涂料印花是利用粘合劑將顏料粘附到紡織品上的印花方法.目前,在我國(guó)出口的紡織品中,印花產(chǎn)品和服裝印花占了相當(dāng)大的比例,而涂料印花則占了我國(guó)總印花量的50%左右.然而,由于我國(guó)印花企業(yè)數(shù)量眾多、國(guó)內(nèi)的涂料印花科技含量較低,很多印花產(chǎn)品沒有創(chuàng)新科技的成分,也沒有附加的特殊功能,最終導(dǎo)致產(chǎn)品檔次不高,利潤(rùn)十分微薄.在當(dāng)前我國(guó)紡織行業(yè)面臨國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈、品牌缺乏、其他發(fā)展中國(guó)家的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)和西方國(guó)家設(shè)置的技術(shù)和環(huán)保壁壘等不利因素的情況下,國(guó)內(nèi)印花行業(yè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn).
涂料印花產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次很大程度上取決于涂料印花粘合劑的性能.目前,國(guó)內(nèi)印花行業(yè)廣泛使用的粘合劑是水性聚丙烯酸酯類粘合劑,該粘合劑存在熱粘冷脆、濕磨擦牢度和手感較差等缺點(diǎn),其應(yīng)用范圍具有一定的局限性,難以用于高檔印花產(chǎn)品,并且多數(shù)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑都含有一定量的自交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺,在焙烘和貯存過程中會(huì)釋放出甲醛.近年來,隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),世界各國(guó)特別是歐盟頒布了許多環(huán)保法規(guī)與法則,加上當(dāng)前我國(guó)印花行業(yè)面臨的困境,促使國(guó)內(nèi)涂料印花粘合劑的研發(fā)朝著新型、環(huán)保和高性能的方向發(fā)展.
1合成涂料印花粘合劑的新材料
1.1環(huán)保型的新型交聯(lián)劑
目前,市場(chǎng)上多數(shù)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑在合成時(shí)都加入N-羥甲基丙烯酰胺,這種自交聯(lián)單體能有效地提高印花產(chǎn)品的耐水洗和耐磨擦牢度.但N-羥甲基丙烯酰胺的加入會(huì)導(dǎo)致印花產(chǎn)品在焙烘和貯存過程中釋放出游離的甲醛.要制備環(huán)保型的涂料印花粘合劑,一個(gè)途徑就是在粘合劑合成時(shí)摒棄以往常用的自交聯(lián)單體N-羥甲基丙烯酰胺,尋找能代替它并能保持原有印花產(chǎn)品性能的交聯(lián)單體.
蕭繼華[1-2]等人以合成的環(huán)氧丙烯酸酯代替N-羥甲基丙烯酰胺制備涂料印花粘合劑,其印花產(chǎn)品不會(huì)釋放游離甲醛,印花性能良好,手感柔軟,干、濕磨擦牢度能達(dá)到或超過含N-羥甲基丙烯酰胺的粘合劑.
沈翠慧[3]等人選用含有多種反應(yīng)性基
此外,高凱[4]等人用雙丙酮丙烯酰胺配合己二酸二酰肼作為自交聯(lián)單體,陳國(guó)寶[5]采用無甲醛活性單體G和甲基丙烯酸作為混合交聯(lián)劑,袁沛然[6]等人選用自制反應(yīng)性交聯(lián)單體M代替N-羥甲基丙烯酰胺,都達(dá)到了同類粘合劑的水平.
1.2聚氨酯及其改性乳液
聚氨酯乳液具有良好的物理機(jī)械性能、優(yōu)異的耐磨性、彈性及軟硬度隨溫度變化不太大等優(yōu)點(diǎn).孫文章[7]等人用自制的聚氨酯乳液作為涂料印花粘合劑,印花產(chǎn)品手感柔軟,得色量高,干、濕磨擦牢度達(dá)到4~5級(jí),皂洗牢度達(dá)到4級(jí)左右,超過了涂料印花的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及其它染料印花布的國(guó)標(biāo)要求,可與染色布媲美,甚至超過后者.
雖然水性聚氨酯具有優(yōu)異的性能,但水性聚氨酯成本較高.用廉價(jià)的丙烯酸酯和聚氨酯進(jìn)行復(fù)合制備水性聚氨酯-丙烯酸酯,既可以提高聚氨酯的性能,又能降低材料的成本.將復(fù)合乳液作為粘合劑用于涂料印花,既能提高印花產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,又能拓寬聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑的應(yīng)用范圍.將水性PUA復(fù)合乳液作為粘合劑用于純棉平布的涂料印花中,織物的印花牢度和手感都比較好,而且比常用的國(guó)產(chǎn)聚丙烯酸酯類涂料印花粘合劑用膠量少[8].
此外,有機(jī)硅耐高低溫性能和耐水性優(yōu)異、表面能低、還具有良好的柔軟性和透氣性,用其對(duì)丙烯酸酯乳液進(jìn)行改性,也能得到具有優(yōu)良印花性能的涂料印花粘合劑[9-12].關(guān)于用丁二烯和丙烯酸酯共聚制備涂料印花粘合劑也有報(bào)道[13].
2合成涂料印花粘合劑的新工藝
2.1核殼乳液聚合
核殼乳液聚合就是制備具有核殼結(jié)構(gòu)的乳膠粒聚合物乳液的方法.核殼型聚合物乳液與普通均相結(jié)構(gòu)的聚合物乳液相比,前者能通過粒子設(shè)計(jì),在不改變?cè)辖M成的前提下,賦予聚合物
杜金梅[14]等人以丙烯酸丁酯為軟單體,苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯為硬單體,丙烯酸和甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯為功能性單體合成了硬殼軟核乳膠粒子的乳液.將該乳液作為粘合劑用于純棉針織布的涂料印花,結(jié)果表明:采用該粘合劑配制的印花漿在刮涂時(shí)不塞網(wǎng),印花織物的顏色鮮艷度好、皂洗牢度達(dá)到4~5級(jí),干磨擦牢度達(dá)到4級(jí),濕磨擦牢度達(dá)到3~4級(jí).高宇[15]等人以丙烯酸酯為殼層,將聚硅氧烷以化學(xué)鍵的形式接枝到丙烯酸酯的大分子鏈上并形成核層,制備了具有外硬內(nèi)軟核殼結(jié)構(gòu)的共聚物乳液.在相同的條件下,分別用該粘合劑與美國(guó)Brookline化學(xué)公司生產(chǎn)的Superprint101硅丙乳液類涂料印花粘合劑進(jìn)行印花,并將其印花織物性能進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:前者手感較好,顏色鮮艷度和顏色深度略差,干濕磨擦牢度與后者相同.
2.2互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)
互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)是兩種或兩種以上的共混聚合物分子鏈相互貫穿且至少有一種聚合物是以化學(xué)鍵的方式完成交聯(lián)而形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).用這種方法制備的共混聚合物的分子由于相互交叉滲透,機(jī)械纏結(jié),能起到“強(qiáng)迫互溶”和“協(xié)同作用”,與一般的組成相同的乳液均勻共聚物相比,其許多性能如成膜性能、耐磨性和拉伸伸長(zhǎng)率等都得到明顯提高.
顧東民[16]等人以(甲基)丙烯酸及其衍生物等為原料,采用分步乳液聚合的方法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)型的環(huán)保涂料印花粘合劑,并通過溶解性能、熱分析及電鏡表征證實(shí)了互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)這種結(jié)構(gòu)的存在.其印花結(jié)果表明:在滌綸上的濕牢度優(yōu)于在棉布上,干、濕磨擦及刷洗牢度均達(dá)到4級(jí).
互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)型的PUA復(fù)合乳液也可用作涂料印花粘合劑,這種乳液可以結(jié)合聚氨酯與丙烯酸酯的優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)生增效作用,克服目前丙烯酸酯粘合劑性能的不足,大幅度提高手感、延伸強(qiáng)度、延伸率、吸水率、吸塵性等性能.此外,PUA粘合劑延伸性的大幅提高,滿足了針織物印花的需
2.3輻射乳液聚合
輻射乳液聚合是指在高能射線輻照下使介質(zhì)水分解成自由基而引發(fā)乳液聚合.這種工藝具有聚合時(shí)不需要加入引發(fā)劑和PH調(diào)節(jié)劑、能低溫聚合、接枝能深入乳膠顆粒的內(nèi)部使接枝效率高等優(yōu)點(diǎn).楊建軍[19]等人采用原位乳液聚合工藝,利用鈷60-γ輻射制備出一種無甲醛的水性丙烯酸酯-聚氨酯涂料印花粘合劑.該工藝?yán)幂椛渚酆系膬?yōu)勢(shì)進(jìn)行乳液接枝共聚或交聯(lián),增加了丙烯酸酯和聚氨酯的相容性,通過IPN的“協(xié)同效應(yīng)”和“強(qiáng)迫互溶”的作用制得大小均勻、形態(tài)規(guī)整的PUA乳液,提高了涂料印花粘合劑防污性、透濕性、耐洗牢度和手感等性能.
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