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聚氨酯粘合劑在涂料印花中的應(yīng)用
集萃印花網(wǎng)  2009-06-16 00:00:00

    【集萃網(wǎng)觀察】與傳統(tǒng)的染料印花工藝相比較,涂料印花有著工藝流程短、能耗低、基本無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn).目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的大多數(shù)粘合劑仍以羥甲基丙烯酰胺為交聯(lián)單體[1],使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體及環(huán)境有害的游離甲醛。此外,國(guó)內(nèi)丙烯酸酯[2-4]徐料印花粘合劑還存在品種少、成本高、乳液穩(wěn)定性差、印花織物手感硬、牢度差等缺點(diǎn),以待開發(fā)手感柔軟、印花牢度好的新型涂料印花粘合劑。水溶性聚氨酯具有干燥成膜.其分子組成兼有軟、硬鏈段[5-6],配比適當(dāng)能賦予膜較好的柔軟性和機(jī)械強(qiáng)度,并將涂料微粒固著于纖維表面.此外水溶性聚氨酯含有端基-NC0,可與纖維素纖維中的-0H發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),再者大分子重復(fù)單元上含有活潑氫,能與分子本身未反應(yīng)的異氰酸酯基形成交聯(lián),進(jìn)一步提高涂料印花的各項(xiàng)牢度.本文就實(shí)驗(yàn)室合成的水性聚氨酯粘合劑在涂料印花中的應(yīng)用作初步探討。

    1實(shí)驗(yàn)部分

    1.1材料

    1.1.1實(shí)驗(yàn)用織物

    19/19純棉細(xì)平紡。

    1.1.2化學(xué)藥品

    水性聚氨酯粘合劑(實(shí)驗(yàn)室自制),涂料紅UnisperseBed2B、涂料藍(lán)、邦A(yù)漿、尿素(A.R上海)、BASF交聯(lián)劑。

    1.2實(shí)驗(yàn)

    1.2.1儀器設(shè)備

    實(shí)驗(yàn)室用平網(wǎng)印花臺(tái)板,恒溫干燥箱,Y571—B型染色摩擦牢度儀,Roaches(England)皂洗牢度儀。

    1.2.2試驗(yàn)工藝

    制漿→印花→預(yù)烘(100℃×3min或24h自然晾干)→焙供(130℃×2min)

    1.2.3性能測(cè)試

    干、濕摩擦牢度按GB/T3920-1997進(jìn)行試驗(yàn),沾色按GB25l-1995進(jìn)行評(píng)級(jí),皂洗牢度按GB/T420-90(皂片;50次)進(jìn)行試驗(yàn),變色按GB250-1995評(píng)級(jí)。手感采用觸模法:由8位實(shí)驗(yàn)室人員分別對(duì)布樣觸模評(píng)分,取平均值四舍五入,原樣手感定為0分,比原樣硬為正數(shù),比原樣馱為負(fù)數(shù),正數(shù)越大越硬,負(fù)數(shù)值越小越軟。

    2結(jié)果與討論

    2.1焙烘溫度的影響

    表1不同焙烘溫度對(duì)印花織物牢度的影響

    注:PU粘合劑3g.邦A(yù)漿16g、涂料Red2B0.4g.尿素0.6g.焙烘時(shí)間2min.

    由表1可知:隨著焙烘溫度的上升,印花織物的各項(xiàng)牢度均有不同程度的提高.在120℃焙烘時(shí),摩擦牢度達(dá)3級(jí),皂洗牢度也在3級(jí)以上,手感也較好,雖然能基本達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但與其它溫度下的牢度相比,效果不甚理想:在130℃焙烘時(shí),干、濕摩擦牢度均達(dá)到3級(jí)半以上,皂洗牢度也在4級(jí)左右,滿足國(guó)標(biāo)要求。雖然溫度越高,牢度越好,但是印花織物的手感相應(yīng)變差,所以焙烘溫度不宜過(guò)高.溫度高于170℃時(shí),各項(xiàng)牢度下降,手感也變差,這是因?yàn)闇囟忍?致使少量整理劑大分子鏈斷裂或部分交聯(lián)被破壞的結(jié)果,并且溫度太高,織物易泛黃;在140℃-160℃,整理劑與纖維發(fā)生較為充分的交聯(lián)反應(yīng),均可以達(dá)到理想的效果;摩擦牢度均在3級(jí)半以上,皂洗牢度在4級(jí)以上,但考慮到溫度升高對(duì)白度的影響以及條件控制的難易,選用130℃即可。

    2.2焙烘時(shí)間的影響

    從表2可以發(fā)現(xiàn):焙烘時(shí)間為2min,印花織物的各項(xiàng)牢度即可達(dá)到較好的效果,濕摩擦牢度3-4級(jí).干摩擦牢度4級(jí),而當(dāng)焙烘時(shí)間超過(guò)2min后.印花織物牢度的提高隨時(shí)間的延長(zhǎng)并沒有明顯的改善.并且隨著焙烘時(shí)間的延長(zhǎng),白度受到的影響越大,故焙烘時(shí)間采用2min即可。

    表2不同焙烘時(shí)間對(duì)印花織物牢度的影響(級(jí))

    注:PU帖臺(tái)劑3g,邦A(yù)漿16g.涂料Red2B0.4g、尿素0.6g,焙烘溫度130℃。

    2.3粘合劑用量的影響

    表3粘臺(tái)劑用量對(duì)印花織物性能的影響(級(jí))

    注:PU粘合劑用量、涂料UnisperseRed2B、邦A(yù)漿、脲素0.6g,合計(jì)20g,焙烘溫度130℃,焙烘2min.

    由表3可知:對(duì)于涂料用量為0.48(占漿料的2%)的淺色,粘合劑用量為15%-20%時(shí),干摩擦牢度為4級(jí),濕摩擦牢度3-4級(jí),皂洗牢度均在4級(jí)以上。對(duì)于涂料用量為0.8g(占4%)的中色,粘合劑用量為30%時(shí),摩擦牢度可達(dá)到3級(jí)以上,皂洗牢度也在4級(jí)以上。摩擦牢度隨著粘合劑用量的遞增而增加(摩擦牢度提高了2級(jí)半),但是手感卻隨著粘合劑用量的增加而降低。隨著涂料用量的增加,印花織物的各項(xiàng)牢度及手感稍有下降(小于半級(jí)),這是因?yàn)橥苛虾吭蕉啵w粒越大,助劑含量越多,粘著堅(jiān)牢度越差,故涂料用量越高,粘合劑用量也應(yīng)該越高。但考慮到手感及成本的影響,粘合劑用量不應(yīng)超過(guò)30%。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,粘合劑用量占15%時(shí),即可達(dá)到較理想的效果。

    由表3可以看出,各項(xiàng)牢度不算甚佳,這是因?yàn)楦蓱B(tài)的白棉布與印花布之間的摩擦力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未固著染料與棉纖維分子間的作用力[7],這些染料在摩擦過(guò)程中非常容易脫落,造成干摩擦牢度差。另外,粘合劑對(duì)纖維的粘著力和粘合劑薄膜的耐磨性是有限的,而且在水中或皂洗液作用下,粘合劑易發(fā)生溶脹現(xiàn)象,使粘著力和薄膜的耐磨性降低,造成涂科印花色牢度變差[8]。

    2.4交聯(lián)劑的影響

    為了能使聚氨酯在織物結(jié)構(gòu)中有更多的自交聯(lián),與纖維分子有更大程度的交聯(lián),形成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膜,得到更好的牢度,就需要涂料著色劑包裹在皮膜中,亦添加適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑。自交聯(lián)型的聚氨酯粘合劑通過(guò)加熱處理,再生的活性異氰酸酯基與纖維上的羥基反應(yīng)形成共價(jià)鍵,同時(shí)重復(fù)單元-NH-COO-上的活潑氫和大分子的異氰酸酯基形成了部分自交聯(lián),牢固地附著在織物表面。在交聯(lián)劑的作用下,聚氨酯大分子在織物上形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),交聯(lián)劑對(duì)皮膜的牢固程度起了一定的輔助作用,成為纖維與染料之間的橋梁,固定了未固著的染料,并限制了染科的轉(zhuǎn)移,從而提高了涂料印花織物的各項(xiàng)牢度[8]。

    表4交聯(lián)劑對(duì)印花織物性能的影響(級(jí))

    注:PU粘合劑用量、涂料藍(lán)、邦A(yù)漿、BASF交聯(lián)劑0.6g,合計(jì)20g,焙烘溫度130℃,焙烘2min。

    由表4可知:加入交聯(lián)劑0.6g(占漿料的3%),印花織物的各項(xiàng)牢度明顯增加。涂料用量從0.4g(占2%)增加到1.2g(占6%),手感幾乎不受影響。涂料用量為2%、4%與6%的三者比較,在其他條件相同的情況下,隨著涂料用量的增加,摩擦牢度稍有下降,而皂洗牢度幾乎不受影響。與表3比較可知:在相同的條件下,加入交聯(lián)劑,摩擦牢度和皂洗牢度明顯增加(半級(jí)以上),而手感無(wú)任何影響。故對(duì)自交聯(lián)型的水性聚氨酯粘合劑,加入少量的交聯(lián)劑(3%),就能達(dá)到較佳的效果(干摩擦牢度不小于4級(jí),濕摩擦牢度不小于3-4級(jí),皂洗牢度也在4級(jí)以上)。

    3結(jié)論

    在焙烘溫度130℃、時(shí)間2min,粘合劑用量15%-20%(占漿料)及交聯(lián)劑3%(占漿料)等條件下,印花后織物的性能如表5。

    表5印花織物各項(xiàng)性能(級(jí))

    粘合劑用量%(占漿料重)   摩擦牢度    皂洗牢度    手感

                               干   濕     褪色      白沾

          15                   4    3-4     4       4-5   -3 

          20                   4-5   4      4       4-5   -2

 

    自制的聚氨酯粘合劑用于涂料印花,印制產(chǎn)品手感柔軟,得色量高,且干、濕摩擦牢度均保持在3-4級(jí)以上,最多可至4-5級(jí),皂洗牢度保持在4級(jí)左右,大大高于涂料印花的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(干摩2-3級(jí),濕摩2級(jí))及其它染料印花布的國(guó)標(biāo)要求(于摩3級(jí),濕摩2-3級(jí)),可以與染色布媲美,甚至超過(guò)后者。

    參考文獻(xiàn):

    [1]蕭繼華俞宏宋心遠(yuǎn).環(huán)保型低溫自交聯(lián)印花粘合劑的合成與性能[J]印染助劑,2000,17(6):26-29.

    [2]李東亮,趙文斌,劉銀平.CS-9000涂科印花粘合劑的應(yīng)用[J]印染,1999,(10);37-39.

    [3]王水安.丁二烯粘合劑在涂料印花中的應(yīng)用[J].印染助劑,1999.16(4);18-20.

    [4]賀火明,雷芳明.涂科印花粘合劑的制備和性能研究[J].印染,1999,(10);16-17.

    [5]KanapitsanA.MolecularMobilityandHydrationPropertiesofSegmentedPolyurethanewithVaryingStructureofSoft-and-Hard-ChainSegments[J].J.ApplPolymSci.1999,(71);1209-1221

    [6]Yu-ChinLAI.ControlofHardSegmentSizeinPolyurethaneFormation[J]JournalofPolymerScience:PartA:PolymerChemistry,1995,(33):1767-1772.

    [7]武豐才,活性染料和涂料印花色牢度差的原因[J].印染,1999,(0);35-36

    [8]王菊生,孫鎧,染整工藝原理(第四冊(cè))[M].紡織工業(yè)出版社,1997.

    來(lái)源: 印染在線

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