涂料印花是利用粘合劑在織物表面成膜原理將不具親和性和反應(yīng)性的顏料粘附在織物上的印花方法。涂料印花不受織物纖維的限制,也不受織造方法的影響,一般印制后只需固色而無(wú)需水洗從而縮短了工藝流程,節(jié)約了能源,減少印染廢水對(duì)環(huán)境的污染。涂料印花不僅用于直接印花,也可根據(jù)需要用于類似染料拔染印花效果的罩印印花可獲得染料印花很難獲得的印花效果。如金銀粉印花、立體印花、珠光印花、消光印花、植絨印花、仿真印花等。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球涂料印花織物占印花布總產(chǎn)量的70%以上,如近年來恤衫印花圖案豐富多彩,DIY(自己動(dòng)手印花)也成了一種時(shí)尚。當(dāng)前,我國(guó)涂料印花有了長(zhǎng)足進(jìn)步,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尚不盡合理,中、低檔產(chǎn)品居多,利潤(rùn)十分微薄,普通的恤坯衣在國(guó)際市場(chǎng)上每件約美元,而同樣坯衣印好圖案后售價(jià)可達(dá)美元,而涂料印花產(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,因此制備高性能的粘合劑是提高印花技術(shù)和質(zhì)量的一個(gè)重要方向。涂料印花也存在一些生態(tài)環(huán)保問題,如著色劑有機(jī)顏料中的致癌芳香胺、粘合劑中的甲醛和烷基酚聚氧乙烯醚類化合物(APEO)、增稠劑的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)等。國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布的《嬰幼服裝標(biāo)準(zhǔn)》已于2008年10月1日實(shí)施。嬰幼兒紡織品甲醛含量不得超過20mg/kg國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《紡織品甲醛含量的限定》規(guī)定直接接觸皮膚類服裝的甲醛含量應(yīng)低于75mg/kg,非直接接觸皮膚類服裝和室內(nèi)裝飾類紡織品的甲醛含量應(yīng)低于300mg/kg國(guó)內(nèi)印花行業(yè)廣泛使用的粘合劑是水性聚丙烯酸醋類粘合劑,該粘合劑存在熱粘冷脆、濕磨擦牢度和手感較差等缺點(diǎn),難以用于高檔印花產(chǎn)品,且多數(shù)聚丙烯酸醋類涂料印花粘合劑都含有一定量的N一經(jīng)甲基丙烯酞胺(NMA),在焙烘和貯存過程中會(huì)釋放出甲醛。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),世界各國(guó)特別是歐盟頒布了許多環(huán)保法規(guī),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.涂料印花粘合劑的發(fā)展
1.1.1共聚單體
共聚丙烯酸醋類單體可分為軟單體,此類單體的玻璃化溫度低,能夠賦予涂層一定的柔韌性,使聚合物在低溫下有良好的使用性。如丙烯酸丁醋(BA)、丙烯酸乙酷(EA)、丙烯酸異辛醋(2-EHA)等;2硬單體,可賦予涂層較高的使用溫度和一定的光澤,并使涂層耐刮擦。如丙烯酸甲醋甲基丙烯酸甲酷等;3功能性單體,有竣基單體和交聯(lián)型單體兩種。梭基單體如丙烯酸、甲
3.丁二烯。國(guó)外有丙烯酸酷與丁二烯共聚乳液涂料印花粘合劑,性能甚佳,而目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的粘合劑基本上不含丁二烯,原因是丁二烯在常溫下呈氣態(tài),生產(chǎn)技術(shù)要求高。針對(duì)此,曾慶樂等探索了丁二烯與丙烯酸醋乳液共聚的各種影響因素表明乳液共聚產(chǎn)物膠乳適合作涂料印花粘合劑。
1.1.3乳化劑的改進(jìn)
粘合劑中乳化劑的存在降低了粘合劑在基材表面的附著力,也給粘合劑的表面性質(zhì)、乳液成膜的致密性、耐摩擦性能及耐水性等造成一定的影響。為了解決上述問題,人們嘗試用可聚合乳化劑來替代傳統(tǒng)乳化劑,既可改善織物的手感,又能提高耐干洗和耐水洗性。可聚合乳化劑具有可參加聚合反應(yīng)的雙鍵,能作為共聚組分參與聚合結(jié)合到分子鏈上,又能起穩(wěn)定乳膠粒的作用,且能有效防止成膜后乳化劑的遷移,提高涂膜的耐水性和附著力。顧相軍等以自制的可聚合乳化劑馬來酸配脂肪醇聚氧乙烯醚單醋鈉鹽代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳化劑合成了苯乙烯/丙烯酸丁酷/甲基丙烯酸甲醋三元共聚乳液粘合劑,并將合成的粘合劑用于涂料印花。朱文均等采用自制功能性和反應(yīng)性乳化劑及互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)技術(shù),合成了一種新型NC-203粘合劑,具有較好的粘接力,已被多家服裝輔料企業(yè)用于熱熔膠整理,整理后織物具有良好的剝離強(qiáng)度以及理想的各項(xiàng)物理指標(biāo)。
此外,無(wú)皂乳液聚合在反應(yīng)過程中不加或加微量乳化劑的乳液進(jìn)行聚合,克服了傳統(tǒng)乳液聚合的弊端,并且無(wú)皂乳液粒子大小均勻、表面清潔,廣泛用于生物、醫(yī)學(xué)、化工等領(lǐng)域。沈飛葉等采用無(wú)皂乳液聚合,選擇合適的陽(yáng)離子單體和引發(fā)劑,用自由基聚合法合成了穩(wěn)定的陽(yáng)離子型聚合物乳液。探討了軟單體BA、陽(yáng)離子單體M、引發(fā)劑過硫酸胺(APS)用量、攪拌速度等因素對(duì)乳液性質(zhì)的影響,用作涂料染色的粘合劑,效果較陰離子粘合劑好,濕摩擦牢度相近,手感柔軟。
1.2聚氨醋類涂料印花粘合劑
水溶性聚氨醋具有干燥成膜,其分子組成兼有軟、硬鏈段,配比適當(dāng),
2聚合方法的改進(jìn)
2.1核殼結(jié)構(gòu)
采用核殼聚合法能夠改善粘合劑的堵網(wǎng)性,以減少印花堵網(wǎng)而提高印花正品率。人們一直致力于研制出一種無(wú)甲醛低溫核殼結(jié)構(gòu)的涂料印花粘合劑,使其在低溫焙烘或者免焙烘的條件下獲得滿意的織物牢度性能,徹底解決游離甲醛問題,同時(shí)改善涂料印花中普遍存在的手感差的問題,屬于環(huán)保型產(chǎn)品。蔣學(xué)等選擇新型交聯(lián)單體代替N一經(jīng)甲基丙烯酞胺,采用半連續(xù)種子乳液聚合法制備核殼型環(huán)保粘合劑,透射電鏡(TEM)觀察到粘合劑乳液粒子具有明顯的核殼結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果表明:粘合劑乳液固含量約30%,粒子粒徑分布均一,粒徑150nm左右,并且粒徑隨交聯(lián)單體的用量增加而逐漸變大。采用丙烯酸輕丙醋交聯(lián)單體的反應(yīng)活性較高,容易形成凝膠物。其用于棉織物涂料印花時(shí)摩擦牢度、刷洗牢度、皂洗牢度和手感均良好。
2.2互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)
IPN能在很大程度上改變高聚物的性能,制備方法也不復(fù)雜,將印染行業(yè)中的助劑制備成IPN使之適應(yīng)工藝要求,可提高產(chǎn)品質(zhì)量,如染色牢度和手感。青正安等利用微乳液聚合方法,選用丙烯酸醋類單體和有機(jī)硅類功能性單體,研制
3結(jié)束語(yǔ)
國(guó)內(nèi)外紡織印染行業(yè)涂料印花粘合劑不斷更新?lián)Q代,主要是通過提高牢度、改善手感、降低能耗、減少污染,以達(dá)到更佳的效果,使創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化,從而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,今后的發(fā)展方向?qū)⒓性谝韵聨讉€(gè)方面:1降低產(chǎn)品成本,開發(fā)性能優(yōu)異的非丙烯酸醋類粘合劑。2.研制常溫交聯(lián)的環(huán)保交聯(lián)劑,僅自然干燥即可,真正做到低碳,并且不會(huì)釋放游離甲醛和APEO,符合環(huán)保要求。3.研究新的乳液聚合工藝和引發(fā)技術(shù),如互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)、無(wú)皂乳液聚合、紫外線可焙烘型,不需常規(guī)熱焙烘及皂洗水洗、烘干工藝等。
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