涂料是非水溶性的色素,對纖維沒有親和力,特別適用于棉及棉混紡織物的淺色染色.涂料軋染是先借軋輥的擠軋作用,把涂料均勻地分布在織物上,預(yù)烘之后,再高溫焙烘,粘合劑在織物表面形成一層膜,借助粘合劑的粘結(jié)力將涂料機械地粘著在纖維上。涂料染色具有染料染色所不具備的許多優(yōu)點,但是也有不足之處[1]。本文就如何獲得較佳的涂料染色效果進行了探討.
1 試驗
1.1 原料和儀器
原料:甲基丙烯酸(MAA) ,丙烯酸羥乙酯(HEA),甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA),氮丙啶類交聯(lián)劑(上海),過硫酸銨(APS),蒸餾水,涂料(市售)。
儀器: LA-205型實驗用熱定型機,Mu5057型氣壓電動軋車,ZBW04003-87型硬挺度測試儀,Master-Sizer2000E型Mastersizer 激光衍射粒度分析儀.
1.2 無皂乳液粘合劑合成
將單體甲基丙烯酸甲酯(硬單體)、丙烯酸丁酯(軟單體)混合均勻,注入恒壓漏斗中待用;將一定量引發(fā)劑過硫酸銨(APS)3%,及功能性單體MAA混合溶液加到另一恒壓漏斗中,并調(diào)節(jié)pH值至弱堿性,滴加引發(fā)劑溶液及混合單體,控制滴加速率,加入丙烯酸羥乙酯(作為交聯(lián)單體),在(80±1)℃ 反應(yīng)1h,然后在
1.3 應(yīng)用
織物浸軋染液(涂料
1.4 性能測試
乳液粒徑:采用激光衍射粒度分析儀測試;摩擦牢度:按GB/T3920-1997測試;皂洗牢度:按GB/T3921.1-1997測試;手感:將染色布剪成
2 結(jié)果與討論
2.1 粘合劑成分對織物性能的影響
無皂乳液合成過程中,MAA的引入,可在一定程度上提高粘合劑的穩(wěn)定性和涂膜性能.但大分子中含有親水性的羧基,用量過高會降低乳液的成膜速率,使聚合物的耐水性下降[3]。由表1可知,隨著MAA用量的增加,摩擦牢度先呈上升趨勢,隨后有所下降,但干摩擦牢度要好于濕摩擦牢度.原因是適量的MAA有利于增加涂層與織物之間的附著力,當(dāng)MAA用量較大時,粘合劑膜親水性會大幅度提高,其濕態(tài)強度急劇下降,則必然會影響粘合劑的濕摩擦牢度.但皂洗牢度變化不大.綜合考慮.MMA以10%(對單體總質(zhì)量)為宜。
表1 MAA用量對織物性能的影響
| MAA/%(對單體總質(zhì)量) | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干摩 | 濕摩 | 沾色 | 褪色 | |
| 5 | 3-4 | 3-4 | 4 | 4-5 |
| 10 | 4-5 | 4 | 5 | 4-5 |
| 15 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 5 |
| 20 | 3 | 3 | 4 | 4 |
注; HEA4%, BA: MMA=7:3
丙烯酸羥乙酯(HEA)在聚合過程中作為一種交聯(lián)劑,其作用在于:通過交聯(lián)可提高粘合劑的粘結(jié)強度、耐水性以及提高膜的粘結(jié)強度等.染色時,涂料被包裹在粘合劑皮膜中,通過交聯(lián)劑,粘合劑可與纖維發(fā)生一定程度的交聯(lián),以提高織物的耐摩擦牢度[4]。由表2可知,隨著聚合體系中丙烯酸羥乙酯用量的增加.染色后織物的干濕摩擦牢度也隨之提升,用量為3.0%時,織物的干濕摩擦牢度達到最好.繼續(xù)增加交聯(lián)單體用量,摩擦牢度并沒有隨之增加,反而有所下降.此外.皂洗牢度隨交聯(lián)單體HEA用量的增加變化不大,綜合考慮, HEA以3.0%(對單體總質(zhì)量)為宜。
表2 丙烯酸羥乙酯用量對織物性能的影響
| HEA%(對單體總質(zhì)量) | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干摩 | 濕濕摩 | 沾色 | 褪色 | |
| 1.0 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4-5 |
| 1.5 | 4 | 3-4 | < 5 | |
| 2.0 | 3-4 | 4 | 4-5 | 4-5 |
| 2.5 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4-5 |
| 3.0 | 4-5 | 4 | 5 | 4-5 |
| 3.5 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4-5 |
| 4.0 | 3-4 | 3-4 | 4-5 | 4 |
注: MAA=10%, BA:MMA=7: 3
硬單體可賦予膜較高的使用溫度和一定的光澤.賦予膜內(nèi)聚力,使膜具有一定的硬度、耐磨性和結(jié)構(gòu)強度,并使膜具有耐刮性;軟單體賦予膜一定的柔韌性,使膜具有一定的彈性和耐久性,使膜在低溫時有良好的使用性能[5].由表3可知,軟單體使用較多時,織物的干濕摩擦牢度、皂洗牢度都很差,而且染色織物粘手容易吸附灰塵,硬單體增加,染色織物的干濕摩擦牢度及皂洗牢度逐漸變
表3 軟硬單體比對織物性能的影響
| BA: MMA | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干摩 | 濕摩 | 沾色 | 褪色 | |
| 9:1 | 4 | 3 | 4 | 4 |
| 8:2 | 4 | 3 | 4 | 4 |
| 7:3 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4-5 |
| 6:4 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4 |
| 5:5 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4 |
注:MAA=10%, HEA=3.0%
圖1中出現(xiàn)了2個峰,大峰粒徑主要分布在0.06-0.78µm,小峰粒徑在163.77~477.01µm。經(jīng)分析,大峰為無皂乳液粒徑分布,小峰為成品乳液過濾時未除去的細小凝膠。
|
|
| 圖1 無皂乳液粒子粒徑 |
2.2 加工工藝對織物性能的影響
由表4可以看出,粘合劑用量及軋余率對涂料染色織物的性能均有一定的影響。隨著粘合劑用量的增加織物的各項性能均有所提升,特別是干、濕摩擦牢度提高的幅度相對較大,但是,當(dāng)粘合劑用量超過某一范圍時,織物變硬會影響手感.因此,確定粘合劑用量為
表4 粘合劑用量、軋余率對織物性能的影響
| 粘合劑用量g/L | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | 硬挺度 | ||||||
| 干摩 | 濕摩 | 沾色 | 褪色 | ||||||
| 1# | 2# | 1# | 2# | 1# | 2# | 1# | 2# | ||
| 10 | 4 | 4 | 3-4 | 3-4 | 4 | 4-5 | 5 | 4-5 | 4.5 |
| 20 | 4-5 | 4 | 3-4 | 3-4 | 4-5 | 3-4 | 5 | 5 | 4.6 |
| 30 | 4-5 | 4 | 4 | 3-4 | 4-5 | 4 | 4-5 | 5 | 4.6 |
| 40 | 5 | 5 | 4-5 | 3-4 | 4-5 | 4-5 | 5 | 5 | 4.7 |
| 50 | 5 | 5 | 4-5 | 4 | 4-5 | 4-5 | 5 | 4 | 4.9 |
注:使用2.1所得的最佳配方合成粘合劑并對織物進行染色處理,1#為軋余率70%,2#為軋余率80‰原樣布的硬挺度為
在涂料染色過程中,較高的軋余率對染色織物有如下影響:(1)織物易被染花,正反面色澤有差異,一般涂料染色的織物色澤鮮艷.若織物局部的涂料濃度過高烘干時織物表面水分蒸發(fā),但因涂料的分子質(zhì)量較大而不會發(fā)生移動,烘干后這種染花現(xiàn)象即可顯現(xiàn)出來,還有可能是軋過液的織物沒有放平,受重力的影響,涂料會在織物的毛細管空隙及織物間隙中流動,造成涂料在局部聚集,導(dǎo)致染色不勻;(2)織物的耐摩擦性能有所下降,原因是織物上的帶液率增加,過多的涂料不會通過粘合劑而與織物發(fā)生牢固結(jié)合。結(jié)合表4確定軋余率為70%。
涂料對纖維沒有親和力,要想使其與纖維牢固結(jié)合,就必須使用粘合劑。但必須在較高溫度下才能使粘合劑與纖維發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),其溫度的變化必然會對加工后的織物性能有所影響,因此,控制好焙烘溫度非常重要。由表5可知,焙烘溫度的變化對織物的性能有一定影響,特別是對干、濕摩擦牢度的影響較大,而對皂洗牢度的影響較小.焙烘溫度較低時,交聯(lián)反應(yīng)不充分,涂料與織物結(jié)合不牢固;焙烘溫度過高,織物的強力又會受到損傷,致使其服用性能大大降低。而焙烘溫度的變化對織物的皂洗牢度影響不大.綜合考慮,確定最佳的焙烘溫度為
表5 焙烘溫度對織物性能的影響
| 焙烘溫度/℃ | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干摩 | 濕摩 | 沾色 | 褪色 | |
| 130 | 4-5 | 3-4 | 4 | 5 |
| 140 | 4-5 | 4 | 4 | 5 |
| 150 | 4-5 | 4 | 4-5 | 5 |
| 160 | 4 | 4 | 4-5 | 4 |
| 170 | 4 | 3-4 | 5 | 4-5 |
注:粘合劑
在染整加工過程中,溫度與時間有著明顯的依賴關(guān)系,也就是說織物應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认绿幚硪欢ǖ臅r間,這樣才能賦予織物良好的服用性能.由表
表6 焙烘時間對織物性能的影響
| 焙烘時間/min | 摩擦牢度/級 | 皂洗牢度/級 | ||
| 干摩 | 濕摩 | 沾色 | 褪色 | |
| 1.5 | 4-5 | 4 | 4 | 4-5 |
| 2.0 | 4-5 | 4 | 4 | 5 |
| 2.5 | 4-5 | 4 | 4-5 | 5 |
| 3.0 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 |
| 3.5 | 4-5 | 4 < | 4-5 | 4-5 |
| 4.0 | 5 | 4 | 4-5 | 5 |
注:粘合劑
3 結(jié)論
當(dāng)甲基丙烯酸(MAA)用量為10%(對單體總質(zhì)量)、丙烯酸羥乙酯(HEA)用量為3.0%(對單體總質(zhì)量),軟單體丙烯酸丁酯(BA)與硬單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)質(zhì)量比[即BA:MMA為7:3時,可以得到較佳粘合劑。涂料染色工藝為: 織物→浸軋染液(室溫,粘合劑
參考文獻:
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[4]陳國寶,環(huán)保型高性能自交聯(lián)涂料印花粘合劑FL的制備[J]印染助劑,2007,24(4);34-36
[5] 張瑜,韋亞兵,楊穎,無皂核殼丙烯酸酯乳液的合成與性能研究[J]涂料工業(yè),2001,31(I2);31-33
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