有機硅改性聚丙烯酸酯粘合劑的印花性能改進

張奇鵬+徐倩+馮紫馨

摘 要 采用側鏈乙烯基聚硅氧烷改性的聚丙烯酸酯粘合劑對純棉織物進行涂料印花性能研究。選用不同用量的有機硅改性聚丙烯酸酯粘合劑和不同的焙烘條件對織物進行印花處理，通過試驗確定了該涂料印花粘合劑的最佳工藝條件：粘合劑用量30%，焙烘溫度160℃，焙烘時間4min，K/S值最大達2.9218，硬挺度2.35cm，干摩擦4-5級，濕摩擦4級。同時對比了傳統(tǒng)印花粘合劑的效果差異。

關鍵詞 有機硅改性 聚丙烯酸酯 涂料印花

中圖分類號：TS194.2 文獻標識碼：A

0前言

涂料印花是借助于高分子聚合物（粘合劑）將不溶于水的有色物質（顏料）機械地固著在織物上從而在織物上形成堅牢、透明耐磨的有色薄膜的印花方法。涂料印花技術具有工藝簡單、不需汽蒸和水洗、用水量少、能源消耗低、色譜齊全、色彩鮮艷等特點，因而被廣泛應用。粘合劑決定了印花織物的顏色鮮艷度、牢度和產品手感。涂料印花粘合劑一般是具有一定聚合度的高分子化合物乳液或溶液，是印花色漿重要組成部分，在色漿中呈溶液或分散狀。它們在較高的溫度及交聯(lián)劑作用下，能發(fā)生成膜粘著過程，當溶劑或其它液體蒸發(fā)后，在印花的地方形成一層很薄的膜，將涂料顆粒等物質粘著在紡織品的表面，對產品的牢度（摩擦、水洗、干洗牢度等）、手感和色澤起決定性的影響。

常規(guī)聚丙烯酸酯粘合劑在印制大面積花紋時，手感還不夠柔軟，濕摩擦牢度難以達到客戶要求。有機硅具有良好的耐熱、耐寒、耐沾污等優(yōu)點，且手感柔軟，用其改性聚丙烯酸酯，能夠使乳液和膠膜的性能得到極大改善。本文主要采用自制的有機硅對聚丙烯酸酯進行改性，合成了有機硅改性聚丙烯酸酯細乳液，并用于棉織物的涂料印花工藝，對織物的干濕摩擦牢度、硬挺度和K/S值等方面進行研究，并對比傳統(tǒng)聚丙烯酸酯粘合劑的印花效果。

1 試驗

1.1 織物

純棉織物 21tex€？1tex，280根/10cm€？40根/10cm。

1.2 藥品

側鏈含雙鍵聚硅氧烷單體（自制，分子量5100，雙鍵含量11%），丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、苯乙烯（St）、正十六烷（HD）、過硫酸銨、氨水、N-羥甲基丙烯酰胺（均為分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司），十二烷基硫酸鈉（SDS）、丙烯氧基丙基烷基酚基聚醚硫酸銨（V-20S）、脂肪醇聚氧乙烯醚（O-10）（均為工業(yè)級，上海忠誠精細化工有限公司），印花涂料藍（工業(yè)級，溫州百色得精細顏料化工有限公司），增稠劑PTF （工業(yè)級，上海譽輝化工有限公司）

1.3儀器設備

JJ-1精密增力電動攪拌器（江蘇省金壇市科學儀器廠），M-6高溫定型機（杭州三錦科技有限公司），GZX-9070 MBE數(shù)顯鼓風干燥箱（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠），HD207N自動織物硬挺度儀（寧波紡織儀器廠），Y571L染色摩擦色牢度儀（萊州市電子儀器有限公司），XY系列精密電子天平（紹興市元茂機電設備有限公司），Datacolor600 測色配色儀。

1.4 有機硅改性聚丙烯酸酯細乳液的制備

稱取乳化劑SDS 2.6 g、O-10 1.7 g、V-20S 1.7 g、NMA 3 g及去離子水335 g加入燒杯中并溶解；另稱取BA 90 g、MMA 15 g、St 21 g、AA 4 g、HD 6.65 g和側鏈含雙鍵聚硅氧烷單體7.98 g于另一燒杯中并攪拌混合，將兩燒杯中的液體混合并攪拌預乳化30min，超聲處理20min，得預乳液。在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計以及恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中倒入三分之一預乳液，攪拌并升溫至80 ℃，加入10g過硫酸銨水溶液（3wt%）。待乳液呈藍光且乳液溫度穩(wěn)定后，滴加剩余三分之二預乳液和20 g過硫酸銨水溶液（3wt%），控制滴加速度度，2 h內滴完。滴完后繼續(xù)保溫反應1h。反應結束后，自然冷卻并用氨水調節(jié)pH值至6-8，即得含固率30%的有機硅改性聚丙烯酸酯細乳液。

1.5 棉織物的涂料印花工藝

將調制好的色漿（涂料藍2g，粘合劑xg，增稠劑1.5g，水36g），采用磁棒印花機，對棉織物進行印花，80℃預烘5 min，再y℃焙烘zmin。

1.6 涂料印花織物測試方法

印花織物測試前，恒溫恒濕（20€？℃，65€？%RH）平衡24h。

（1）耐摩擦色牢度：參照GB-T3920-2008耐摩擦色牢度標準，由Y571L染色摩擦色牢度儀測定。

（2）硬挺度：織物硬挺度由HD207N自動織物硬挺度儀測定。

（3）K/S值：將涂料印花好的織物折疊成四層，打開Datacolor 600測色配色儀，預熱之后校正，將折疊的織物夾在儀器上，測試三次取平均值。

2 結果與討論

2.1 有機硅改性粘合劑用量對涂料印花織物性能的影響

粘合劑用量對印花織物的質量起著重要影響。實驗固定焙烘時間4min，溫度160 ℃，研究了自制的有機硅改性粘合劑用量對印花織物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的影響。結果如表1所示。

由表1可以看出，隨著粘合劑的用量增加，干摩擦色牢度基本不變，濕摩擦色牢度略有升高，硬挺度逐漸變小，手感變好，K/S也較高，但用量過多會造成手感變硬。因此粘合劑用量為30%時，效果最好。

2.2焙烘溫度對涂料印花織物性能的影響

自制粘合劑中交聯(lián)單體在一定溫度下可與纖維發(fā)生交聯(lián)反應或自交聯(lián)，提高織物的耐摩擦色牢度。實驗固定粘合劑用量為30%，焙烘時間4min，研究了焙烘溫度與印花織物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的關系，結果如表2所示。

由表2可以看出，隨焙烘溫度的升高，織物的K/S值也升高，說明顏色變深。同時，隨焙烘溫度的升高，棉織物耐干摩擦色牢度略有上升，耐濕摩擦色牢度明顯上升，硬挺度逐漸增大，手感變差。但焙烘溫度過高，會導致印花產品硬挺度變大，手感變差之外，還造成過度的能源消耗。因此，實驗綜合考慮確定焙烘溫度為 160℃。

2.3焙烘時間對涂料印花織物性能的影響

焙烘時間對印花織物性能也起著重要作用，實驗固定粘合劑用量為30%，焙烘溫度160℃，研究了焙烘時間與印花織物耐摩擦色牢度、硬挺度和K/S值的關系，結果如表3所示。

由表3可知，隨焙烘時間的延長，印花后織物的耐干、濕摩擦色牢度先上升后下降，硬挺度逐漸變大，手感變差。這主要是因為增加焙烘時間，可以增大聚合物膠膜的交聯(lián)度，提高膠膜韌性及耐水性，從而提升印花織物的耐干、濕摩擦色牢度。但焙烘時間過長會使聚合物膠膜交聯(lián)度過大，使得韌性下降，致使印花干濕摩擦牢度下降。同時，隨著焙烘時間的延長，膠膜的交聯(lián)度增加還會造成織物硬挺度增大，手感變差。因此，實驗選擇焙烘時間為 4min，此時耐干、濕摩擦色牢度效果都比較好，手感也較好。

2.4 不同粘合劑印花性能比較

實驗固定粘合劑用量為30%，焙烘溫度160℃，焙烘時間4min，比較了常規(guī)聚丙烯酸酯粘合劑和自制的有機硅改性聚丙烯酸酯粘合劑的印花性能，結果如表4所示。

由表4可知，與常規(guī)聚丙烯酸酯粘合劑相比，使用有機硅改性粘合劑的印花織物的耐干、濕摩擦色牢度均提高，特別是耐濕摩擦色牢度提高明顯，同時硬挺度差別不大，可見自制粘合劑印花性能較好。

3結論

將有機硅改性聚丙烯酸酯粘合劑乳液應用于涂料印花，優(yōu)化了印花工藝：粘合劑用量30%，焙烘溫度160℃，焙烘時間4min，K/S值最大達2.9218，硬挺度2.35cm，干摩擦4-5級，濕摩擦4級，手感柔軟。自制有機硅粘合劑印花性能較常規(guī)聚丙烯酸酯粘合劑印花效果好，具有較好的應用前景。

基金項目：2014年紹興市大學生科技創(chuàng)新項目；2015年校級科研項目。

參考文獻

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