聚丙烯酸酯轉(zhuǎn)移膠在反光布上的應(yīng)用研究

韓 君，饒海青

（成都中節(jié)能反光材料有限公司，四川 成都 610400）

聚丙烯酸酯轉(zhuǎn)移膠在反光布上的應(yīng)用研究

韓 君，饒海青

（成都中節(jié)能反光材料有限公司，四川 成都 610400）

對(duì)聚丙烯酸轉(zhuǎn)移膠在反光布上的應(yīng)用做了初步探討，通過對(duì)配料、固化劑添加量、涂布工藝的控制，制備了性能優(yōu)異的反光布產(chǎn)品。送標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試機(jī)構(gòu)測(cè)試結(jié)果顯示，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足使用要求。

聚丙烯酸酯；反光布；轉(zhuǎn)移膠

反光布是將玻璃微珠用膠粘劑固定在織物上，利用光線在玻璃微珠內(nèi)折射反射后回歸反射的光學(xué)原理，使反射光按入射光方向大部分返回光源方向[1～3]。這種織物具有安全功能性，當(dāng)穿著或攜帶此種安全材料在遇有光線照射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生醒目的效果，提高自身的能見度，從而使處于光源處的人員能很快發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，有效避免事故的發(fā)生，保證人身的安全[4，5]。目前，市場(chǎng)上銷售的反光布基本上都是通過轉(zhuǎn)移法生產(chǎn)的，由基布、膠粘劑、反射層、微珠層組合而成，其中膠粘劑是重要的關(guān)鍵性基礎(chǔ)原料[6]。聚丙烯酸酯膠粘劑由于易合成、耐久性好、低溫性能好、毒性小、粘接面廣等特點(diǎn)，可以滿足其使用要求[7～10]。

本文從配料、固化劑添加量、涂布工藝方面出發(fā)，探討了聚丙烯酸酯轉(zhuǎn)移膠在反光布上的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

丙烯酸異辛酯（EHA）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）、乙酸乙烯酯（VAc）、偶氮二異丁腈（AIBN）、乙酸乙酯，分析純，成都市科龍化工試劑廠；PET（聚酯）薄膜，25 μm厚，江蘇江陰金中達(dá)新材料股份有限公司；玻璃微珠，300～350目，成都領(lǐng)航科技股份有限公司；植株膠，上海征洲精細(xì)化工有限公司；T/C（80/20）布，市售；L-75固化劑，拜耳科技中國(guó)有限公司；鋁粉，8880B，深圳合生顏料；KH560，南京曙光；丁酮，市售。

NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；伽馬逆反射系數(shù)測(cè)試儀，德儀國(guó)際貿(mào)易上海有限公司；織物縮水率測(cè)試儀，南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；

1.2 轉(zhuǎn)移膠的配制

在裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝器、溫度計(jì)、滴液漏斗的四口燒瓶中，加入適量的溶劑和部分混合單體，邊攪拌邊升溫至回流溫度74～78 ℃；滴加部分引發(fā)劑溶液，在回流溫度反應(yīng)1 h左右；滴加剩余的單體和部分引發(fā)劑溶液，保溫2 h；滴加剩余的引發(fā)劑溶液，保溫反應(yīng)3 h，得到無(wú)色透明黏稠狀膠液；降溫冷卻，過濾出料即可。

取100份（質(zhì)量份，下同）上述合成的轉(zhuǎn)移膠，加入8～10份L-75固化劑，0.5份KH560，1.5～3份鋁粉，適量乙酸乙酯，攪拌均勻，過濾備用。

1.3 鍍鋁植株膜的制備

將植株膠均勻涂布在PET薄膜上，經(jīng)烘干后，均勻布上300～350目玻璃微珠，收卷后放入真空鍍鋁機(jī)中在玻璃微珠一側(cè)鍍鋁，得到鍍鋁植株膜。

1.4 反光布的制備

將配制好的轉(zhuǎn)移膠按一定的間隙均勻涂布在T/C（80/20）布上，經(jīng)烘道烘干后，將膠面和鍍鋁植株膜鍍鋁面在一定溫度和壓力下復(fù)合在一起，剝離PET薄膜，即得到反光布樣品。

熟化：將制好的反光布樣品放入60～80℃的烘房中放置48 h后可測(cè)試性能。

1.5 測(cè)試與表征

（1）逆反射系數(shù)：使用伽馬逆反射系數(shù)測(cè)試儀按ISO 20471：2013標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，入射角均為-4°，觀測(cè)角為0.2°。

（2）耐水洗性能：按ISO 20471：2013測(cè)試方法水洗25次后，測(cè)試逆反射系數(shù)。

（3）耐搓揉性能：將反光布的反光面對(duì)折后，用力反復(fù)搓揉100次后，觀察布面珠子脫落狀態(tài)，以未見大面積掉珠為宜，測(cè)試逆反射系數(shù)。

（4）耐溶劑性能：將20 cm×5 cm（長(zhǎng)×寬）的反光布樣品浸泡在丁酮中30 s，室溫靜置1 h后，觀察反光布表面狀態(tài)。若未出現(xiàn)膠面龜裂，珠子脫落，膠層與化纖布剝離等現(xiàn)象，則視為耐溶劑性能合格[6]。

（5）收卷卷心珠子沉降狀況：將生產(chǎn)的反光布分別單獨(dú)收卷，放置24 h后觀察卷心是否有暗紋。

2 結(jié)果與討論

2.1 配料對(duì)反光布性能的影響

目前生產(chǎn)高亮反光布主要采用溶劑型聚丙烯酸酯膠粘劑，固含量主要有35%和45% 2種[6，11]。使用時(shí)依據(jù)使用的基材的不同，結(jié)合轉(zhuǎn)移膠對(duì)基材的潤(rùn)濕性、自身的流平性、干膠厚度，考慮基布接頭是否能順利通過刮刀口，盡可能減少溶劑的使用量，配制好的基材固含量為20%～30%不等。

配料時(shí)除使用聚丙烯酸酯膠粘劑外，還需要添加固化劑、偶聯(lián)劑和鋁粉。配料步驟：第1步將鋁粉加入部分乙酸乙酯中，高速攪拌5 min后用100目濾網(wǎng)過濾后待用；第2步將部分乙酸乙酯加入配料桶中，將計(jì)量的聚丙烯酸酯膠粘劑加入攪拌桶中，高速攪拌5 min后加入待用的鋁粉分散液；第3步將固化劑緩慢加入攪拌桶中；第4步將偶聯(lián)劑分散到乙酸乙酯中攪拌均勻后加入攪拌桶中。完成上述步驟后，過濾靜止30 min，可用于涂布使用。

2.2 固化前后的紅外圖譜

圖1是膠粘劑和添加了4%固化劑（L-75）的膠粘劑的紅外譜圖，從圖1看出，3 400 cm

-1處為-OH吸收峰，2 959 cm-1附近為-CH-的

2伸縮振動(dòng)峰，1 750 cm-1為-C=0的伸縮振動(dòng)峰，添加了固化劑的樣品在3 400 cm-1處吸收峰減弱，說(shuō)明-OH參與了固化反應(yīng)。

圖1 聚丙烯酸酯轉(zhuǎn)移膠的紅外圖譜Fig.1 FT-IR spectra of polyacrylate transfer adhesives

2.3 固化劑用量對(duì)反光布性能的影響

用自制膠粘劑，選用L-75固化劑對(duì)膠粘劑進(jìn)行固化，探討其用量對(duì)反光布性能的影響，結(jié)果見表2。反光布用轉(zhuǎn)移膠，必須在涂布后一定時(shí)間內(nèi)固化，并且在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生固化臨界點(diǎn)，使得玻璃微珠正好有一半沉降在膠粘劑中，從而達(dá)到最佳的反光效果和粘接效果。從表2可看出，隨固化劑用量的增加，耐水洗性逐漸減弱，添加量為3%～5%時(shí)，水洗后逆反射系數(shù)較高。這可能是隨固化劑用量的增加，交聯(lián)密度也隨之增加，布的柔軟性降低，導(dǎo)致反光面耐摩擦減弱，掉珠，反光性降低。從表2還可看出，隨固化劑用量的增加耐揉搓減弱，耐溶劑性逐漸增強(qiáng)，卷心沉降減少。綜合考慮，固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%比較適合。

2.4 涂布工藝參數(shù)對(duì)反光布性能的影響

表1 L-75用量對(duì)反光布性能的影響Tab.1 Influence of L-75 amount on performance of reflective fabrics

涂布間隙的確定要綜合考慮各方面的因素，如基布種類、玻璃微珠粒徑、膠粘劑的固含量和黏度、涂布車速。但在實(shí)際生產(chǎn)中膠粘劑的固含量、黏度、涂布車速一般都比較穩(wěn)定，因此主要考慮的是基布種類和玻璃微珠的大小，應(yīng)依據(jù)膠粘劑對(duì)基布的流平性來(lái)設(shè)定，在保證流平性、玻璃微珠的剝離完整度、產(chǎn)品外觀的情況下，盡可能減少涂布間隙，從而降低生產(chǎn)成本。

車速的大小和烘道溫度密切相關(guān)，目的都是保證膠粘劑的溶劑揮發(fā)。烘道的溫度直接影響溶劑的揮發(fā)速率，對(duì)涂層的外觀和質(zhì)量有很大影響，干燥速度的快慢和溶劑的揮發(fā)速度成正比，干燥過快影響涂層的流平性，干燥慢可以保證涂層的流平，防止橘皮，泛白等現(xiàn)象。一般情況下，車速完全由烘道溫度及風(fēng)量決定，在設(shè)定烘道溫度及風(fēng)量時(shí)遵循2端低、中間高的原則，靠近涂布頭的烘道保持在常溫，風(fēng)量較低甚至不需要風(fēng)量。然后依梯度升高，靠近后半段烘道達(dá)到最高，靠近烘道尾端降低溫度，風(fēng)量可適度保持較高狀態(tài)，最高溫度的取值和使用的溶劑體系相關(guān)。若涂布頭溫度或風(fēng)量太高，容易造成表面溶劑揮發(fā)過快，出現(xiàn)“表干”現(xiàn)象，膠粘劑內(nèi)部的溶劑來(lái)不及揮發(fā)。

在反光布的生產(chǎn)過程中，復(fù)合是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，膠粘劑經(jīng)過烘道將溶劑揮發(fā)掉，在此處與鍍鋁植株膜貼合在一起，在復(fù)合輥的溫度、壓力作用下將玻璃微珠嵌入膠粘劑中。復(fù)合溫度和壓力要從車速、烘道溫度、風(fēng)量、烘道長(zhǎng)度、玻璃微珠轉(zhuǎn)移干凈程度、環(huán)境溫度、膠粘劑的種類、膠粘劑涂層厚度等幾個(gè)方面來(lái)共同設(shè)定[11]。車速和烘道溫度及風(fēng)量是非常重要的，車速慢、烘道溫度高、風(fēng)量大、烘道長(zhǎng)，膠粘劑中的溶劑揮發(fā)得越徹底，固化速率也加快，需要提高復(fù)合溫度及壓力，才能將玻璃微珠嵌入膠粘劑中；相反如果烘道溫度較低、風(fēng)量較低、車速過快、烘道較短，膠粘劑中還殘留有大量的溶劑，膠粘劑整體較軟，必須降低壓力和復(fù)合溫度，嚴(yán)重者可能無(wú)法正常剝離PET；在正常的涂布間隙時(shí)，玻璃微珠轉(zhuǎn)移不干凈，也需要適當(dāng)提高復(fù)合溫度和壓力，讓布面在經(jīng)過輥時(shí)，軟化膠粘劑，利于玻璃微珠嵌入；在環(huán)境溫度較低時(shí)，需要適當(dāng)提高復(fù)合溫度和壓力；涂布過程中如果出現(xiàn)間隙增大，必須降低復(fù)合輥的溫度及壓力，同時(shí)調(diào)低車速；使用快速固化的膠粘劑時(shí)，必須提高復(fù)合溫度和壓力，否則可能導(dǎo)致水洗效果明顯變差。

2.5 應(yīng)用性能測(cè)試

圖2是送檢上海SGS機(jī)構(gòu)測(cè)試結(jié)果，從圖2可以看出，經(jīng)過耐磨、屈撓、低溫彎曲、溫度變化、雨淋、干洗5次、水洗50次測(cè)試后，逆反射系數(shù)均遠(yuǎn)高于EN471：2013標(biāo)準(zhǔn)要求的100倍。經(jīng)過上述暴露實(shí)驗(yàn)后，外觀無(wú)特別明顯的變化。

圖2 產(chǎn)品送檢SGS測(cè)試結(jié)果Fig.2 Results tested by SGS

圖3 水洗測(cè)試結(jié)果Fig.3 Results of water washing test

3 結(jié)語(yǔ)

（1）反光布生產(chǎn)中的工藝參數(shù)如配膠過程、涂布間隙、烘道溫度和風(fēng)量、復(fù)合輥的參數(shù)等對(duì)轉(zhuǎn)移膠的應(yīng)用性能影響很大。

（2）該轉(zhuǎn)移膠經(jīng)過耐磨、屈撓、低溫彎曲、溫度變化、雨淋、干洗5次、水洗50次測(cè)試后，滿足EN471：2013標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]張海泉,張長(zhǎng)萍.微珠直徑對(duì)回歸反光織物性能的影響[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào),2007,6(3):350-353.

[2]于范芹.回歸反射織物的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].印染, 2005,31(11):43-44,50.

[3]車青松.反光材料的安全防護(hù)作用及發(fā)展建議[J].中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備,2002,10(2):27-29.

[4]李云臺(tái).高亮度服裝輔料[J].寧波服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,3(2):20-22.

[5]萬(wàn)震,周紅麗.安全防護(hù)功能紡織品[J].紡織導(dǎo)報(bào), 2005,33(5):50-56.

[6]朱銀邦,林學(xué)海,曹剛.反光材料用阻燃丙烯酸酯類涂層膠粘劑的研制[J].中國(guó)膠粘劑,2009,18(8): 19-23.

[7]呂光普,李昱江,郭焱.丙烯酸酯類壓敏膠的合成與性能研究[J].粘接,2009,30(9): 46-50.

[8]劉克洋,劉敏,張書香.溶劑型聚丙烯酸酯壓敏膠的研究[J].山東化工,2008,37(12): 20-23.

[9]李明,劉鐵.交聯(lián)型丙烯酸酯壓敏膠粘劑的合成研究[J].遼寧化工,2001,30(4):147-148.

[10]曾憲家,段衛(wèi)東.單組分交聯(lián)丙烯酸酯壓敏膠的研制[J].中國(guó)膠粘劑,2001,11(5):20-22.

[11]李崗,郝長(zhǎng)生,沈峰.高亮反光布生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定與探討[J].廣東包裝,2012,18(2):53-54.

Study on application of polyacrylate transfer adhesive in reflecting fabric

HAN Jun, RAO Hai-qing
(Chengdu CECEP Reflective Materials Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610400, China)

In this paper, the application of polyacrylate transfer adhesive in reflecting fabric was primarily discussed, and the product with excellent performance was prepared by controlling the blending process, the curing agent amount and the coating process. The test results obtained by SGS showed that various performance indexes of the transfer adhesive all meet the application requirements of reflecting fabric.

polyacrylate; reflective fabric; transfer adhesive

TQ 433.4+36

A

1001-5922（2017）01-0039-04

2016-09-24

韓君（1984-），男，碩士，主要從事膠粘劑的開發(fā)及反光材料的生產(chǎn)管理。E-mail：280839489@qq.com。