一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，包括有以下步骤：(1)改性白色颜料，作为备用；(2)将低聚物多元醇与二异氰酸酯化合物在氮气氛围下反应制得聚氨酯预聚体；随后，将步骤1中制得的改性白色颜料经过溶剂超声分散后加入到上述聚氨酯预聚体中反应，最后加入封端剂进行封端，获得一体化白色涂料；(3)在一体化白色涂料中加入一定比例的光引发体系，丙烯酸酯类单体，充分搅拌均匀，制得一体化光固化涂料墨水。本发明专利技术利用对白色颜料表面改性，使得墨水在固化过程中形成颜料‑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。

【技术实现步骤摘要】
一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法
本专利技术属于光固化墨水制备领域，具体涉及了一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法。
技术介绍
光固化数码印花技术是利用光引发剂、助剂、低聚物等进行交联固化反应，使得着色剂形成固化膜附着于织物表面。鉴于颜料印花的固有特性，该技术存在颜料印花的共性缺陷：颜料粒子只是借助于高分子成膜物质的物理包覆作用而固着在织物上，颜料粒子与成膜物质之间缺少牢固的结合力，以致光固化颜料数码喷墨印花织物的耐摩擦和耐水洗色牢度难以达到活性染料印花的水平。因此要对颜料表面进行改性，提高颜料在墨水体系中的分散稳定性以及数码喷墨印花织物的色牢度。为解决上述问题，研究者们开展了大量研究，中国专利CN103834232A和中国专利CN104194494A分别公开了一种以颜料/支化型聚合物纳米复合粒子分散体为着色剂的高牢度纺织品喷墨印花颜料墨水和一种高色牢度喷墨印花颜料墨水，以上方法虽然在一定程度上都提高了色牢度，但是颜料粒子实质上仍然以物理形式被包覆固着中国专利CN106349750A公开了一种用于蓝光固化数码印花的反应型有机颜料复合粒子及其制备方法，通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)通过溶胶-凝胶法包覆到有机颜料粒子表面，通过对有机颜料颗粒不同程度的包覆而制得一系列反应型有机颜料复合粒子。该方法一定程度提高了有机颜料与聚合体系的反应性，但表面包覆层与有机颜料仍然以物理包覆形式存在。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，利用对白色颜料表面改性，使得墨水在固化过程中形成颜料-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。为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将白色颜料加入到乙醇-水溶液中进行超声分散，同时，将含有氨基的硅烷偶联剂加入到乙醇-水溶液中进行水解30min；将分散好的白色颜料分散溶液加入到含有氨基的硅烷偶联剂的水解溶液中进行反应，对所得的产物进行离心分散并且进行烘干，得到改性白色颜料作为备用；步骤2：将低聚物多元醇与二异氰酸酯化合物在氮气氛围下反应制得聚氨酯预聚体；随后，将步骤1中制得的改性白色颜料经过溶剂超声分散后加入到上述聚氨酯预聚体中反应，最后加入封端剂进行封端，获得一体化白色涂料；步骤3：在一体化白色涂料中加入一定比例的光引发体系，丙烯酸酯类单体，充分搅拌均匀，制得一体化光固化涂料墨水。优选后，白色颜料为二氧化钛、二氧化硅和碳酸钙中的一种。所述的白色颜料为无机颜料，由于颜料具有高比表面能，处于热力学不稳定状态，在光固化过程中容易发生团聚，而且与固化膜之间只是简单的物理包覆，缺乏牢固的价键结合。因此要对白色无机颜料进行改性，使得白色颜料在改善团聚现象的同时与固化膜之间产生牢固的结合力。优选后，步骤1中含有氨基的硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基二乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种，其用量是白色颜料的10-80％。含氨基硅烷偶联剂用量会直接影响对白色颜料的改性效果，含氨基硅烷偶联剂用量少，白色颜料改性不完全；若是用量过多，含氨基硅烷偶联剂会发生自缩合反应同样影响改性效果。优选后，步骤1中反应温度为60℃-80℃，反应时间为1h；烘干温度为30℃-40℃真空烘干。优选后，步骤2中低聚物多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种。优选后，二异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯中的一种。优选后，低聚物多元醇与二异氰酸酯化合物的用量摩尔比例为：(1:1.9)-(1:2.2)。通过调节低聚物多元醇和二异氰酸酯化合物的比例，控制低聚物中异氰酸酯基的含量，从而控制改性白色颜料与低聚物的结合情况，同时控制光固化过程中固化效率。优选后，改性白色颜料用量是聚合体系的0.1％-2％，该百分比为重量百分比。优选后，步骤2中聚氨酯预聚体反应温度为60℃-80℃，反应时间为3h-4h。由于二异氰酸酯化合物中两端的异氰酸酯基反应活性不同，要控制一端异氰酸酯基发生反应而另一端不发生反应，同时调节预聚体的合成速率和体系的黏度。优选后，步骤2中一体化涂料的反应温度为45℃-50℃，反应时间为2h-3h。优选后，步骤2中封端剂为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯中的一种。优选后，步骤3中光引发体系为樟脑醌/叔胺引发体系、硫化蒽酮衍生物引发体系、染料/供氢体引发体系、有机金属类引发体系中的一种或一种以上。优选后，步骤3中丙烯酸酯类单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯中的一种或一种以上，其用量和一体化白色涂料的质量比例为(1:1)-(6:4)。此外本专利技术还做出了一下进一步的改进：进一步优选后，对含氨基硅烷偶联剂进行水解反应，乙醇-水溶液的体积比例8:2(v/v)。使得含氨基硅烷偶联剂能够产生与白色颜料进行价键结合的基团。进一步优选后，含氨基硅烷偶联剂改性白色颜料的pH为7，由于在酸性条件下，含氨基硅烷偶联剂水解反应受到抑制，不利于反应基团的生成。在碱性条件下，不利于含氨基硅烷偶联剂对白色颜料的改性。进一步优选后，光引发体系用量为墨水体系的1％。由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：本专利技术基于光固化的基础上，由于颜料比表面能高固有的缺陷，提出一种光固化一体化涂料墨水，利用对白色颜料表面改性，使得墨水在固化过程中形成颜料-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。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为实施例1-3的光固化聚合性能中聚合速率曲线图；图2为实施例1-3的光固化聚合性能中放热量曲线图；其中，图1与图2中的1表示实施例1，2表示实施例2，3表示实施例3，以取代颜色不同曲线的区分。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本专利技术的实施并不局限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范围。在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1一种光固化一体化涂料墨水的制备方法，其制备方法如下：(1)将1g白色二氧化钛加入到24ml乙醇和6ml去离子水溶液中，进行超声分散30min，同时将0.6g3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到80ml乙醇和20ml去离子水溶液中进行水解反应30min。水解反应完成后加入分好的白色二氧化钛，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤1：将白色颜料加入到乙醇-水溶液中进行超声分散，同时，将含有氨基的硅烷偶联剂加入到乙醇-水溶液中进行水解30min；将分散好的白色颜料分散溶液加入到含有氨基的硅烷偶联剂的水解溶液中进行反应，对所得的产物进行离心分散并且进行烘干，得到改性白色颜料作为备用；/n步骤2：将低聚物多元醇与二异氰酸酯化合物在氮气氛围下反应制得聚氨酯预聚体；随后，将步骤1中制得的改性白色颜料经过溶剂超声分散后加入到上述聚氨酯预聚体中反应，最后加入封端剂进行封端，获得一体化白色涂料；/n步骤3：在一体化白色涂料中加入一定比例的光引发体系，丙烯酸酯类单体，充分搅拌均匀，制得一体化光固化涂料墨水。/n

【技术特征摘要】
1.一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：将白色颜料加入到乙醇-水溶液中进行超声分散，同时，将含有氨基的硅烷偶联剂加入到乙醇-水溶液中进行水解30min；将分散好的白色颜料分散溶液加入到含有氨基的硅烷偶联剂的水解溶液中进行反应，对所得的产物进行离心分散并且进行烘干，得到改性白色颜料作为备用；
步骤2：将低聚物多元醇与二异氰酸酯化合物在氮气氛围下反应制得聚氨酯预聚体；随后，将步骤1中制得的改性白色颜料经过溶剂超声分散后加入到上述聚氨酯预聚体中反应，最后加入封端剂进行封端，获得一体化白色涂料；
步骤3：在一体化白色涂料中加入一定比例的光引发体系，丙烯酸酯类单体，充分搅拌均匀，制得一体化光固化涂料墨水。


2.根据权利要求1所述的一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于：白色颜料为二氧化钛、二氧化硅和碳酸钙中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于：步骤1中含有氨基的硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基二乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种，其用量是白色颜料的10-80％，该百分比为重量百分比。


4.根据权利要求1所述的一种光固化一体化白色涂料墨水的制备方法，其特征在于：步骤1中反应温度为60℃-80℃，反应时间为1h；烘干温度为30℃-40℃真空烘干。

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，闫凯，郑今欢，刘国金，柴丽琴，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33