粘合劑是涂料印花色漿的重要組分之一.它對印花產(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和方向.本試驗采用無甲醛交聯(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
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)單體聚合變成微藍半透明狀液體作保護膠體.再滴加經(jīng)預乳化的軟單體、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)量分數(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短,對其配比進行優(yōu)化,可得到性能優(yōu)異的粘合劑.本試驗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)單體進行試驗,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)的進行.由于丙烯酸酯乳液聚合在O/W 型乳液中進行,故要求乳化劑的親水親油平衡值(HLB)在 10~18,對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最穩(wěn)定.經(jīng)過試驗,單獨采用非離子型乳化劑或陰離子型乳化劑,乳狀液均不能達到良好的乳化效果.將上述兩種乳化劑復合使用,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,單體聚合時容易產(chǎn)生暴聚和凝聚f在試驗過程中無暴聚物產(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%(對共聚單體質(zhì)量)。
2.3 交聯(lián)劑用量
當活性單體含有甲基丙烯酸時,共聚物表面的羧基增加,既能提高共聚物的親水性,又能增加負電性,使乳液穩(wěn)定,還能增加對纖維的分子問吸引力,提高染色牢度.本試驗采用活性單體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,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.本試驗同時采用尿素和甘油作保濕劑,用量過少,達不到良好的保濕效果;用量過多,則影響粘合劑的牢度指標.由表4可知,保濕劑的最佳用量為0.3%~0.5%(對共聚單體質(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的各項印花牢度指標均達到國家標準.
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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