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環(huán)保型高性能自交聯(lián)涂料印花粘合劑FL的制備
集萃印花網(wǎng)  2011-03-24 00:00:00
    【集萃網(wǎng)觀察】涂料印花是藉著粘合劑將顏料粘附在纖維表面來獲得所需圖案的印花工藝.特點(diǎn)是印花工藝簡單、圖案輪廓清晰、色漿調(diào)制方便、色譜齊全、工藝流程短、對(duì)纖維無選擇性,適合各種纖維織物及混紡織物的印花.涂料印花不僅用于直接印花,也可根據(jù)需要用于類似染料拔染印花效果的罩印印花,可獲得染料印花無法或很難獲得的印花效果.如金銀粉印花、立體印花、珠光印花、消光印花、植絨印花、仿真印花等.

  粘合劑是涂料印花色漿的重要組分之一.它對(duì)印花產(chǎn)品的色牢度(摩擦、刷洗、干洗牢度等)起著決定性的作用,并和印花產(chǎn)品的手感、色澤有密切的關(guān)系.粘合劑按成膜后分子鏈間的作用分為非交聯(lián)型、交聯(lián)型和自交聯(lián)型;按單體組分分為丙烯酸酯共聚物、丁二烯聚合混合物、聚醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯混合物等類;按固化溫度可分為低溫型和高溫型.目前廣泛使用的丙烯酸酯系列自交聯(lián)粘合劑中均含有N一羥甲基丙烯酰胺(NMA),存在大量的游離甲醛.近幾年來,粘合劑又分為非環(huán)保型(含甲醛)和環(huán)保型(無甲醛).環(huán)保型粘合劑已成為新的研究熱點(diǎn)和方向.本試驗(yàn)采用無甲醛交聯(lián)劑,研制一種環(huán)保型的聚丙烯酸酯類高性能自交聯(lián)涂料印花粘合劑.

  1 試驗(yàn)

  1.1 原料

  印花面料:純棉平布、滌/棉(80/20)平布、滌綸平布;81 1 1大紅,8220中黃,增稠劑PTF,粘合劑,尿素;丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸異辛酯(EHA)、甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、苯乙烯(sT)、丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸(MAA)、十二烷基硫酸鈉(K 2)、尿素、OS一15[脂肪醇聚氧乙烯(15)醚]、甘油、氨水等均為工業(yè)品;無醛活性單體G和去離子水(自制).

  1.2 制備

  將裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口瓶置于有控溫裝置的水浴中,按配方加入乳化劑(K 12和OS一15)、軟單體(BA、EHA)和硬單體 (MMA、ST、AN),攪拌升溫至(80±2)℃,滴加部分引發(fā)劑, 5~10 rain后反應(yīng)器內(nèi)單體聚合變成微藍(lán)半透明狀液體作保護(hù)膠體.再滴加經(jīng)預(yù)乳化的軟單體、硬單體、交聯(lián)單體(MA和活性單體G)、過硫酸銨的混合乳液反應(yīng)成核層種子乳液,最后滴加余下的單體和引發(fā)劑反應(yīng)形成殼層,并升溫至85℃保溫反應(yīng)1 h,加入尿素和甘油,冷卻后加氨水調(diào)pH至7~8,過濾得成品.

  1.3 印花

  調(diào)漿一印花(81 1 1大紅5%,8220中黃1%,增稠劑 PTF 1.8%~2%,粘合劑25%,尿素0-0.5%)一烘干(100~ 105 oC,2 min)一焙烘(140-150 oC,3 min).

  1.4 測試

  外觀、pH值、粘度、殘留單體、固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)、穩(wěn)定性、手感用常規(guī)方法測定;成膜性能:精確稱取2 g 樣品于潔凈干燥的表面皿中,100 oC下烘干,觀察結(jié)膜時(shí)問和成膜色澤(結(jié)膜法);游離甲醛:按GB 18401—2003 測試;干、濕摩擦牢度:按ISO 105一X16—2001測定;刷洗牢度:按GB/T 420—1990測定.

  2 結(jié)果與討論

  2.1 單體

  涂料印花粘合劑是由多種有機(jī)單體共聚而成的成膜高分子聚合物,所用單體聚合后具有不同的皮膜性能.常用單體及其聚合后的皮膜性能見表1

  

  由表1可見,各單體的性能可以取長補(bǔ)短,對(duì)其配比進(jìn)行優(yōu)化,可得到性能優(yōu)異的粘合劑.本試驗(yàn)以丙烯酸丁酯和丙烯酸異辛酯為軟單體,苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈為硬單體,活性單體G和甲基丙烯酸為交聯(lián)單體進(jìn)行試驗(yàn),確定最佳配比為:軟單體65%~ 73%,硬單體27%~35%.

  2.2 乳化劑用量

  乳化劑的品種及用量直接影響乳液的穩(wěn)定性及聚合反應(yīng)的進(jìn)行.由于丙烯酸酯乳液聚合在O/W 型乳液中進(jìn)行,故要求乳化劑的親水親油平衡值(HLB)在 10~18,對(duì)于非離子型乳化劑還要考慮相轉(zhuǎn)換溫度PIT, O/W 型乳液最適宜的非離子型乳化劑應(yīng)是PIT高于乳狀液保存溫度20~60℃,這樣配成的乳狀液貯存時(shí)最穩(wěn)定.經(jīng)過試驗(yàn),單獨(dú)采用非離子型乳化劑或陰離子型乳化劑,乳狀液均不能達(dá)到良好的乳化效果.將上述兩種乳化劑復(fù)合使用,經(jīng)二者的協(xié)同作用可使聚合物乳液具有良好的穩(wěn)定性.經(jīng)過篩選,十二烷基硫酸鈉與OS一15組成的復(fù)合乳化劑效果最好.乳化劑用量的影響見表2.

  

  由表2可見,乳化劑用量過少,乳液的穩(wěn)定性差,單體聚合時(shí)容易產(chǎn)生暴聚和凝聚f在試驗(yàn)過程中無暴聚物產(chǎn)生,但反應(yīng)完成后用120目濾袋過濾可得到暴聚物);用量過多,乳液的穩(wěn)定性雖好,但其應(yīng)用性能降低晉L化劑最佳用量為3.5%~4.5%(對(duì)共聚單體質(zhì)量)。

  2.3 交聯(lián)劑用量

  當(dāng)活性單體含有甲基丙烯酸時(shí),共聚物表面的羧基增加,既能提高共聚物的親水性,又能增加負(fù)電性,使乳液穩(wěn)定,還能增加對(duì)纖維的分子問吸引力,提高染色牢度.本試驗(yàn)采用活性單體G和甲基丙烯酸作混合交聯(lián)劑,從表3可以看出,交聯(lián)劑用量高于7.0%時(shí),用量增大,粘合劑的牢度變化不大,而穩(wěn)定性卻變差.因此,選擇交聯(lián)劑用量為6.0%~7.0%(對(duì)共聚單體質(zhì)量1較適宜.

  

  2.4 保濕劑

  在粘合劑乳液中加入保濕劑的目的是延緩粘合劑的失水成膜,從而防止在印花時(shí)發(fā)生堵網(wǎng)、嵌滾筒等弊病.保濕劑除了起到保濕作用外,還可增加花紋印制的清晰度.本試驗(yàn)同時(shí)采用尿素和甘油作保濕劑,用量過少,達(dá)不到良好的保濕效果;用量過多,則影響粘合劑的牢度指標(biāo).由表4可知,保濕劑的最佳用量為0.3%~0.5%(對(duì)共聚單體質(zhì)量).

  

  2.5 綜合性能

  涂料印花粘合劑FL的應(yīng)用性能見表5.

  

  由表5可見,粘合劑FL的各項(xiàng)印花牢度指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn).

  3 結(jié)論

  環(huán)保型聚丙烯酸酯類高性能自交聯(lián)涂料印花粘合劑FL的應(yīng)用性能良好.合成時(shí)單體最佳配比為:軟單體65%~73%,硬單體27%~35%;乳化劑最佳用量為 3.5%~4.5%;交聯(lián)劑最佳用量為6.0%~7.0%;保濕劑最佳用量為0.3%~0.5%.

  來源: 陳國寶(來源互聯(lián)網(wǎng))

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