本發(fā)明屬于熱升華墨水領(lǐng)域，具體涉及一種基于分散紅染料且具有高著色率和色牢度的熱升華墨水及其制備方法。

背景技術(shù)：

分散紅染料是顏色為紅色的一系列紅色染料的總稱，由于其鮮艷的顏色，完成色譜和高洗滌和輕型快速脫水等特點，廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品，包括皮革、絲綢、尼龍、織物、羊毛和毛皮的制作。高度有色廢水的排放是目前世界上主要的環(huán)境問題之一，因為這些類型的廢水及其代謝物有毒，誘發(fā)病變或致癌，對所有形式的生命構(gòu)成潛在的健康威脅。

分散紅染料可以用于墨水的顯色，而為了避免其對環(huán)境的污染，可以采用熱轉(zhuǎn)印的方式進行打印。而熱升華墨水(又稱熱轉(zhuǎn)印墨水)就是把低能量、易升華的分散染料制作成數(shù)碼打印墨水，先通過數(shù)碼打印機打印在轉(zhuǎn)印紙上，然后通過加熱加壓的方式將對應(yīng)的圖案轉(zhuǎn)印到化纖布料等材質(zhì)上，非常適合個性化發(fā)展的市場需要和環(huán)保的要求。轉(zhuǎn)印圖像色彩鮮艷，層次豐富，其效果可與印刷相媲美，不同之處在于熱轉(zhuǎn)印是在高溫下使熱轉(zhuǎn)印油墨受熱升華，滲入介質(zhì)表面，凝華后，即可形成的圖像。所以，不會在介質(zhì)表面形成膠膜，并且圖像不脫落，不龜裂，而且耐光性很強，長時間不褪色?，F(xiàn)有的紅色熱轉(zhuǎn)印墨水存在著色劑擴展性有待提高，穩(wěn)定性需要提升，著色率和色牢度低等技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于分散紅染料的高著色率熱升華墨水。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種基于分散紅染料的高著色率熱升華墨水，它包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：

所述色漿包括以下重量份數(shù)的原料：

所述表面活性劑為木質(zhì)素磺酸鹽，其磺化度為1.05～2.0mmol/g。

優(yōu)化地，所述表面活性劑為木質(zhì)素磺酸鈉，其磺化度為1.5～1.8mmol/g。

優(yōu)化地，所述溶劑為選自多羥基醇中的一種或多種組成的混合物，所述多羥基醇包括二甘醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、d-山梨醇、1,2,6-己三醇和三羥甲基丙烷。

優(yōu)化地，所述分散劑為選自苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚乙二醇、eo-po嵌段共聚物和eo-po-eo三嵌段共聚物中的一種或多種組成的混合物。

進一步地，所述分散劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物或eo-po-eo三嵌段共聚物。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述基于分散紅染料的高著色率熱升華墨水的制備方法，它包括以下步驟：

(1)向容器中依次加入配方量的水、分散劑、溶劑和表面活性劑，進行剪切分散；再向所述容器中繼續(xù)加入配方量的分散紅60染料，進行攪拌分散；

(2)采用不同粒徑的氧化鋯珠對步驟(1)的產(chǎn)物進行研磨，所述氧化鋯珠的粒徑由大變?。?/p>

(3)向步驟(2)的產(chǎn)物中加入與其相同質(zhì)量的水，然后離心分離除去大顆粒殘渣，過濾得色漿；

(4)將所述色漿與潤濕劑、流平劑、溶劑和水按比例配制成熱升華墨水即可。

優(yōu)化地，所述步驟(2)中，依次使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的氧化鋯珠進行研磨使得染料顆粒的粒徑為d90≤200nm、d80≤150nm和d75≤100nm。

優(yōu)化地，所述步驟(4)中，所述熱升華墨水的固含量為3.5～5.5％。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明基于分散紅染料的高著色率熱升華墨水，通過采用特定含量的分散紅染料、溶劑、水、表面活性劑和分散劑進行復(fù)配，并開創(chuàng)性地控制木質(zhì)素磺酸鹽的磺化度，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)熱升華墨水中染料在粒徑小的情況下仍能夠穩(wěn)定分散，在使用時具有高著色率和高色牢度的優(yōu)點。

具體實施方式

本發(fā)明基于分散紅染料的高著色率的熱升華墨水，它包括以下質(zhì)量分數(shù)的組分：色漿35～55％、潤濕劑1～10％、流平劑1～10％、水20～58％和溶劑5～20％；所述色漿包括以下重量份數(shù)的原料：分散紅60染料20～30份、溶劑25～35份、水35～49.5份、表面活性劑0.5～2份和分散劑5～10份；所述表面活性劑為木質(zhì)素磺酸鹽，其磺化度為1.05～2.0mmol/g。通過采用特定含量的分散紅染料、溶劑、水、表面活性劑和分散劑進行復(fù)配形成色漿，并開創(chuàng)性地控制木質(zhì)素磺酸鹽的磺化度進而控制其與染料結(jié)合后的電荷平衡，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)熱升華墨水中染料在粒徑小的情況下仍然能夠穩(wěn)定分散，在使用時具有高著色率和高色牢度的優(yōu)點。

分散紅60的結(jié)構(gòu)式為表面活性劑優(yōu)選為木質(zhì)素磺酸鈉，其磺化度優(yōu)選為1.5～1.8mmol/g；木質(zhì)素磺酸鹽的數(shù)均分子量通常為200～10000。所述溶劑為選自多羥基醇中的一種或多種組成的混合物，所述多羥基醇包括二甘醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、d-山梨醇、1,2,6-己三醇和三羥甲基丙烷，優(yōu)選為1,6-己二醇、二甘醇或1,2,6-己三醇。所述分散劑為選自苯乙烯-馬來酸酐共聚物、聚乙二醇、eo-po嵌段共聚物和eo-po-eo三嵌段共聚物中的一種或多種組成的混合物。苯乙烯-馬來酸酐共聚物的結(jié)構(gòu)通式為：式中，x:y＝1:1～8:1，n為8～12的整數(shù)，如sma2000。聚乙二醇的結(jié)構(gòu)通式為式：式中，m為10～100的整數(shù)，優(yōu)選為10～60的整數(shù)(如海安石化peg2000等)。eo-po嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)通式為：式中，a為15～50的整數(shù)(優(yōu)選為20～45的整數(shù))，b為5～35的整數(shù)(優(yōu)選為10～30的整數(shù))，如gpe-3000。所述eo-po-eo嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)通式為：式中，a和b相互獨立地為5～70的整數(shù)(優(yōu)選為10～60的整數(shù))，c為5～75的整數(shù)(優(yōu)選為15～70的整數(shù))，如泊洛沙姆188。潤濕劑采用常規(guī)的那些即可，如surfynol420；流平劑采用常規(guī)的那些即可，如efka-3033等。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述基于分散紅染料的高著色率的熱升華墨水的制備方法，它包括以下步驟：(1)向容器中依次加入配方量的水、分散劑、溶劑和表面活性劑，進行剪切分散；再向所述容器中繼續(xù)加入配方量的分散紅60染料，進行攪拌分散；(2)采用不同粒徑的氧化鋯珠對步驟(1)的產(chǎn)物進行研磨，所述氧化鋯珠的粒徑由大變??；(3)向步驟(2)的產(chǎn)物中加入與其相同質(zhì)量的水，然后離心分離除去大顆粒殘渣，過濾得色漿；(4)將所述色漿與潤濕劑、流平劑、溶劑和水按比例配制成熱升華墨水即可。

所述步驟(2)中，依次使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的氧化鋯珠進行研磨使得染料顆粒的粒徑為d90≤200nm、d80≤150nm和d75≤100nm。所述步驟(4)中，所述熱升華墨水的固含量為3.5～4.5％。

下面將結(jié)合對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行詳細說明。

實施例1-12、對比例1-3

實施例1-12、對比例1-3分別提供一種基于分散紅染料的高著色率的熱升華墨水，在配制時為了對比色漿對其性能的影響，采用以下固定的質(zhì)量比例進行配制，具體為：色漿40％、潤濕劑5％(surfynol420)、流平劑5％(efka-3033)、水30％和溶劑20％，即色漿400g、surfynol42050g、efka-303350g、水300g和溶劑200g(前后使用的溶劑保持一致)；而色漿的組成則如表1所示；其具體制備方法采用常規(guī)的即可，可參考專利號為201310270976.6的中國發(fā)明專利，具體為：(1)按配方比例，將分散染料、分散劑混合后，在砂磨機中使用規(guī)格為0.25～0.35mm的鋯珠，轉(zhuǎn)速2200～2800r/min，研磨分散24h，得到分散液；(2)將分散液放入反應(yīng)釜中，加入配方量的溶劑、去離子水和表面活性劑(木質(zhì)素磺酸鈉，具體采用的數(shù)均分子量約為3000)，轉(zhuǎn)速600～800r/min，攪拌60min后，向其中加入相同質(zhì)量的水，用三級在線過濾器過濾得到色漿；(3)將色漿與潤濕劑、流平劑、溶劑和水按比例配制成熱升華墨水即可。

表1實施例1-12、對比例1-3中熱升華墨水的色漿配方比

穩(wěn)定性測試：上述各例中的色漿，在60℃保溫放置觀察其分層的時間；至于色牢度、色強度、表面張力、粘度和電導(dǎo)率則是對配制的墨水進行測試，其結(jié)果列于表2中。

表2基于實施例1-12、對比例1-3中色漿的熱升華墨水的性能測試表

從表2中可以看出，實施例10-12中的色漿具有更好的穩(wěn)定性，可見將苯乙烯-馬來酸酐共聚物、eo-po嵌段共聚物和eo-po-eo三嵌段共聚物與其它組分具有更好的分散效果，而苯乙烯-馬來酸酐共聚物的效果最好，這可能是因為它是離子型聚合物而與木質(zhì)素磺酸鈉具有更好的協(xié)同作用，從而均勻吸附在特定的染料(分散紅60)顆粒表面而產(chǎn)生相對平衡，從而提高它們的分散性和在液相中的懸浮性。另外從實施例4-9中可以看出，溶劑對其穩(wěn)定性也有一定的影響，優(yōu)選使用1,6-己二醇，這可能是因為它能夠有效溶解離子型聚合物和木質(zhì)素磺酸鈉而促進它們的均勻分散。木質(zhì)素磺酸鈉的磺化度對于色漿的穩(wěn)定性起著非常重要的作用，一旦其超過合適的范圍將導(dǎo)致色漿變得不穩(wěn)定，這是因為木質(zhì)素磺酸鈉與染料表面的電荷之間的相互吸引被打破。更重要的是，此時的色漿在配置成墨水后具有意想不到的技術(shù)效果：具有優(yōu)異的色牢度和電導(dǎo)率，這樣能夠提高墨水的熱轉(zhuǎn)印效果和質(zhì)量。

實施例13

本實施例提供一種基于分散紅染料的高著色率熱升華墨水的制備方法，它包括以下步驟：

(1)按實施例12中的組分含量向容器中依次加入水、分散劑、溶劑和表面活性劑，進行剪切分散；再向容器中繼續(xù)加入分散紅60染料，攪拌使其分散均勻；

(2)依次使用0.6～0.8mm、0.25～0.35mm和0.1～0.2mm的氧化鋯珠對步驟(a)的產(chǎn)物各研磨0.5～5小時，使得染料顆粒的粒徑為d90≤200nm、d80≤150nm并且d75≤100nm；

(3)向步驟(2)的產(chǎn)物(產(chǎn)物的染料固含量約為20％)中加入與其相同質(zhì)量的水，然后離心分離除去大顆粒殘渣，使用三級在線過濾器過濾，過濾得色漿(固含量降至10％左右)；最終采用本實施例的制備方法得到的色漿穩(wěn)定性要優(yōu)于實施例10的，可達620h；

(4)將色漿、潤濕劑、流平劑、溶劑和水按比例配制成熱升華墨水即可，具體是：色漿35～55％、潤濕劑1～10％、流平劑1～10％、水20～58％和溶劑5～20％；最終熱升華墨水的固含量為3.5～5.5％。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。