蓝光固化数码喷墨印花技术将蓝光固化技术与数码印花技术相结合,以小分子低聚物和单体取代常规颜料墨水中的大分子粘合剂,有效解决了因大分子凝聚而造成的喷嘴易堵塞问题;喷印完成后,通过蓝光LED辐照,激发引发低聚物和单体在织物表面原位聚合固化,形成的固化膜包覆颜料粒子,实现有机颜料的固着。该技术具有节能高效(无需高温固色)、安全环保(无有害辐射和臭氧释放)、工艺简洁(省去水洗烘干等工序)、适应性强(对基材无选择性)等优势。然而,鉴于颜料印花的固有特性,该技术依然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,以致蓝光固化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。本课题创新性地提出构筑反应型有机颜料的新思路:将烯双键引入颜料粒子表面,在蓝光引发聚合固化过程中,颜料粒子表面的烯双键参与低聚物/单体的自由基聚合反应,使颜料粒子以“共价键锚固”于低聚物/单体聚合形成的高分子交联网络结构中,形成牢固的颜料---高分子一体化色膜,显著提高蓝光固化颜料数码喷墨印花织物的耐摩擦和耐水洗色牢度。为实现这一创新思想和目标,本课题从反应型颜料的结构设计和可控构筑、反应型颜料蓝光固化体系的聚合性能、反应型颜料表面修饰状态与墨水聚合性能及固化色膜性能的构效关系、蓝光固化反应型颜料墨水体系的印制特性等方面进行研究,取得了一定的理论研究和应用技术成果,为研究开发适用于高色牢度蓝光固化颜料数码印花墨水和相关应用技术提供理论指导。主要研究结果如下:1.设计并建立了反应型颜料的一步法结构构筑方法。采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(偶联剂KH570)直接包覆颜料粒子,赋予颜料粒子参与光自由基聚合反应的活性位点;通过对水用量、氨水用量以及KH570用量的研究,得出了反应型颜料的一步法构筑优化工艺:水用量7mol/L,氨水用量0.15g,偶联剂KH570用量3×10~-22 mol/L;红外光谱分析表明有机颜料表面已存在双键,证实偶联剂KH570已有效包覆到颜料粒子表面;与未改性有机颜料相比,由反应型颜料制备的蓝光固化数码印花墨水的聚合性能以及固化色膜物理机械性能和印制织物的耐干、湿摩擦牢度都得以提升。2.设计并建立了反应型颜料的两步法结构可控构筑方法。首先,应用溶胶-凝胶法,通过调节水用量、pH值及正硅酸乙酯用量有效调控二氧化硅在颜料表面包覆状态,赋予颜料表面可控的接枝位点(-OH);然后,通过调控偶联剂KH570用量可控构筑不同接枝率的反应型颜料。与一步法相比,两步法结构构筑方法可有效调控反应型颜料的表面修饰状态,且所制备的反应型颜料粒径相对较小,墨水的聚合性能和固化色膜的物理机械性能以及印制织物的耐摩擦牢度均得以进一步提升。3.颜料表面修饰状态与蓝光固化数码印花墨水性能的相关性研究表明:硅烷偶联剂溶剂化链链长及有机官能团类型决定了改性后颜料在蓝光固化墨水体系中的分散稳定性;当颜料表面修饰基团为可参与聚合的双键或具有助引发作用的氨基时,有助于蓝光固化墨水聚合性能的提升;颜料表面修饰基团为双键且颜料的分散稳定性和均匀性较好时,所制备的固化膜物理机械性能显著提升;选择不同硅烷偶联剂在颜料表面接枝改性的思路和方法还可为拓展功能性颜料的开发提供借鉴。4.反应型颜料蓝光固化数码印花墨水的基本应用性能研究表明,颜料的加入使蓝光固化墨水体系的粘度有所增加,但可通过改变体系温度加以弥补和改善;颜料的加入使蓝光固化墨水的聚合性能有所降低,但可通过提高引发剂用量和增加光照强度加以改善,而且反应型颜料可以降低颜料自身对墨水聚合性能的影响;不同色光的颜料对蓝光固化墨水聚合性能的影响不同,对于蓝光吸收作用较小的颜料,墨水的聚合性能相对较好。5.应用蓝光固化反应型颜料数码喷墨印花墨水配方:CQ/EDB=1%/1%、PUA/IBOA/HEA=60wt%/30wt%/10wt%、反应型颜料浓度0.5~2%,光照条件:光强大于16.9mW/cm~2、光照时间5min,和喷印压强:20~100kPa,在模拟喷印设备上喷印流畅,印制织物的花纹轮廓清晰,颜色鲜艳,得色均匀,印制部位的手感柔软,耐干、湿摩擦色牢度分别达3-4级和4级及以上,均比应用未改性颜料的印花织物高0.5~1级。