体系的稳定性更佳。
[0066]
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。在下面的实施例中，如未明确说明，“％”均指重量百分比。
[0067]
以下使用的测试方法包括：
[0068]
抗菌测试：将实施例和对比例的墨水印花成品送往检测机构(广州市微生物研究所有限公司)，按照标准进行测试，其中：
[0069]
a、抗菌测试标准：gb/t 20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价第三部分：振荡法检测项目：1、大肠杆菌atcc 25922；2、金黄色葡萄球菌atcc-6538；3、白色念球菌atcc-10231
[0070]
b、防螨测试标准：gb/t 24253-2009纺织品防螨性能评价9.1驱避法
[0071]
c、防霉测试标准：gb/t 24346-2009纺织品防霉性能评价
[0072]
实验菌种：黑曲霉atcc16404、绳状青霉atcc10509、球毛壳霉atcc6205、绿色木霉atcc 28020。
[0073]
注：对照样为不经任何处理的100％纯棉布样，经过高温蒸煮和清洗后作为对照布样；防螨效果评价要求：≥95％具有极强的防螨效果；≥80％具有较强的防螨效果；≥60％具有防螨效果。
[0074]
以下使用的主要试剂包括：
[0075]
二氧化钛为杜邦金红石型，型号r103，平均粒径d
50
＝200-300nm。在其他一些实施例中也可以采用锐钛矿型，例如亨斯迈tr-88。
[0076]
苯乙烯丙烯酸类高分子分散树脂为亨斯迈tersperse 2700；
[0077]
马来酸丙烯酸类高分子分散树脂为巴斯夫sokalan cp-5；
[0078]
硫酸钡为纳米级沉淀硫酸钡，型号为ay-6300；
[0079]
荧光增白剂为亨斯迈cf型；
[0080]
酸碱调节剂为amp-95；
[0081]
硅烷类表面活性剂为气体dynol 960；
[0082]
水性封闭型固化剂为封闭型固化剂bl-2130(广州高态化工)。
[0083]
实施例1-5
[0084]
一种抗菌、防霉、防臭的白色涂料数码墨水，配方如下表：
[0085]
表1白色涂料数码墨水组成表(重量百分比)
[0086][0087][0088]
其中，实施例1-2采用的极性溶剂为2-吡咯烷酮，实施例3-5采用的极性溶剂为二乙二醇丁醚。实施例1-2采用聚氧乙烯醚类乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0089]
实施例3-5采用的采用聚氧乙烯醚类乳化剂为异构醇聚氧乙烯醚。
[0090]
墨水的制备方法如下：
[0091]
制备白色色浆：按照表2中的重量百分比称取各原料，进行混合后分散搅拌均匀，转速为1200转/min，搅拌时间60分钟，然后送入研磨机进行研磨，研磨时间为4-6小时，研磨粒径在300-500nm，之后进行过滤，过滤采用精度为1.0μm的pp滤纸过滤第一遍，再用0.5μm的pp滤纸过滤第二遍，得到所述白色色浆。
[0092]
表2白色色浆组成表(重量百分比)
[0093]
[0094][0095]
制备白色涂料数码墨水：按照墨水配方称取各原料，进行混合后分散搅拌均匀，转速为1000转/min，搅拌时间30分钟，对混合液体进行对色处理，确认颜色满足要求后进行过滤，得到所述白色涂料数码墨水。
[0096]
对比例1-4
[0097]
参照实施例2制备白色色浆，其中色浆的组成如表3，色浆的制备方法与实施例2相同。
[0098]
表3对比例1-4色浆组成(重量百分比)
[0099][0100]
将制备得到的白色色浆用于制备涂料墨水，涂料墨水的配方和制备方法同实施例2，得到对比涂料墨水1-4。
[0101]
对比例5
[0102]
采用实施例2制备白色色浆，制备涂料，区别在于，用等质量的氯乙烯-丙烯酸酯共聚物替代水性聚氨酯共聚物，其余原料与实施例2相同，按照实施例2的方法制备得到对比涂料墨水5。
[0103]
对比例6
[0104]
采用实施例2制备白色色浆，制备涂料，区别在于，用等质量的碳酸钙替代硫酸钡。其余原料与实施例2相同，按照实施例2的方法制备得到对比涂料墨水5。
[0105]
性能检测
[0106]
(1)理化性能
[0107]
对实施例和对比例制备的涂料墨水进行检测，结果见表4。
[0108]
表4涂料墨水理化测试结果表
[0109][0110]
(2)直喷印花
[0111]
将实施例和对比例制备的涂料墨水运用在纯棉布料上，工艺方法如下：
[0112]
首先进行直喷数码印花，采用常规直喷方法；然后进行烘焙固色，温度为100℃，得到成品。
[0113]
(3)白度测试
[0114]
将实施例和对比例制备的涂料墨水涂到对色卡上，进行刮涂，刮涂均匀后自然晾干，用爱色丽测色设备测试白色墨水亮度值，l值越大则说明白色墨水白度较高(相同固含条件下对比)，结果如5所示。
[0115]
表5白度测试结果表
[0116][0117]
(4)抗菌测试
[0118]
对实施例和对比例制备的涂料墨水进行直喷印花的布料进行抗菌测试，抗菌测试结果见表6。
[0119]
表6抗菌测试结果表
[0120]
[0121][0122]
防螨测试结果见表7。
[0123]
表7防螨测试结果表
[0124]
样品驱避率(％)实施例193.1实施例295.6对比例45.3
[0125]
防霉测试结果见表8。
[0126]
表8防霉测试结果表
[0127][0128]
评价标准：
[0129]
0级在放大镜下无明显长霉；
[0130]
1级霉菌生长稀少或局部生长，在样品表面覆盖面积小于10％；
[0131]
2级在样品表面覆盖面积小于30％(10％-30％)；
[0132]
3级在样品表面覆盖面积小于60％(30％-60％)；
[0133]
3级在样品表面覆盖面积达到或超过60％。
[0134]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0135]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0136]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。