印花用聚丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的合成研究

卢寅

摘要：本文采用丙烯酸酯无皂聚合方法制备了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂，讨论了温度、时间等条件对乳液合成的影响，实验表明最佳的合成工艺为：反应温度80 ℃，预乳液滴加时间 1 h，保温时间 1 h，引发剂用量0.6%（占单体重），软/硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度。

关键词：无皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合剂；印花

中图分类号：TQ433.4+36 文献标志码：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

传统乳液聚合工艺需要加入乳化剂，容易造成耐水和耐污性差、织物手感硬和光泽弱等问题。本文基于丙烯酸酯无皂聚合的理论及方法，合成出了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂。该粘合剂的耐水性和成膜性好，不仅能够提高印花织物的耐摩擦色牢度，而且不影响织物的手感，可提高织物的档次及附加值。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：阴/非离子型可聚合乳化剂L（自制）、氨水（AR，西安化学试剂厂）、过硫酸钾（AR，西安化学试剂厂）、乙烯基硅油（CP，无锡威尔化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中国医药集团上海化学试剂公司）、丙烯酸丁酯（工业品，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸异辛酯（AR，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸（CP，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸羟乙酯（CP，无锡威尔化工有限公司）。

仪器：YHG-9050A台式恒温电热鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、JY2002电子天平（麦仪科学仪器上海有限公司）、JJ-1型电动搅拌器（江苏省金坛市环宇科学仪器厂）、HHS-6恒温水浴锅（金坛市华特实验仪器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯无皂乳液的制备工艺

以0.4%（对单体重）的阴/非离子型可聚合乳化剂L为乳化剂，丙烯酸（AA）为功能单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）为主单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，N-羟甲基丙烯酰胺作为交联单体。将体系升至所需温度，先加入部分引发剂，再开始滴加混合单体与功能性单体，同时滴加剩余引发剂，控制在2.5 h以内滴完，注意搅拌速度，保温 1 h后，降温取出。

2 结果与讨论

2.1 聚合温度对合成的影响（图 1、表 1）

乳液中残留单体含量较高，单体转化率低；当聚合温度超过80 ℃后，体系反应速率过快，乳液中凝胶量较多，乳液稳定性变差，且乳液黏度也会下降。综上所述，确定聚合反应温度为80 ℃。

2.2 预乳液滴加时间对合成的影响（图 2）

由图 2 可知，预乳液滴加过快，单体转化率较低，且一定时间内放热量增加，易形成暴聚，导致乳胶粒凝聚，凝胶率较高；延长滴加时间，有利于提高单体转化率，但凝胶率会有所提高，且会使生产周期加长。因此，滴加时间以60 min为宜。

2.3 保温时间对合成的影响（图 3）

图 3 中，随着保温时间的延长，单体转化率逐渐提高，当保温时间达到 1 h后，单体转化率已接近99%。

由图 4 可看出，随着反应时间的延长，单体转化率逐渐提高，且在引发剂用量为0.6%（占单体重）的情况下，转化率和聚合反应速率更理想。

2.5 软硬单体配比对合成的影响

软单体（EHA和BA）可以使胶膜具有一定的弹性和耐久性，进而使得粘合剂具有一定的柔韧性；硬单体（MMA）可以赋予胶膜一定的内聚力，使涂膜具有一定结构强度和耐磨性，同时硬单体可以赋予胶膜一定的光泽和较高的使用温度。改变软硬单体的配比，计算聚合物乳液的玻璃化温度（Tg），并测试乳液对纯棉和涤棉织物印花效果的影响，结果如表 2 所示。

从表 2 可以看出，随着硬单体比例的增加，乳液的固含量变化不大，但乳液的玻璃化温度逐渐提高，胶膜的硬度随之增加，虽然印花织物的耐干、湿摩擦色牢度有所提升，但织物手感却逐渐变差，织物K/S值则呈现先增后减的趋势。综合考虑各项性能，软硬单体配比以1.38∶1为宜。

3 结论

丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的最佳合成工艺参数如下：聚合温度80 ℃，预乳液滴加时间60 min，保温时间60 min，引发剂用量0.6%（占单体重），软硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度，且对印花织物K/S值的影响较小。

参考文献（略）

摘要：本文采用丙烯酸酯无皂聚合方法制备了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂，讨论了温度、时间等条件对乳液合成的影响，实验表明最佳的合成工艺为：反应温度80 ℃，预乳液滴加时间 1 h，保温时间 1 h，引发剂用量0.6%（占单体重），软/硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度。

关键词：无皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合剂；印花

中图分类号：TQ433.4+36 文献标志码：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

传统乳液聚合工艺需要加入乳化剂，容易造成耐水和耐污性差、织物手感硬和光泽弱等问题。本文基于丙烯酸酯无皂聚合的理论及方法，合成出了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂。该粘合剂的耐水性和成膜性好，不仅能够提高印花织物的耐摩擦色牢度，而且不影响织物的手感，可提高织物的档次及附加值。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：阴/非离子型可聚合乳化剂L（自制）、氨水（AR，西安化学试剂厂）、过硫酸钾（AR，西安化学试剂厂）、乙烯基硅油（CP，无锡威尔化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中国医药集团上海化学试剂公司）、丙烯酸丁酯（工业品，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸异辛酯（AR，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸（CP，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸羟乙酯（CP，无锡威尔化工有限公司）。

仪器：YHG-9050A台式恒温电热鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、JY2002电子天平（麦仪科学仪器上海有限公司）、JJ-1型电动搅拌器（江苏省金坛市环宇科学仪器厂）、HHS-6恒温水浴锅（金坛市华特实验仪器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯无皂乳液的制备工艺

以0.4%（对单体重）的阴/非离子型可聚合乳化剂L为乳化剂，丙烯酸（AA）为功能单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）为主单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，N-羟甲基丙烯酰胺作为交联单体。将体系升至所需温度，先加入部分引发剂，再开始滴加混合单体与功能性单体，同时滴加剩余引发剂，控制在2.5 h以内滴完，注意搅拌速度，保温 1 h后，降温取出。

2 结果与讨论

2.1 聚合温度对合成的影响（图 1、表 1）

乳液中残留单体含量较高，单体转化率低；当聚合温度超过80 ℃后，体系反应速率过快，乳液中凝胶量较多，乳液稳定性变差，且乳液黏度也会下降。综上所述，确定聚合反应温度为80 ℃。

2.2 预乳液滴加时间对合成的影响（图 2）

由图 2 可知，预乳液滴加过快，单体转化率较低，且一定时间内放热量增加，易形成暴聚，导致乳胶粒凝聚，凝胶率较高；延长滴加时间，有利于提高单体转化率，但凝胶率会有所提高，且会使生产周期加长。因此，滴加时间以60 min为宜。

2.3 保温时间对合成的影响（图 3）

图 3 中，随着保温时间的延长，单体转化率逐渐提高，当保温时间达到 1 h后，单体转化率已接近99%。

由图 4 可看出，随着反应时间的延长，单体转化率逐渐提高，且在引发剂用量为0.6%（占单体重）的情况下，转化率和聚合反应速率更理想。

2.5 软硬单体配比对合成的影响

软单体（EHA和BA）可以使胶膜具有一定的弹性和耐久性，进而使得粘合剂具有一定的柔韧性；硬单体（MMA）可以赋予胶膜一定的内聚力，使涂膜具有一定结构强度和耐磨性，同时硬单体可以赋予胶膜一定的光泽和较高的使用温度。改变软硬单体的配比，计算聚合物乳液的玻璃化温度（Tg），并测试乳液对纯棉和涤棉织物印花效果的影响，结果如表 2 所示。

从表 2 可以看出，随着硬单体比例的增加，乳液的固含量变化不大，但乳液的玻璃化温度逐渐提高，胶膜的硬度随之增加，虽然印花织物的耐干、湿摩擦色牢度有所提升，但织物手感却逐渐变差，织物K/S值则呈现先增后减的趋势。综合考虑各项性能，软硬单体配比以1.38∶1为宜。

3 结论

丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的最佳合成工艺参数如下：聚合温度80 ℃，预乳液滴加时间60 min，保温时间60 min，引发剂用量0.6%（占单体重），软硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度，且对印花织物K/S值的影响较小。

参考文献（略）

摘要：本文采用丙烯酸酯无皂聚合方法制备了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂，讨论了温度、时间等条件对乳液合成的影响，实验表明最佳的合成工艺为：反应温度80 ℃，预乳液滴加时间 1 h，保温时间 1 h，引发剂用量0.6%（占单体重），软/硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度。

关键词：无皂乳液聚合；聚丙烯酸酯；粘合剂；印花

中图分类号：TQ433.4+36 文献标志码：A

Synthesis of Soap-free Polyacrylate Adhesive for Printing

Abstract： A new kind of polyacrylate adhesive was prepared through soap-free emulsion polymerization. The influences of reaction conditions on the polymerization were researched. The result showed that the optimum reaction conditions were as follows： temperature 80 ℃， adding time of pre-emulsion 1 h， holding time 1 h， initiator dosage 0.6%， the ratio of hard monomers to soft monomers at 1.38∶1. Printed cotton and T/C fabric cloud be endowed with good rubbing fastness by using the adhesive prepared under the optimum reaction conditions.

Key words： soap-free emulsion polymerization； polyacrylate； adhesive； printing

传统乳液聚合工艺需要加入乳化剂，容易造成耐水和耐污性差、织物手感硬和光泽弱等问题。本文基于丙烯酸酯无皂聚合的理论及方法，合成出了一种性能优良的无皂乳液印花粘合剂。该粘合剂的耐水性和成膜性好，不仅能够提高印花织物的耐摩擦色牢度，而且不影响织物的手感，可提高织物的档次及附加值。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

试剂：阴/非离子型可聚合乳化剂L（自制）、氨水（AR，西安化学试剂厂）、过硫酸钾（AR，西安化学试剂厂）、乙烯基硅油（CP，无锡威尔化工有限公司）、甲基丙烯酸甲酯（CP，中国医药集团上海化学试剂公司）、丙烯酸丁酯（工业品，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸异辛酯（AR，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸（CP，无锡威尔化工有限公司）、丙烯酸羟乙酯（CP，无锡威尔化工有限公司）。

仪器：YHG-9050A台式恒温电热鼓风干燥箱（上海姚氏仪器设备厂）、JY2002电子天平（麦仪科学仪器上海有限公司）、JJ-1型电动搅拌器（江苏省金坛市环宇科学仪器厂）、HHS-6恒温水浴锅（金坛市华特实验仪器有限公司）。

1.2 聚丙烯酸酯无皂乳液的制备工艺

以0.4%（对单体重）的阴/非离子型可聚合乳化剂L为乳化剂，丙烯酸（AA）为功能单体，甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）及丙烯酸丁酯（BA）为主单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，N-羟甲基丙烯酰胺作为交联单体。将体系升至所需温度，先加入部分引发剂，再开始滴加混合单体与功能性单体，同时滴加剩余引发剂，控制在2.5 h以内滴完，注意搅拌速度，保温 1 h后，降温取出。

2 结果与讨论

2.1 聚合温度对合成的影响（图 1、表 1）

乳液中残留单体含量较高，单体转化率低；当聚合温度超过80 ℃后，体系反应速率过快，乳液中凝胶量较多，乳液稳定性变差，且乳液黏度也会下降。综上所述，确定聚合反应温度为80 ℃。

2.2 预乳液滴加时间对合成的影响（图 2）

由图 2 可知，预乳液滴加过快，单体转化率较低，且一定时间内放热量增加，易形成暴聚，导致乳胶粒凝聚，凝胶率较高；延长滴加时间，有利于提高单体转化率，但凝胶率会有所提高，且会使生产周期加长。因此，滴加时间以60 min为宜。

2.3 保温时间对合成的影响（图 3）

图 3 中，随着保温时间的延长，单体转化率逐渐提高，当保温时间达到 1 h后，单体转化率已接近99%。

由图 4 可看出，随着反应时间的延长，单体转化率逐渐提高，且在引发剂用量为0.6%（占单体重）的情况下，转化率和聚合反应速率更理想。

2.5 软硬单体配比对合成的影响

软单体（EHA和BA）可以使胶膜具有一定的弹性和耐久性，进而使得粘合剂具有一定的柔韧性；硬单体（MMA）可以赋予胶膜一定的内聚力，使涂膜具有一定结构强度和耐磨性，同时硬单体可以赋予胶膜一定的光泽和较高的使用温度。改变软硬单体的配比，计算聚合物乳液的玻璃化温度（Tg），并测试乳液对纯棉和涤棉织物印花效果的影响，结果如表 2 所示。

从表 2 可以看出，随着硬单体比例的增加，乳液的固含量变化不大，但乳液的玻璃化温度逐渐提高，胶膜的硬度随之增加，虽然印花织物的耐干、湿摩擦色牢度有所提升，但织物手感却逐渐变差，织物K/S值则呈现先增后减的趋势。综合考虑各项性能，软硬单体配比以1.38∶1为宜。

3 结论

丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的最佳合成工艺参数如下：聚合温度80 ℃，预乳液滴加时间60 min，保温时间60 min，引发剂用量0.6%（占单体重），软硬单体配比1.38∶1。在此条件下合成的粘合剂能够赋予纯棉织物和涤棉织物良好的印花色牢度，且对印花织物K/S值的影响较小。

参考文献（略）