專利名稱：一種數(shù)碼噴印用納米油墨及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬功能高分子材料技術領域，具體涉及一種數(shù)碼噴印用納米油墨及其制備方法。
背景技術：
20世紀90年代以來，隨著電子計算機技術的進步和電子分色、電腦配色等技術在紡織印染業(yè)的應用，紡織品數(shù)碼噴墨印花行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。由于數(shù)碼噴墨印花是一種無接觸或直接印刷技術，可按需噴射染液，染料幾乎無浪費，而且噴墨印花過程中無廢液、無廢水、有利環(huán)保、耗能低，所以數(shù)碼噴墨印花技術已經(jīng)成為近年來國內外研究和開發(fā)的熱點之一，其中關鍵問題之一就是數(shù)碼噴墨印花用油墨的研制。目前國外許多國家都投入巨資進行數(shù)碼噴墨印花用油墨的研究，但是市場上也只有BASF和CIBA等少數(shù)幾個外國廠家生產的染料型數(shù)碼噴墨印花用油墨出售，而且價格昂貴，適應性有限，尚無真正的顏料型數(shù)碼噴墨印花用油墨的產品上市。在我國，盡管已有許多科研單位和大學如北京服裝學院、浙江大學、上海染料研究所及沈陽化工研究院等單位開展了對數(shù)碼噴墨印花用油墨的研究工作，但是目前尚無自主產權的油墨上市。為了能夠參與國際數(shù)碼噴墨印花用油墨的競爭，促進國內紡織產業(yè)的數(shù)碼化升級，提高我國紡織行業(yè)的國際競爭力，我國急需加大對數(shù)碼噴墨印花用油墨的研究和開發(fā)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提出一種熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好，具有良好的耐水、耐光、耐溶劑和耐皂等性能，制備簡單、高效的數(shù)碼噴墨印花用納米油墨及其制備方法。
本發(fā)明提出的數(shù)碼噴印用納米油墨，是先通過有機硅烷部分水解-封角法制備一種帶雙鍵的多面體低聚硅倍半氧烷(POSS)；再利用偶聯(lián)劑對分散顏料表面進行表面修飾和化學改性，使其表面鍵接或引入含有C＝雙鍵的官能團，得到表面帶雙鍵等活性基團的有機顏料；再將上述帶雙鍵的POSS和分散的有機顏料通過自由基共聚合的方法，制備得化學鍵接的POSS-分散染料；最后依據(jù)數(shù)碼噴墨印花用納米油墨的理化性能和噴射性能的要求，以該化學鍵接的POSS-分散染料為基礎，制備得顏料型數(shù)碼噴墨印花用納米油墨。
上述數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法如下(1)在裝有回流冷凝裝置和攪拌器的三口燒瓶中加入5～25mL有機硅單體、5～50mL蒸餾水和25～150mL共有機溶劑，在30～80℃的水浴中攪拌12～72小時，收集得到白色固體，用共有機溶劑洗滌過濾，在30～60℃條件下真空干燥12小時以上，產物用5～30倍重量的堿性有機溶劑處理，將它倒入等體積的濃鹽酸和冰的混合物中，然后過濾和水洗至中性，在40～80℃條件下真空干燥12小時以上。再用乙醚徹底萃取，可得到未改性的POSS；(2)在5～50mL濃度為0.025g/mL的上述POSS的混合有機溶劑中，逐滴滴加5～25mL濃度為0.025g/mL的活性有機硅單體溶液，在30～50℃水浴中反應12～72小時。將產物倒入5～20倍的冰水和鹽酸混合溶液中靜置12小時以上，得到的沉淀物用去離子水洗滌直到濾液呈中性為止。過濾收集的白色固體，在30～60℃條件下真空干燥12小時以上，即得到帶雙鍵基團的POSS；(3)在5～10mL濃度為0.025～0.125g/mL的分散染料溶液中，滴加5～50mL濃度為0.025～0.125g/mL的偶聯(lián)劑溶液。在30～40℃水浴中反應10～48小時，使分散染料表面引入可以進一步反應的官能團，即得到偶聯(lián)劑處理的帶雙鍵等活性基團的分散染料；(4)在裝有回流冷凝裝置的三口燒瓶中，將0.5～5g上述帶雙鍵的POSS超聲溶解于10～50mL有機溶劑中，在60-70℃溫度條件下緩慢滴加5～25mL含雙鍵等活性基團的分散染料和引發(fā)劑的有機溶劑溶液，引發(fā)劑的加入量為單體重量的0.5-1.5％，滴加完后繼續(xù)反應6～24小時，經(jīng)過離心過濾和純化處理后，60～100℃真空干燥12小時以上，即得到新型化學鍵接的POSS-分散染料；(5)將上述化學鍵接的POSS-分散染料2～8％、水60～80％、共溶劑10～20％、分散劑5～10％和助劑5～10％，按重量比例攪拌均勻，制備出數(shù)碼噴墨印花用納米級油墨。
本發(fā)明中，有機硅單體可以是甲基三氯硅氧烷、乙基三氯硅氧烷、丙基三氯硅氧烷、苯基三氯硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷或γ-氯丙基三氯硅氧烷等。
本發(fā)明中，活性有機硅單體可以是乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷、γ-氯丙基三氯硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基三甲氧基硅烷或丙烯酰氧基三乙氧基硅烷等。
本發(fā)明中，共有機溶劑可以是乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丁醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二氧六環(huán)或甘油等。
本發(fā)明中，堿性有機溶劑可以是吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺等。
本發(fā)明中，混合有機溶劑可以是四氫呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、二氧六環(huán)、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯、吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺中的兩種或以上溶劑的混合物。
本發(fā)明中，偶聯(lián)劑可以是KH-570、沃蘭(甲基丙烯酸氯化鉻配合物)或者鈦酸酯偶聯(lián)劑5S，其化學結構式分別如下式所示 KH-570 沃蘭 5S本發(fā)明中，分散染料可以是黃、品紅、青、黑、嫩黃和深藍等有機顏料。其中可選擇的黃色顏料品種有C.I.顏料黃1、3、12、13、14、17、23、24、34、35、37、42、53、55、81、83、95、97、98、100、104、108、109、110、117、120、138、153等，其中C.I.顏料黃14是使用比較多的品種之一?？蛇x擇的品紅色顏料品種有C.I.顏料紅1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(Ba)、48:2(Ca)、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219等，其中C.I.顏料黃122是性能較好的品種之一?？蛇x擇的青色顏料品種有C.I.顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17:1、56、60、63等。青色顏料以酞菁類為主，用得較多得品種是C.I.顏料藍15:3?？蛇x擇的黑色顏料品種有C.I.顏料黑7(碳黑)、C.I.顏料黑11、C.I.顏料黑1(苯胺黑)等，其中用量最大的是碳黑。因為噴墨印花一般有7～8個甚至12個噴頭，所以除了黃、品紅、青、黑以外，還要增加嫩黃和深藍等多個顏料品種。可選擇的有機顏料有單偶氮、雙偶氮、多偶氮、金屬配位的偶氮、蒽醌、酞菁、花菁、二口惡嗪等。
本發(fā)明中，引發(fā)劑可以是過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化-3，5，5-三甲基乙酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化二月桂酰、過氧乙酸叔丁酯、偶氮二異丁腈、1，1-雙叔丁基過氧化-3，3，5三甲基環(huán)己烷、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、叔戊基過氧2-乙基己酸酯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧基己烷等。
本發(fā)明中，分散劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、OP系列(OP-10、OP-15、OP-20)、吐溫(Tween)系列(如Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80)、或司班(Span)系列(如Span-20、Span-40、Span-60或Span-80)。
本發(fā)明中，助劑可以是流平劑、消泡劑、增稠劑、緩沖劑和保濕劑等的一種或幾種。
本發(fā)明的優(yōu)點是首先利用有機硅烷部分水解—封角法合成了一種含雙鍵的POSS，然后利用硅烷偶聯(lián)劑對分散紅進行化學修飾和改性處理，在其表面鍵接或者引入了含有C＝C雙鍵的官能團，再將上述帶雙鍵的POSS和分散顏料通過自由基共聚合的方法，制備出一種新型化學鍵接的POSS-分散染料，最后依據(jù)數(shù)碼噴墨印花用納米油墨的理化性能和噴射性能的要求，利用該化學鍵接的POSS-分散染料為基礎，設計和制備出一種顏料型數(shù)碼噴墨印花用納米油墨。不僅操作簡單、效率高、粒徑分布都比較窄，熱穩(wěn)定性能和化學穩(wěn)定性較高，面料適應范圍廣泛，該數(shù)碼噴墨印花用納米油墨具有良好的耐水性和耐皂性，具有較大的發(fā)展前途和更廣泛的應用前景。


圖1是POSS分子結構圖。
圖2是化學鍵接的POSS-分散染料的投射電鏡圖。
圖3是化學鍵接的POSS-分散染料的場發(fā)射掃描電鏡圖。
圖4是基于化學鍵接的POSS-分散染料的數(shù)碼噴墨印花用油墨的耐水洗測試。
圖5是基于化學鍵接的POSS-分散染料的數(shù)碼噴墨印花用油墨的的耐皂洗性能測試。
具體實施例方式
上述數(shù)碼噴印用納米油墨，其制備方法是首先在裝有回流冷凝裝置和攪拌器的三口燒瓶中小心加入5～25mL有機硅單體、5～50mL蒸餾水和25～150mL共有機溶劑，在30～80℃的水浴中攪拌12～72小時后，將收集得到的白色固體用共有機溶劑洗滌過濾后在30～60℃條件下真空干燥過夜，產物用5～30倍重量的堿性有機溶劑處理后，將之倒入等體積的濃鹽酸和冰的混合物中，然后過濾和水洗至中性，在40～80℃條件下真空干燥過夜。再用乙醚徹底萃取，可得到未改性的POSS。
然后在5～50mL濃度為0.025g/mL的上述POSS的混合有機溶劑中，逐滴滴加5～25mL濃度為0.025g/mL的活性有機硅單體溶液，在30～50℃水浴中反應12～72小時。將產物倒入5～20倍的冰水和濃鹽酸混合溶液中靜置過夜，得到的沉淀用去離子水洗滌直到濾液呈中性為止。過濾收集的白色固體在30～60℃條件下真空干燥12小時以上，即得到帶雙鍵的POSS(圖1)。
接著在5～10mL濃度為0.025～0.125g/mL的分散染料溶液中，滴加5～50mL濃度為0.025～0.125g/mL的偶聯(lián)劑溶液。在30～40℃水浴中反應10～48小時，即得到偶聯(lián)劑處理的帶雙鍵的分散染料。
然后在裝有回流冷凝裝置的三口燒瓶中，將0.5～5g上述帶雙鍵的POSS超聲溶解于10～50mL有機溶劑中，在60-70℃溫度條件下緩慢滴加5～25mL含雙鍵的分散染料和適量引發(fā)劑的有機溶劑溶液，滴加完后繼續(xù)反應6～24小時，經(jīng)過離心過濾和純化處理后，60～100℃真空干燥12小時以上，即得到新型化學鍵接的POSS-分散染料。
最后將上述含POSS的分散染料(2～8％)、水(60～80％)、共溶劑(10～20％)、分散劑(5～10％)和助劑(5～10％)，按重量比例攪拌均勻，制備出基于化學鍵接的POSS-分散染料的數(shù)碼噴墨印花用納米級油墨。
有機硅單體是甲基三氯硅氧烷、乙基三氯硅氧烷、丙基三氯硅氧烷、苯基三氯硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷或γ-氯丙基三氯硅氧烷等?；钚杂袡C硅單體是乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷、γ-氯丙基三氯硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基三甲氧基硅烷或丙烯酰氧基三乙氧基硅烷等。共溶劑可以是乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丁醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二氧六環(huán)和甘油等。堿性有機溶劑可以是吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺等。混合有機溶劑可以是四氫呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、二氧六環(huán)、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯、吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺中的兩種或以上溶劑的混合物。偶聯(lián)劑是KH-570、沃蘭(甲基丙烯酸氯化鉻配合物)或者鈦酸酯偶聯(lián)劑5S。分散染料是黃/品紅/青/黑/嫩黃/深藍等有機顏料，可選擇的黃色顏料品種有C.I.顏料黃1、3、12、13、14、17、23、24、34、35、37、42、53、55、81、83、95、97、98、100、104、108、109、110、117、120、138、153等，其中C.I.顏料黃14是使用比較多的品種之一?？蛇x擇的品紅色顏料品種有C.I.顏料紅1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2(Ba)、48:2(Ca)、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、92、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219等，其中C.I.顏料紅122是性能較好的品種之一?？蛇x擇的青色顏料品種有C.I.顏料藍1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17:1、56、60、63等。青色顏料以酞菁類為主，用得較多得品種是C.I.顏料藍15:3?？蛇x擇的黑色顏料品種有C.I.顏料黑7(碳黑)、C.I.顏料黑11、C.I.顏料黑1(苯胺黑)等，其中用量最大的是碳黑。因為噴墨印花一般有7～8個甚至12個噴頭，所以除了黃、品紅、青、黑以外，還要增加嫩黃和深藍等多個顏料品種?？蛇x擇的有機顏料有單偶氮、雙偶氮、多偶氮、金屬配位的偶氮、蒽醌、酞菁、花菁、二口惡嗪等。有機溶劑可以是四氫呋喃、二氧六環(huán)、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、二氯甲烷、三氯甲烷、吡啶、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或三乙胺，或上述任意兩種溶劑組成的混合溶劑。引發(fā)劑可以是過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化-3，5，5-三甲基乙酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化二月桂酰、過氧乙酸叔丁酯、偶氮二異丁腈、1，1-雙叔丁基過氧化-3，3，5三甲基環(huán)己烷、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、叔戊基過氧2-乙基己酸酯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧基己烷等。分散劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、OP系列(OP-10、OP-15、OP-20)、吐溫(Tween)系列(如Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80)、或司班(Span)系列(如Span-20、Span-40、Span-60或Span-80)。共溶劑可以是乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丁醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二氧六環(huán)和甘油等。助劑可以是流平劑、消泡劑、增稠劑、緩沖劑和保濕劑等的一種或幾種。
下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。在不違反本發(fā)明的主旨下，本發(fā)明應不限于以下實驗例具體明示的內容。
實施例1在裝有回流冷凝裝置和攪拌器的三口燒瓶中，在攪拌條件下小心的將17.7mL蒸餾水加入10mL三氯甲基硅氧烷和60mL丙酮中，在50℃的水浴中攪拌48小時，反應結束后將收集得到的白色固體用丙酮洗滌過濾后在45℃條件下真空干燥過夜，產物用20倍重量的吡啶懸浮并攪拌過夜，將吡啶溶液倒入等體積的濃鹽酸和冰的混合物中，然后收集沉淀用水洗滌至中性，在60℃條件下真空干燥過夜。再用乙醚徹底萃取，可得到未改性的POSS；然后在15mL濃度為0.025g/mL的上述POSS的三乙胺/四氫呋喃(1∶100，體積比)混合溶液中，逐滴滴加20mL濃度為0.025g/mL的γ-丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(KH-570)的四氫呋喃溶液，在35℃水浴中反應72小時。將產物倒入10倍的冰水和濃鹽酸混合溶液中靜置過夜，得到的沉淀用去離子水洗滌若干次直到濾液呈中性為止。過濾收集的白色固體在60℃真空下干燥12小時以上，即得到帶雙鍵活性基團的POSS；在10mL濃度為0.025g/mL的C.I.顏料紅122的四氫呋喃溶液中，滴加15mL濃度為0.025g/mL的硅烷偶聯(lián)劑(KH-570)的四氫呋喃溶液，在35℃水浴中反應36小時，使分散染料表面引入了含雙鍵的可以進一步反應的官能團，即得到偶聯(lián)劑處理的帶雙鍵的C.I.顏料紅122；在裝有回流冷凝裝置的三口燒瓶中，將0.7g上述帶雙鍵的POSS超聲溶解于25mL四氫呋喃中，在65℃溫度條件下緩慢滴加0.5g含雙鍵的C.I.顏料紅122和0.1％BPO的四氫呋喃溶液，滴加完后繼續(xù)反應24小時，停止反應后，加入10倍的甲醇沉淀，離心過濾和純化處理后，65℃真空干燥12小時以上，即得到新型化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122；將上述化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122、水、乙二醇單丁醚、甘油、三甲氧基丙烷、OP-10、聚乙烯醇，按照比例為3∶70∶6∶6∶6∶0.5∶8.5，攪拌均勻，最后得到基于化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的數(shù)碼噴印用納米油墨。
圖2是化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的投射電鏡圖。從中可以看出，POSS-C.I.顏料紅122的顆粒粒徑大約為50～100納米。圖3是化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的場發(fā)射掃描電鏡圖也進一步地證實，POSS-C.I.顏料紅122具有良好的成膜性能，粒徑大約為100納米，與透射電鏡觀察到的結果相同，可以認為合成的POSS-C.I.顏料紅122是納米級分散顏料。圖4是基于化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的數(shù)碼噴墨印花用油墨的耐水洗測試。圖5是基于化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的數(shù)碼噴墨印花用油墨的的耐皂洗性能測試。白布上的油墨不僅都沒有明顯的褪色，而且都能保持它原有的色澤。由此可以認為，制備的POSS-C.I.顏料紅122數(shù)碼噴墨印花用納米油墨的耐水性能和耐皂性能都良好。
實施例2與實施例1相同，但是三氯甲基硅氧烷改為三氯苯基硅氧烷，用量變?yōu)?5mL。
實施例3與實施例1相同，但是丙烯酰氧基三甲氧基硅烷改為甲基乙烯基三氯硅氧烷，濃度和用量保持不變。
實施例4與實施例1相同，但是C.I.顏料紅122的量變?yōu)?mL，濃度為0.075g/mL。
實施例5與實施例1相同，但是C.I.顏料紅122的量變?yōu)?0mL，濃度為0.05g/mL。。
實施例6與實施例1相同，但是C.I.顏料紅122變?yōu)镃.I.顏料黃14，用量不變。
實施例7與實施例1相同，但是C.I.顏料紅122變?yōu)镃.I.顏料藍15:3，用量為5mL，濃度為0.025g/mL。。
實施例8與實施例1相同，但是C.I.顏料紅122變?yōu)榧{米碳黑，用量為5mL，濃度為0.075g/mL。
實施例9與實施例1相同，但是引發(fā)劑BPO的濃度變?yōu)?.5％。
實施例10
與實施例1相同，但是引發(fā)劑BPO的濃度變?yōu)?％。
實施例11與實施例1相同，但是KH-570變?yōu)槲痔m，其濃度和用量分別變?yōu)?.05g/mL和20mL。
實施例12與實施例1相同，但是KH-570變?yōu)殁佀狨ヅ悸?lián)劑5S，其濃度和用量分別變?yōu)?.05g/mL和5mL。
上述實施例2-12所制備的基于化學鍵接的POSS-C.I.顏料紅122的數(shù)碼噴印用納米油墨，其結構和性能和實施例1的結果相同或相類似，均具有良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，以及良好的耐水性能和耐皂性能，都是一種良好的基于有機-無機化學鍵合的新型數(shù)碼噴印用納米油墨。
權利要求
1.一種數(shù)碼噴印用納米油墨，其特征在于，先利用有機硅烷部分水解-封角法合成了一種含雙鍵的POSS，然后利用硅烷偶聯(lián)劑對分散顏料表面進行化學修飾和改性處理，在其表面鍵接或者引入含有C＝C雙鍵的官能團，再將上述帶雙鍵的POSS和分散顏料通過自由基共聚合的方法，制備得化學鍵接的POSS-分散染料，最后依據(jù)數(shù)碼噴墨印花用納米油墨的理化性能和噴射性能的要求，以該化學鍵接的POSS-分散染料為基礎，制備得顏料型數(shù)碼噴墨印花用納米油墨，其中所說有機硅烷是甲基三氯硅氧烷、乙基三氯硅氧烷、丙基三氯硅氧烷、苯基三氯硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷或γ-氯丙基三氯硅氧烷；所說的分散染料是黃、品紅、青、黑、嫩黃或深藍等有機顏料；所說的偶聯(lián)劑是KH-570、沃蘭或者鈦酸酯偶聯(lián)劑5S，其化學結構式分別如下式所示
2.一種如權利要求1所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于具體步驟為(1)在裝有回流冷凝裝置和攪拌器的三口燒瓶中加入5～25mL有機硅單體、5～50mL蒸餾水和25～150mL共有機溶劑，在30～80℃的水浴中攪拌12～72小時，收集得到白色固體，用共有機溶劑洗滌過濾，在30～60℃條件下真空干燥12小時以上，產物用5～30倍重量的堿性有機溶劑處理，再將它倒入等體積的濃鹽酸和冰的混合物中，然后過濾和水洗至中性，在40～80℃條件下真空干燥12小時以上；再用乙醚徹底萃取，得到未改性的POSS；(2)在5～50mL濃度為0.025g/mL的上述POSS的混合有機溶劑中，逐滴滴加5～25mL濃度為0.025g/mL的活性有機硅單體溶液，在30～50℃水浴中反應12～72小時；將產物倒入5～20倍的冰水和濃鹽酸混合溶液中靜置12小時以上，得到的沉淀用去離子水洗滌直到濾液呈中性為止；過濾收集的白色固體，在30～60℃條件下真空干燥12小時以上，即得到帶雙鍵基團的POSS；(3)在5～10mL濃度為0.025～0.125g/mL的分散染料溶液中，滴加5～50mL濃度為0.025～0.125g/mL的偶聯(lián)劑溶液，在30～40℃水浴中反應10～48小時，使分散染料表面引入可以進一步反應的官能團，即得到偶聯(lián)劑處理的帶雙鍵等活性基團的分散染料；(4)在裝有回流冷凝裝置的三口燒瓶中，將0.5～5g上述帶雙鍵的POSS超聲溶解于10～50mL有機溶劑中，在60-70℃溫度條件下滴加5～25mL含雙鍵等活性基團的分散染料和引發(fā)劑的有機溶劑溶液，引發(fā)劑的加入量為單體重量的0.5-1.5％，滴加完后繼續(xù)反應6～24小時，經(jīng)過離心過濾和純化處理后，60～100℃真空干燥12小時以上，即得到新型化學鍵接的POSS-分散染料；(5)將上述化學鍵接的POSS-分散染料、水、共溶劑、分散劑和助劑，按2-8％、60-80％、10-20％、5-10％、5-10％的重量百分比攪拌均勻，制備得數(shù)碼噴墨印花用納米級油墨。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的有機硅單體是甲基三氯硅氧烷、乙基三氯硅氧烷、丙基三氯硅氧烷、苯基三氯硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷或γ-氯丙基三氯硅氧烷。
4.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的活性有機硅單體是乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基三氯硅氧烷、γ-氯丙基三氯硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基三甲氧基硅烷或丙烯酰氧基三乙氧基硅烷。
5.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的共溶劑是乙二醇、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、N-甲基吡咯烷酮、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丁醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、二氧六環(huán)或甘油。
6.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的堿性有機溶劑是吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺。
7.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的混合有機溶劑是四氫呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、二氧六環(huán)、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯、吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、乙胺、二乙胺、三乙胺、二甲基甲酰胺或者二甲基乙酰胺中的兩種或以上溶劑的混合物。
8.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的引發(fā)劑是過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化-3，5，5-三甲基乙酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化二月桂酰、過氧乙酸叔丁酯、偶氮二異丁腈、1，1-雙叔丁基過氧化-3，3，5三甲基環(huán)己烷、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、叔戊基過氧2-乙基己酸酯或2，5-二甲基-2，5二叔丁基過氧基己烷。
9.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的分散劑是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、OP系列、吐溫系列、或司班系列。
10.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)碼噴印用納米油墨的制備方法，其特征在于所說的助劑是流平劑、消泡劑、增稠劑、緩沖劑和保濕劑的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明屬功能高分子材料技術領域，具體涉及一種數(shù)碼噴印用納米油墨及其制備方法。該納米油墨先采用有機硅氧烷部分水解－封角法制備帶雙鍵的POSS，然后利用偶聯(lián)劑在有機顏料表面進行表面修飾和化學改性，得到表面帶雙鍵的有機顏料，再將上述帶雙鍵的POSS和分散顏料通過自由基共聚合的方法，制備得化學鍵接的POSS－分散染料，最后以該化學鍵接的POSS－分散染料為基礎，制備得顏料型數(shù)碼噴墨印花用納米油墨。本發(fā)明方法操作簡單、效率高、粒徑分布都比較窄，熱穩(wěn)定性能和化學穩(wěn)定性較高，面料的適應性廣泛，制得的納米油墨具有良好的耐水性和耐皂性，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C09D17/00GK1718645SQ20051002825
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權日2005年7月28日
發(fā)明者楊正龍, 浦鴻汀 申請人:同濟大學