前言

涂料印花與傳統(tǒng)染料印花相比，具有鮮明的特點(diǎn)，它印花工藝簡(jiǎn)單，色漿調(diào)制方便，色譜齊全，工藝流程短，適合各種紡織織物和混紡織物的印花，但是目前粘合劑品種中的環(huán)保問題是比較矛盾的問題。眾多的粘合劑產(chǎn)品為了獲得較好的手感和牢度，普遍使用的方法就是在粘合劑的合成過程中引人交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺參與共聚反應(yīng)，但是這樣的粘合劑需要高溫烘焙，且釋放出對(duì)環(huán)境和人體有害的甲醛。因此，國(guó)內(nèi)有關(guān)科研人員對(duì)此作了許多研究工作，分別選用不同的自交聯(lián)單體來代替N-羥甲基丙烯酰胺制成環(huán)保型無甲醛印花粘合劑。高凱[ 1 ]等選用雙丙酮丙烯酰胺無醛交聯(lián)單體配合己二酸二酰肼使用；陳寶國(guó)[ 2 ]選用無醛活性單體G和甲基丙烯酸作混合交聯(lián)單體；沈翠慧[3]等采用807-3代替N-羥甲基丙烯酰胺制備了環(huán)保低溫涂料印花粘合劑。陳水林[4-7]等自制交聯(lián)單體A和功能性單體B。

本文選用了多種交聯(lián)單體制備涂料印花粘合劑，同時(shí)采用了氧化還原反應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，以丙烯酸酯為基本原料，通過預(yù)乳化半連續(xù)乳液聚合的方法合成了環(huán)保型粘合劑，并將其運(yùn)用到涂料印花中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，確定各個(gè)單體對(duì)粘合劑性能的影響。

1.實(shí)驗(yàn)原料

丙烯酸丁酯(BA)，工業(yè)級(jí)，上海華誼集團(tuán)有限公司；甲基丙烯酸甲酯(MMA)，化學(xué)純，中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司；丙烯腈(AN)、丙烯酸(AA)，化學(xué)純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；807-3B，上海潔潤(rùn)絲新材料股份有限公司(自制)；雙丙酮丙烯酰胺(DAAM),化學(xué)純，山東淄博德豐化工有限公司；衣康酸單丁酯(MBI)，化學(xué)純，廣州雙鍵公司；二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)，化學(xué)純，和氏璧化工；甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)，上海歐樂化工有限公司；丙烯酰胺(AM)，分析純，三井化學(xué)株式會(huì)社；過硫酸銨(APS)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、平平加O-25，工業(yè)級(jí)，上海聯(lián)試化工試劑有限公司；去離子水，上海潔潤(rùn)絲新材料股份有限公司(自制)；妃紅8113，工業(yè)級(jí)，上海油墨泗聯(lián)化工有限公司；PTF增稠劑，工業(yè)級(jí)，上海聯(lián)碳化學(xué)有限公司；標(biāo)樣粘合劑(HFF)，上海潔潤(rùn)絲新材料股份有限公司。

2.實(shí)驗(yàn)流程

2.1環(huán)保型低溫涂料印花粘合劑的制備

反應(yīng)在置于恒溫水浴缸內(nèi)的四口玻璃燒瓶中進(jìn)行，溫度控制在(60+2)℃，四口燒瓶上裝有攪拌裝置、恒壓滴液漏斗、冷凝管及溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行，分別是主體部分和包覆層部分，外層包覆一層玻璃化溫度較高的聚甲基丙烯酸甲酯是為了改善印花后織物的粘性。

2.1.1主體部分乳液的制備

稱取一定量的乳化劑SDS加入到四口燒瓶中，并用適量的去離子水溶解；加入規(guī)定量的平平加O-25；按配方稱取主體部分單體并混合均勻，加入1/4量至四口燒瓶中，于35℃時(shí)攪拌預(yù)乳化30min，然后升溫至60℃。稱取規(guī)定量的引發(fā)劑APS及PH緩沖劑NaHCO3和NaHSO3，用適量的去離子水配成溶液，加入四口燒瓶中。等燒瓶中出現(xiàn)藍(lán)光后，用恒壓滴液漏斗開始滴加剩余的混合單體。控制滴加速率，使全部物料在3h左右滴加完畢，即得主體部分乳液。

2.1.2包覆層部分的制備

在上述乳液中，在不補(bǔ)加乳化劑的情況下，滴加MMA單體，控制滴加速率，使全部物料在30min內(nèi)滴完，60℃保溫1h后降溫，升溫至70℃并保持1h，用120目的網(wǎng)布過濾出料。

2.2印花樣品的制備

2.2.1織物

100%純棉平紋織物(半制品)。

2.2.2印花配方

0.3–0.5g妃紅8113，2-3g粘合劑，適量的氨水(調(diào)節(jié)pH值至7)，PTF增稠劑為X(g)，水為Y(g)，總計(jì)10g。

2.2.3印花過程及條件

印花→烘干(80℃*3 0min)→焙烘(120℃*3min)→半成品

2.3測(cè)試儀器

CMT2203微機(jī)控制電子拉力試驗(yàn)機(jī)，深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司；WSB-2數(shù)顯白度儀，上海昕瑞儀器儀表有限公司；YG(B)982X型標(biāo)準(zhǔn)光源箱，溫州市大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠。

2.4性能測(cè)試

2.4.1基本性能測(cè)試

A、外觀：目測(cè)法。

B、pH值：精密pH試紙法。

C、固含量的測(cè)定：重量法。

D、游離甲醛的測(cè)定：按照GB/T2912.1-1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。

2.4.2成膜性能測(cè)試

A、室溫成膜性：將少量乳液倒在聚四氟乙烯板上,室溫下自然干燥成膜，觀察其室溫成膜性。

B、膠膜吸水率的測(cè)定：稱取少量乳液，在遠(yuǎn)紅外線快速干燥器內(nèi)快速烘干，取出、冷卻并稱重(m1)；然后將膠膜置于去離子水中24h后取出，用濾紙擦凈表面水跡，稱重(m2)；計(jì)算膠膜的吸水率。

2.4.3粘合劑應(yīng)用性能測(cè)試

A、摩擦牢度測(cè)試：按照GB/T3920-1997標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。按照GB251-1984標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)光源箱的D光源下，使用評(píng)定沾色用的灰色樣卡對(duì)沾色織物進(jìn)行評(píng)定。

B、織物手感的測(cè)定：常溫對(duì)比自制粘合劑與標(biāo)樣粘合劑HFF的柔軟性。5級(jí)表示非常柔軟，4級(jí)表示柔軟，3級(jí)表示較柔軟，2級(jí)表示較硬，l級(jí)表示硬。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1乳化劑用量的影響

乳化劑的選擇和用量對(duì)于乳液聚合反應(yīng)的影響很大，不僅影響聚合的穩(wěn)定性，還對(duì)膠乳的穩(wěn)定有影響，一般采用陰離子乳化劑和非離子乳化劑復(fù)配，得到穩(wěn)定的乳化劑。乳液聚合是非均相聚合體系，聚合發(fā)生在膠束內(nèi)部，所以乳化劑的用量對(duì)于聚合質(zhì)量和膠乳穩(wěn)定性有決定性影響。本文選用了SDS和平平加復(fù)配，比例是1：3。

表1乳化劑用量對(duì)膠乳的影響

w(乳化劑用量)/%

乳液穩(wěn)定性

凝膠

乳液光澤

干摩擦牢度

濕摩擦牢度

2.0

不穩(wěn)定

多

無藍(lán)光

2.5

較穩(wěn)定

少量

無藍(lán)光

3/4

3

3.0

穩(wěn)定

無

藍(lán)光

3/4

3

3.5

穩(wěn)定

無

藍(lán)光

3/4

3

4.0

穩(wěn)定

無

藍(lán)光

3

2/3

由表1可以看出，乳化劑用量比較少的時(shí)候，乳液較不穩(wěn)定，出現(xiàn)較多凝膠，且乳液無藍(lán)光，反應(yīng)完成后有較多的殘?jiān)菃误w暴聚的產(chǎn)物。乳化劑用量提高后，聚合速度加快，乳液外觀也變得有藍(lán)光，而且膠乳也變得穩(wěn)定，這主要是因?yàn)槿榛瘎┯昧吭黾恿耍纬傻哪z束增多，反應(yīng)形成的乳膠粒子變小且均勻，故得到的乳液藍(lán)光充足。但是當(dāng)乳化劑用量繼續(xù)增加，得到的膠乳在印花過程中泡沫變多，影響印花質(zhì)量和干濕摩擦牢度。因此經(jīng)過比較，最終選擇復(fù)合乳化劑用量在3.0%。

3.2交聯(lián)單體的選擇

交聯(lián)單體選用多官能團(tuán)的單體，利于聚合中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加成膜性，提升干濕摩擦牢度。尋找合適的交聯(lián)單體的目的是有效代替N-羥甲基丙烯酰胺，合成的膠乳具有柔軟的手感，同時(shí)具有優(yōu)異的干濕摩擦牢度。本試驗(yàn)選用了807-3B，DAAM，MBI，DEGDMA，GMA和羥甲基丙烯酰胺(NMA)作為交聯(lián)單體進(jìn)行比較，尋找合適的單體，合成中交聯(lián)單體使用量是0.5%。

表2不同交聯(lián)單體的性能比較

單體種類

乳液穩(wěn)定性

干摩擦牢度

濕摩擦牢度

吸水率%

儲(chǔ)存期(月)

807/3B

穩(wěn)定

3/4

3/4

30.5

>12

DAAM

穩(wěn)定

3/4

2

35.8

>12

MBI

穩(wěn)定

3/4

2

28.2

>12

DEGDMA

穩(wěn)定

3/4

2

38.4

>12

GMA

穩(wěn)定

3/4

2

19.97

>12

NMA

穩(wěn)定

3/4

3

40.8

>12

從表2可以看出，選用的單體合成的乳液具有很好的穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的儲(chǔ)存期，比較他們的指標(biāo)發(fā)現(xiàn)8 0 7 - 3 B合成的乳液性能可以達(dá)到NMA的水平，在濕摩擦牢度和吸水率上均比NMA的好，可以完全取代NMA。同時(shí)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)807-3B合成的乳液中游離甲醛含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，屬環(huán)保型。

3.3 807-3B用量的比較

表3 807-3B用量對(duì)粘合劑性能影響

w%(807/3B用量)

干摩擦牢度

濕摩擦牢度

手感

成膜性

0

2/3

2

4+

成連續(xù)膜

0.5

3/4

3

4

成連續(xù)膜

1.0

3/4

3

4

成連續(xù)膜

1.5

3/4

3/4

4/

成連續(xù)膜

2.5

4

3/4

3+

成不連續(xù)膜

由上表可以看出，隨著8 0 7 - 3 B用量的增加，合成的粘合劑在干濕摩擦牢度方面都有提升，但是手感也隨著變差，變得不柔軟。這是由于8 0 7 - 3 B在合成中增加了乳液中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得成膜性增加，而隨著使用量的增加，結(jié)構(gòu)更加緊密，交聯(lián)程度過大。綜合比較各項(xiàng)性能，選擇交聯(lián)用量在1 . 0 %，這樣可以得到較好的干濕摩擦牢度，同時(shí)也不會(huì)使得手感過硬。

3.4與標(biāo)準(zhǔn)粘合劑HFF的比較

表4兩種粘合劑的比較

性能

自制

標(biāo)準(zhǔn)HFF

外觀

半透明乳液，具有藍(lán)光

PH

7

7

固含量/%

42.13

40

游離甲醛

<75ppm

>120ppm

摩擦

牢度

干摩

3/4

3/4

濕摩

3

3/4

手感

4

4+

由表4可以看出自制的粘合劑水平基本達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)HFF粘合劑的水平，同時(shí)自制合成的粘合劑具有環(huán)保的特點(diǎn)，游離甲醛量符合相關(guān)規(guī)定。

4.結(jié)論

本文通過乳液聚合合成了一種環(huán)保涂料印花粘合劑。對(duì)合成中的一些參數(shù)進(jìn)行選擇，選擇的乳化劑是SDS和平平加復(fù)配，兩者比例是1：3，用量是單體總量的3%。交聯(lián)單體從多種中選擇了807-3B，該單體合成的粘合劑性能達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)HFF粘合劑的水平，同時(shí)具有環(huán)保的特點(diǎn)，經(jīng)過試驗(yàn)，得到了該單體的最佳使用量是單體總量的1.0%。

來源： 世界印染網(wǎng)